农 业 生 物 技 术 学 报 J o u r n a l o f A g r i c u l t u r a l B i o t e c h n o l o g y 2 0 0 5 , 1 3 ( 1 3 ) : 4 0 7 4 1 0* 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 （ N o . 3 9 3 7 0 5 1 6 ） 资 助 。范 必 勤 ： 男 ， 1 9 3 1 年 1 1 月 出 生 ， 研 究 员 ， 博 导 。 E - m a i l : .收 稿 日 期 ： 2 0 0 5 - 0 3 - 0 1 接 受 日 期 ： 2 0 0 5 - 0 3 - 1 1 专 家 论 坛 哺 乳 动 物 孤 雌 生 殖 研 究 进 展 *范 必 勤( 江 苏 省 农 业 科 学 院 ， 南 京 2 1 0 0 1 4 )摘 要 ： 综 述 了 哺 乳 动 物 卵 人 工 激 活 与 孤 雌 生 殖 研 究 的 主 要 进 展 ， 包 括 卵 母 细 胞 的 激 活 与 孤 雌 发 育 ， 父 源 和 母 源 基 因 组 在 胚胎 发 育 中 的 作 用 ， 以 及 孤 雌 生 殖 小 鼠 的 诞 生 。关 键 词 ： 哺 乳 动 物 ； 卵 母 细 胞 的 激 活 ； 胚 胎 发 育 ； 孤 雌 生 殖R e s e a r c h A d v a n c e s o n M a m m a l i a n P a r t h e n o g e n e s i sF A N B i - Q i n( J i a n g s u A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s , N a n j i n g 2 1 0 0 1 4 , C h i n a )T h e m a i n r e s e a r c h a c h i e v e m e n t s o n a r t i f i c i a l a c t i v a t i o n a n d p a r t h e n o g e n e s i s i n m a m m a l i a n o o c y t e s a r e r e v i e w e d , i n -c l u d i n g o o c y t e a c t i v a t i o n a n d p a r t h e n o g e n e t i c d e v e l o p m e n t , r o l e o f p a t e r n a l a n d m a t e r n a l g e n o m e s i n e m b r y o n i c d e v e l o p m e n t , a n db i r t h o f p a r t h e n o g e n e t i c m i c e .m a m m a l s ; o o c y t e a c t i v a t i o n ; e m b r y o d e v e l o p m e n t ; p a r t h e n o g e n e s i s2 0 世 纪 3 0 年 代 开 始 研 究 哺 乳 动 物 卵 的 激 活 与孤 雌 发 育 ( P i n c u s , 1 9 3 6 ) 。 经 过 近 7 0 年 的 漫 长 历 程 ，在 对 父 源 与 母 源 基 因 组 在 胚 胎 发 育 中 的 作 用 、 改 变印 迹 基 因 表 达 的 深 入 研 究 以 及 卵 母 细 胞 与 卵 裂 期 胚胎 体 外 操 作 技 术 不 断 提 高 的 基 础 上 ， 没 有 父 亲 的 孤雌 生 殖 小 鼠 终 于 诞 生 了 。 孤 雌 生 殖 小 鼠 与 正 常 小 鼠一 样 ， 在 性 成 熟 后 与 雄 性 小 鼠 交 配 生 出 了 后 代( K o n o e t a l . , 2 0 0 4 ) 。 这 是 继 1 9 9 7 年 体 细 胞 核 移 植 无性 生 殖 多 莉 羊 问 世 以 来 生 殖 生 物 学 领 域 的 又 一 重 大事 件 。 至 此 ， 哺 乳 动 物 也 有 了 有 性 生 殖 、 无 性 生 殖 和孤 雌 生 殖 的 三 种 生 殖 模 式 ( 范 必 勤 ， 2 0 0 1 ) 。 本 文 将 对此 专 题 的 研 究 进 展 作 一 简 要 综 述 ， 供 本 研 究 领 域 的科 技 工 作 者 参 考 。1 卵 母 细 胞 的 减 数 分 裂雌 性 动 物 在 出 生 前 的 胎 儿 时 期 ， 原 始 生 殖 细 胞开 始 减 数 分 裂 ( 成 熟 分 裂 ) ， 经 第 1 次 减 数 分 裂 前 期的 细 线 期 、 偶 线 期 和 粗 线 期 ， 至 出 生 时 到 达 双 线 期 。此 时 停 止 分 裂 ， 处 于 第 1 次 减 数 分 裂 的 休 止 期 。 雌 性动 物 性 成 熟 时 ， 依 据 不 同 的 动 物 种 类 ， 每 个 发 情 周 期( 人 类 为 月 经 周 期 ) 均 有 不 同 数 量 的 卵 母 细 胞 从 成 熟卵 泡 中 排 出 。 此 时 的 卵 母 细 胞 内 有 一 明 显 的 核 称 为生 发 泡 ( G V ) 。 由 于 细 胞 内 产 生 一 系 列 游 离 C a2 +的 波动 和 卵 丘 细 胞 分 泌 孕 酮 等 因 素 ， 启 动 卵 母 细 胞 恢 复减 数 分 裂 ， 生 发 泡 破 裂 ( G V B D ) ， 经 中 期 、 后 期 和 末期 ， 向 卵 周 隙 排 出 第 1 极 体 ( P b I ) ， 完 成 第 1 次 减 数分 裂 ( 李 朝 军 和 范 必 勤 ， 1 9 9 5 ) 。 