中华绒螯蟹,俗称河蟹,是我国重要的经济蟹类,具有极高的食用价值,并在发育生物学、进化生物学和生殖生物学等领域中有重要研究意义。现今中华绒螯蟹的养殖现状堪忧,在产量增加的同时,质量却严重下降,种质混杂现象越来越严重。从该物种的受精机制入手,探究原种中华绒螯蟹的繁殖机制是解决上述问题的途径之一。受精过程研究的一个重大问题和障碍,就是配子的识别,穿透和融合这些过程的高度复杂性。在中华绒螯蟹中,精子发生,包括精子形成等过程,都是具有高度的协调性和复杂性的动态过程。顶体素(acrosin),这一哺乳动物受精过程中的重要水解酶,便在这一研究中具有重要的意义。本文以中华绒螯蟹的精子发生作为模式系统,首次克隆得到了中华绒螯蟹的acrosin的cDNA全长,并通过蛋白免疫印迹、组织免疫荧光等技术手段,探究了acrosin在中华绒螯蟹生殖过程中的重要功能。1.中华绒螯蟹acrosin表达的特异性。首先,通过cDNA克隆证明了acrosin基因在中华绒螯蟹中的表达。然后通过反转录PCR和蛋白免疫印迹等,分别证明了中华绒螯蟹acrosin在mRNA和蛋白水平上的精巢特异性表达。此外,定量PCR的结果表明,acrosin的mRNA在成熟雄蟹个体中较之幼小个体有显著上升。这也表明了对于一个中华绒螯蟹个体,在不同生长时期对于acrosin的需求,以及acrosin对于生殖过程的重要性。2.中华绒螯蟹acrosin的蛋白三级结构。通过三级结构预测,推测出acroisn蛋白分子内酶原区和催化区的存在。而酶原区的酶活性保护作用和催化区的丝氨酸水解酶活性,则很好地预示了acrosin在受精过程中潜在的水解酶功能。3.中华绒螯蟹acrosin在精子发生过程中的定位。Acrosin蛋白在精母细胞中和早期精细胞中便开始表达,并逐步累积。在这些细胞中主要分布在细胞核的一侧,预示着顶体囊泡形成的位置。而在中期精细胞中累积的越来越多,并伴随着细胞核的形变,开始成团分布。至成熟期精细胞,acrosin分布在顶体管和顶体内膜靠近细胞核的位置,分别预示了acrosin的两大功能：通过顶体管的在受精时的牵引,最先将acrosin释放至卵细胞透明带,完成水解功能；通过在顶体内膜中的定位,在顶体反应时水解活化顶体中其它水解酶类,帮助这些酶类迅速参与到受精过程中。4.中华绒螯蟹acrosin和高尔基体的共定位暗示顶体的起源。Acrosin是顶体中的重要蛋白,在已经证明其顶体分布的情况下,它便能很好地作为顶体的标志物,而GM130便是高尔基体的标志物。通过在精子形成过程中对acrosin蛋白和GM130的共定位,证明了末期GM130信号在成熟精细胞中顶体的残留。顶体作为一个囊泡型细胞器,在中华绒螯蟹的精子形成过程中,很可能便是起源于同是囊泡性的高尔基体。