脊椎动物精子发生过程十分保守，经历精原细胞增殖、精母细胞减数分裂和精子细胞成熟3个过程。斑马鱼精子发生过程与大多数鲤科鱼类相似。

1.精原细胞

A型精原细胞单个、成对或4个成群存在，胞质染色较浅，具有1～2个核仁。许多被称为Nuage的电子致密物出现于胞质，位于细胞核附近，且与圆形少嵴的线粒体相连（图6-4a、b）。接近Nuage处的核膜向内凹陷，致密物质也可在核周间隙中出现。

有丝分裂中期，A型精原细胞具有典型的中期细胞特征，核膜消失，染色体排列于赤道板并与纺锤丝相连。细胞器围绕于细胞膜边缘（图6-4c）。少量Nuage分散于细胞质中。精原细胞之间通过细胞间连接和胞质桥相连，胞质桥由平行和放射状的细胞膜组成（图6-4h）。

B型精原细胞有明显的核仁和更加致密的染色质。Nuage数量减少，线粒体电子密度增加，体积变大，拉长（图6-4d）。这一阶段胞质桥由单层细胞膜组成，膜外侧带有致密物质（图6-4h）。

图6-4　精原细胞　TEM

a.A型精原细胞细胞核周围具有多个Nuage和圆形少嵴的线粒体；b.A型精原细胞；c.有丝分裂中期的A型精原细胞由细胞质桥相连；d.精原细胞包含少量Nuage；e.Nuage聚集于A型精原细胞核附近及核周间隙中，线粒体通过Nuage黏附与核膜上；f.Nuage出现于核周间隙（→）；g.中期精原细胞的胞质桥由多层平行和放射状的膜组成（*）；h.精原细胞中由单层细胞膜构成的胞质桥
CB：胞质桥；Ch：染色体；Mi：线粒体；N：细胞核；Na：Nuage；Nu：核仁；SC：支持细胞；SF：纺锤丝；IJ：细胞间连接

2.精母细胞

精母细胞呈现更复杂的核形态变化，包括联会复合体形成及染色体浓缩等。Nuage数量减少，但更为显著的是，它们不再与核膜联系，但仍连接线粒体。胞质桥仍旧存在，连接两个或更多精母细胞（图6-5m）。

在偶线期，染色质开始附着于核膜，联会复合体从附着点开始延伸（图6-5a）。短纤毛或初始鞭毛从中心粒伸出（图6-5a、b）。线粒体包含膜团（图6-5j），以及一些缺乏部分嵴和内膜的线粒体（图6-5k）被Nuage连接成簇（图6-5a、m）。在粗线期，联会复合体的中央和横向成分变得明显（图6-5c、d）。线粒体呈管状，体积更小、更致密，一些线粒体延长甚至带有分支（图6-5e、l），偶见苍白的核仁（图6-5c）。在双线期，染色体变得更粗短，但仍与核膜保持联系（图6-5f）。当进入前中期，核膜消失，染色体凝缩成团块分散于细胞中央，线粒体和许多囊泡分布于细胞膜边缘（图6-5g）。

次级精母细胞的细胞质变少，只含少量Nuage。线粒体嵴也变少（图6-4h）。与初级精母细胞类似，中心粒发出纤毛样结构（图6-5i）。

3．精子细胞

根据精子细胞的形态变化，精子形成可被分成3个阶段，即早期、中期和晚期。鞭毛的定位、染色体的浓缩以及多余核膜和细胞质排除，这些精子形成的基本事件不同步进行。早期最显著的变化是，鞭毛的定位与核窝的形成。此期染色质开始不均匀地浓缩成细小颗粒（图6-6a）。带有鞭毛的中心体靠近卵圆形细胞核的一侧，此处核膜向内凹陷形成核窝（图6-6b～g）。中心粒和基体由相互垂直变成呈125°夹角（图6-6e）。同时，鞭毛周围的细胞膜向内凹陷形成管道，将鞭毛与细胞质隔离；围绕管道周围的少量细胞质形成早期袖套（图6-6c）。线粒体逐渐向袖套移动，将来形成精子的中段（图6-6h）。胞质桥更加明显，但细胞间连接减少（图6-6b）。

中期主要事件包括染色质的浓缩和核膜的排除。核内染色质剧烈浓缩成染色质团块，但在中央区域形成低电子密度区，呈圆形或管状，开口于核表面（图6-7a、b、c、e）。致密的线粒体靠近鞭毛的起始端，沿核膜和细胞膜线状排列（图6-7b、c）。多余的核膜以小泡的形式排出（图6-7b、e）。随着染色质的浓缩，细胞核内低电子密度区减小。该阶段末期，细胞内仅剩2～3个大核泡于均一致密的核质内（图6-8a、b），但仍含有大量胞质。