并 随 即 开 始 第 2 次 减数 分 裂 ， 经 前 期 至 第 2 次 减 数 分 裂 中 期 ( M !) ， 又 一次 进 入 休 止 状 态 。 此 时 若 有 精 子 进 入 卵 子 受 精 或 进行 人 工 激 活 ， 启 动 卵 母 细 胞 继 续 第 2 次 减 数 分 裂 ， 经后 期 和 末 期 ， 向 卵 周 隙 排 出 第 2 极 体 ( P b !) ， 完 成 第2 次 减 数 分 裂 。 卵 母 细 胞 内 形 成 单 倍 体 的 雌 原 核 ， 并产 生 一 系 列 形 态 与 生 理 的 变 化 ( 范 必 勒 , 1 9 9 9 ) 。 精 子受 精 时 ， 除 激 活 卵 母 细 胞 外 ， 尚 有 另 一 重 要 作 用 ， 精子 头 部 在 卵 母 细 胞 内 形 成 雄 原 核 。 雌 、 雄 原 核 融 合形 成 二 倍 体 的 原 核 胚 。 人 工 激 活 则 只 起 激 活 卵 母 细胞 的 作 用 ， 不 形 成 雄 原 核 只 形 成 雌 原 核 称 为 孤 雌 胚 。未 经 激 活 仍 处 于 M !休 止 期 的 卵 母 细 胞 即 退 化 死亡 。农 业 生 物 技 术 学 报 2 0 0 5 年2 M !期 卵 母 细 胞 的 人 工 激 活现 已 建 立 了 多 种 人 工 激 活 哺 乳 动 物 卵 母 细 胞 产生 孤 雌 发 育 的 方 法 ， 如 乙 醇 、 电 刺 激 、 钙 或 钙 离 子 载体 、 6 - D i m e t h y l a m i n o p u r i n e ( 6 - D M A P ) 、 S r C l2和 精 子粗 提 物 处 理 等 。小 鼠 卵 母 细 胞 用 7 % 乙 醇 处 理 5 6 m i n 可 获 得9 0 % 的 激 活 率 ( L i u e t a l . ， 1 9 9 6 ) 。 以 1 . 6 5 k V / c m ， 8 0s ， 间 隔 3 0 m i n 进 行 3 次 或 6 次 电 激 活 兔 卵 母 细胞 ， 激 活 率 分 别 为 7 9 % 和 8 3 % ， 比 1 次 电 激 活 者( 5 3 % ， P ? ABCD EFGHIJKLM NOPQRSTT h e r i o g e n o l o g y , 1 9 9 8 , 4 9 ( 1 ) : 4 3 U4 5K s u f m a n M H , B a r t o n S C a n d S u r a n i M A H . N o r m a l p o s t i m -VWXYZ_ abcdefghij kl mnopq rstuvwxyz|G7FG80 G81G82G83G84G85G86G87 G88G89t h e f o r e l i m b b u d s t a g e . N a t u r e , 1 9 7 7 , 2 6 5 : 5 3 G8A5 5K o n o T o m o h i r o , O b a t a Y a y o l , W u Q u i o n g , N i w a K a t s t o s h i ,O n o Y u k i k o , Y a m a m o t o Y u j i , P a r E u n - S u n g , S e o J e o n g - S u nG8BG8CG8D G8EG8FG90G91G92 G93G94G95G96G97G98G99G9AG9B G9CG9DG9EG9FGA0 GA1GA2 GA3GA4GA5GA6GA7GA8GA9GAAGABGACGADGAEGAFGB0GB1 GB2GB3GB4GB5 GB6GB7GB8GB9 GBAGBBGBCGBDGBEGBFGC0GC1GC2GC3 GC4GC5 GC6GC7GC8GC9GCAGCBGCCGCDGCEGCF GD0GD1GD2GD3GD4GD5GD6 GD7GD8GD9GDAGDB GDCGDDGDEGDFGE0GE1GE2GE38 6 3L e i g h t o P A a n d I g r a m R S , E g g e n s c h w i l e r J , E f s t r a t i a d i s A a n dT i l g h m a n S M . D i s r u p t i o n o f i m p r i n t i n g c a u s e d b y d e l e t i o nGE4GE5 GE6GE7GE8 GE9GEAGEB GECGEDGEEGEF GF0GF1GF2GF3GF4GF5 GF6GF7 GF8GF9GFAGFBGFC GFDGFEGFF!#$ %&() *+,-./03 9L i C J ( 李 朝 军 ) a n d F a n B Q ( 范 必 勤 ) . T h e r e l a t i o n b e t w e e n c a2 +a n d m e i o t i c m a t u r a t i o n o f m a m m a l i a n o o c y t e s . J o u r n a l o f1234 56789:; ?ABCDEL i u H L ( 刘 红 林 ) , F a n B Q ( 范 必 勤 ) ， C h e n Y F ( 陈 宜 峰 ) a n dFGHI J K L汪 河 海 ) . P a r t h e n o g e n e t i c a c t i v a t i o n o f m o u s eMNOPQRS TU VWXYZ _abcdef ghijklm no pqrstuv wxyz|G7FG80G81G