發(fā)布時(shí)間:2009-08-19
爪蟾屬(Xenopus)是脊索動(dòng)物門(mén)、脊椎動(dòng)物亞門(mén)、兩棲綱、無(wú)尾目、負子蟾科的1 屬?,F有14 種。廣泛分布于非洲撒哈拉沙漠以南。它的形態(tài)特征:眼小,位于頭背上方,無(wú)眼瞼,無(wú)舌。咽鼓管孔單個(gè)。成體仍有側線(xiàn)器官;體肥壯、流線(xiàn)型。后肢粗壯,趾蹼極發(fā)達,是適應水生生活的特征;內側3趾末端有“爪”,故名爪蟾。雄蟾體長(cháng)約為雌蟾的1/2, 雌蟾肛部有皮膚褶3個(gè)(即肛唇)。蝌蚪頭扁,口角各有一細長(cháng)觸須,無(wú)角質(zhì)頜和角質(zhì)齒。成熟爪蟾在早春或夏末產(chǎn)卵。在繁殖期中,雄蟾緊抱雌蟾的胯部,用后肢挾雌蟾所產(chǎn)出的單粒卵在肛唇處稍作停留,隨即沿雄蟾腹面的淺溝,下滑粘附于水草上。一年可產(chǎn)卵1~1.5 萬(wàn)粒。爪蟾是終生水棲的。蝌蚪攝食浮游生物,出水孔一對(屬于雙出水孔型),位于體腹面中部?jì)蓚?;尾肌發(fā)達,尾腹鰭前達腹部,尾后部纖細呈絲狀,不停地擺動(dòng)。遇到干旱時(shí),爪蟾可爬行短距離另尋水源,但一般常伏在冷濕的土下,身體逐漸消瘦。再入水后,會(huì )不停地捕食小的魚(yú)、蟹、蝦、昆蟲(chóng),特別能消滅大量蚊蟲(chóng)的卵和孑孓,還吞食本種的幼蟾和大量的畸形蝌蚪,這時(shí)體重迅速增長(cháng)。
我們常用青蛙王子來(lái)稱(chēng)呼這個(gè)實(shí)驗室的寵兒,因為爪蟾是實(shí)驗胚胎學(xué)常用實(shí)驗動(dòng)物,很早就用于診斷早期妊娠(孕婦的尿注入爪蟾腹腔后,5~20 小時(shí)以后,爪蟾即可排卵或排精)。在胚胎學(xué)研究中,非洲爪蟾是主要的兩棲類(lèi)動(dòng)物模型。非洲爪蟾,屬于比較原始的蛙類(lèi),學(xué)名: Xenopus laevis, 它緣何得名?這和它典型的外形特征是分不開(kāi)的。“Xenopus”是拉丁語(yǔ),意思為“特殊的足”,非洲爪蟾后足發(fā)達,有五趾,有發(fā)達的蹼,其中內側3趾末端有角質(zhì)化的爪,故而得名爪蟾;“l(fā)aevis”意思為“光滑的”,是指其皮膚光滑。加上非洲爪蟾廣泛分布于非洲撒哈拉大沙漠以南地區,故而稱(chēng)為非洲爪蟾,俗名光滑爪蟾,非洲爪蟾等。非洲爪蟾的優(yōu)勢在于取卵方便,在實(shí)驗室條件下,它可以常年產(chǎn)卵,不受季節限制。只要注射激素,雌體第1 天就可以產(chǎn)卵,而且產(chǎn)卵量很大,可以通過(guò)人工授精獲得受精卵。非洲爪蟾的成熟卵子具有明確的植物極和動(dòng)物極,受精作用引起皮質(zhì)運動(dòng)。爪蟾胚胎經(jīng)過(guò)卵裂、囊胚、原腸胚、神經(jīng)胚、尾芽期等階段,蝌蚪到兩個(gè)月時(shí)完成變態(tài)。幼體要生長(cháng)1到2年才能達到性成熟。由于非洲爪蟾的卵子和胚胎個(gè)體較大,很方便進(jìn)行實(shí)驗胚胎學(xué)研究,如顯微注射、胚胎切割和移植等。其早期胚胎發(fā)育很快,在2 4 ℃下受精后2 天左右就可以孵化成可以自由游動(dòng)的蝌蚪。雖然非洲爪蟾作為動(dòng)物模型有很多優(yōu)點(diǎn),但是它很難進(jìn)行遺傳學(xué)研究。這主要是由于其生命周期過(guò)長(cháng),同時(shí),它是假四倍體,多數基因存在四個(gè)拷貝,很難進(jìn)行遺傳突變實(shí)驗。
然而發(fā)育生物學(xué)總是有令人驚喜的報道,近年來(lái),非洲爪蟾的研究學(xué)者引進(jìn)一新的模式動(dòng)物-Xenopus tropicalis 。 X. tropicalis 在演化上為非洲爪蟾的近親。其外型與非洲爪蟾類(lèi)似,但體型卻只有一半,且發(fā)育周期只需半年。最重要的是,其基因特性與其它的模式動(dòng)物一樣為雙倍體(diploid)。而新的研究報告也證明幾乎所有使用在非洲爪蟾的研究技術(shù),包括基因轉殖、原位雜交、一次抗體、核酸探針等,都可輕易的應用在X. tropicalis上。 這些結果對于以非洲爪蟾作胚胎研究模式動(dòng)物的學(xué)者而言,實(shí)有人定勝天的喜悅。再加上千禧年時(shí)才剛建立以antisense morpholino oligonucleotide微注射至非洲爪蟾的胚胎,可以忠實(shí)地”踢除”其標地基因。這些振奮人心的結果也說(shuō)服了美國國家衛生院及其它機構著(zhù)手進(jìn)行X. tropicalis的基因組譯碼計劃。
在未來(lái)數年甚至下個(gè)世紀,以Xenopus tropicalis作為發(fā)育生物學(xué)研究的重要模式動(dòng)物仍將獨領(lǐng)風(fēng)騷。
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