第三阶段精子细胞排除多余的胞质，彼此相互分离。随着胞质桥和细胞间连接的断裂，精子细胞间相互分离，而多余的胞质逐渐被排除（图6-8c）。染色质的浓缩，使核泡进一步减小（图6-8c、d）。最终，成熟精子形成，其头部圆形、缺乏顶体，细胞核内含有多个小核泡，袖套内含有少量巨型线粒体，鞭毛偏向一侧（图6-8c、e）。

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图6-5　精母细胞　TEM

a.偶线期初级精母细胞开始形成联会复合体（双箭头）；b.初级精母细胞中带有纤毛中心粒；c.粗线期初级精母细胞具有苍白核仁和明显的联会复合体；d.联会复合体；e.粗线期初级精母细胞中的致密线粒体；f.双线期初级精母细胞；g.前中期初级精母细胞；h.次级精母细胞含有少量Nuage；i.带有纤毛中心粒的次级精母细胞；j.与Nuage相连的线粒体簇，线粒体内包含膜团；k.线粒体嵴和内膜损伤；l.粗线期初级精母细胞的致密线粒体；m.胞质桥连接3个初级精母细胞
CB：胞质桥；CC：中心粒；Ch：染色体；N：细胞核；Na：Nuage；Nu：核仁；Mi：线粒体；V：小囊泡；示含膜团的线粒体簇；*示核膜与核质间隙；→示联会复合体

图6-6　早期精子细胞　TEM

a.精子细胞染色质开始缩成小颗粒；b.中心体接近细胞核一侧，形成核窝；c.袖套形成，围绕于鞭毛起始部；d.远端中心粒被核膜包围；e.中心粒相互呈125°夹角；f.近端中心粒后部横切面，显示其部分被核膜包围；g.近端中心粒前部，完全插入核窝；h.线粒体围绕鞭毛起始部
CB：胞质桥；Ch：染色质；CyC：胞质管道；CS：袖套；DC：远端中心粒；F：鞭毛；Mi：线粒体；N：细胞核；NM：核膜；NF：核窝；PC：近端中心粒

综合以上的形态特征可得出：斑马鱼精子发生过程与大多数硬骨鱼类似，同时呈现出一些特殊的特征。

（1）早期鞭毛在精母细胞中形成，早期精子细胞定位于细胞核一侧，近端中心粒间由相互垂直转变为125°夹角。

（2）精子细胞染色质不均匀地浓缩，从细颗粒状到染色质块；染色质块中央形成圆形或长条的低电子密度区，最后变成精子细胞中的核泡。这是斑马鱼精子核泡形成和起源的首次发现。

（3）Nuage存在于精原细胞和精母细胞中，与线粒体和细胞核直接接触，甚至在核周间隙中发现。

（4）各时期生精细胞线粒体的形态与分布多样，粗线期精母细胞出现致密的线粒体，反映了不同阶段的功能状态。

图6-7　中期精子细胞　TEM

a.精子细胞染色体不均匀浓缩，中央形成圆形或管状的低电子密度区；b.线粒体线状排列于核膜与细胞膜边缘，鞭毛位于细胞核一侧；c.鞭毛起始端横切，显示鞭毛位于胞质管道内，线粒体沿核膜排列；d.线粒体接近核膜；e.核膜形成囊泡排入胞质
CB：胞质桥；Ch：染色质；CS：袖套；CyC：胞质管道；EL：低电子密度的核区；F：鞭毛；Mi：线粒体；PC：近端中心粒；SC：支持细胞；V：囊泡；→示包含膜团的线粒体；*示细胞间隙

图6-8　中、晚期精子细胞和成熟精子　TEM

a.较晚的中期精子细胞包含较多细胞质，致密的染色质含有大的圆形核泡；b.较晚的中期细胞含圆形核泡及早期袖套；c.精囊内的晚期精子细胞相互分离（图上半部），生精小管管腔内的精子（图下半部）；d.晚期精子细胞，核周围带有少量胞质，鞭毛位于核一侧；e.成熟精子具有少量胞质和小核泡
CS：袖套；DC：远端中心粒；EL：低电子密度区；F：鞭毛；Mi：线粒体；N：细胞核；NV：核泡；SC：支持细胞；SP：精子；ST：精子细胞；T：生精小管管腔