Spermatogenesis in the blue swimming crab, Portunus pelagicus, and evidence for histones in mature sperm nuclei

Spermatogenesis in the blue swimming crab, Portunus pelagicus, is described by light and electron microscopy. The testis is composed of anterior (AT) and posterior (PT) lobes, that are partitioned into lobules by connective tissue trabecula, and further divided into zones (germinal, transformation and evacuation), each with various stages of cellular differentiation. The vas deferens is classified into three distinct regions: anterior (AVD), median (MVD), and posterior (PVD), on the presence of spermatophores and two secretions, termed substance I and II. Based on the degree and patterns of heterochromatin, spermatogenesis is classified into 13 stages: two spermatogonia (SgA and SgB), six primary spermatocytes (leptotene, zygotene, pachytene, diplotene, diakinesis, and metaphase), a secondary spermatocyte (SSc), three spermatids (St 1–3), and a mature spermatozoon. Spermatid stages are differentiated by chromatin decondensation and the formation of an acrosomal complex, which is unique to brachyurans. Mature spermatozoa are aflagellated, and have a nuclear projection and a spherical acrosome. AUT-PAGE and Western blots show that, during chromatin decondensation, there is a reduction of most histones, with only small amounts of H2B and H3 remaining in mature spermatozoa.

Morfologia do cromossomo Y, função gonadal e extragonadal em touros de raças sintéticas com alterações na qualidade do sêmen

O motivo deste estudo foi o percentual elevado de descarte de touros por alterações reprodutivas, precisamente qualidade de sêmen, que se apresenta em determinados sistemas produtivos nos quais estão inseridas as raças sintéticas. Através de cinco experimentos foi permitido observar o comportamento da espermatogênese de touros de raças sintéticas do nível cromossômico ao funcional do epitélio seminífero. O experimento I, avaliou por seis meses as características seminais de 12 touros, seis de uma raça pura e seis de uma sintética, contendo em cada grupo touros aptos e inaptos a reprodução classificados por qualidade de sêmen. Os animais do grupo sintético não apresentaram recuperação das características seminais durante o período de avaliação, como os puros, indicando um quadro degenerativo permanente neste conjunto de indivíduos. O experimento II buscou identificar uma relação entre a morfologia do cromossomo Y e tipos de cruzamentos, com a qualidade seminal de touros de duas raças sintéticas, Braford e Brangus-Ibagé. A relação da morfologia do Y com a condição reprodutiva não foi comprovada, no entanto considerando os tipos de cruzamentos para obtenção de touros 3/8, os cruzamentos que utilizam fêmea ¼ com macho ½ sangue filho de Nelore proporcionam um maior percentual de animais considerados inaptos ao exame de sêmen. Este experimento sugere medidas práticas para evitar o cruzamento que traz maiores prejuízos econômicos. O experimento III foi proposto para a avaliar a intensidade de redução de células espermáticas anômalas ao longo do epidídimo em touros de uma raça sintética. A redução da freqüência de gota citoplasmática proximal foi distinta entre os grupos de touros classificados quanto a morfologia espermática e entre as regiões do epidídimo, sendo portanto um indicador sensível da qualidade espermática e classificação da fertilidade potencial de animais de raças híbridas. O experimento IV avaliou a freqüência dos túbulos seminíferos nos diferentes estádios do ciclo espermatogênico em touros de duas raças sintéticas. Nas fases iniciais do ciclo espermatogênico, todos os touros apresentam gametogênese semelhante. Nas fases em que ocorrem as divisões meióticas, os touros inaptos apresentaram maior freqüência e a na fase de maturação das espermátides os touros aptos apresentaram maior freqüência. Estes resultados indicam que nos touros inaptos ocorre um bloqueio na fase das meioses, diminuindo a freqüência dos estádios de maturação das espermátides. O experimento V identificou a expressão diferencial de um fator de crescimento (transforming growth factor alpha- TGFα) no epitélio seminífero de touros Braford e Brangus-Ibagé, aptos e inaptos à reprodução, e também avaliou a freqüência de células de Sertoli nestes animais, como um estudo inicial do controle parácrino da espermatogênese. A maior freqüência da expressão de TGFα foi observada nos estádios I e III, e também na raça Brangus-Ibagé. O número médio das células de Sertoli foi semelhante entre estádios e raças dos touros. Em todos experimentos em que as raças Braford e Brangus-Ibagé foram confrontadas, os resultados obtidos foram diferentes. As maiores freqüências de alterações na qualidade seminal não podem ser extrapoladas para todas as raças sintéticas, cabendo a prerrogativa para cada raça de um estudo específico e ajustado às suas condições de criação.

Ultrastructural study of acrosome formation in mongolian gerbil (Meriones unguiculatus)

Spermatogenesis is a complex and very well organized process lasting from 30 to 75 days in mammals. The spermatogenic process has been described mainly in laboratory mammals, such as the rat, while correspondent studies in wild animals are scarce. The gerbil (Meriones unguiculatus) is a small rodent native of the arid regions of Mongolia and China. Few reports are available on reproduction in the male Mongolian gerbil. The present study provides the first description of the ultrastructural alterations in spermatid cytoplasm and nucleus, with particular reference to acrosome formation in gerbils. The testes were processed by conventional transmission electron microscopy technique. Based on the development of the acrosomal system and changes in nuclear morphology, the transformation of spermatids in spermatozoon was divided into 15 steps. There were four phases in the spermiogenesis process in the gerbil: Golgi, cap, acrosomal and maturation phases. This provides the foundation for a variety of future studies of the spermiogenesis of this animal. (C) 2000 Harcourt Publishers Ltd.

Ultrastructure of spermatogenic cells and spermatozoa in Hoplias malabaricus (teleostei, characiformes, erythrinidae)

The differentiation of spermatids in Hoplias malabaricus is characterized by chromatin compaction, flagellum development, nuclear rotation, nuclear fossa formation, and excess cytoplasm elimination. In the resulting spermatozoon, the head is round and the nucleus contains chromatin compacted in thick filaments, peripherically arranged, to a central electron-lucent area. The acrosome is absent. The nuclear fossa is eccentric but not pronounced. The proximal centriole penetrates it and is oblique to the flagellum. The long midpiece has several converging elongate vesicles, forming membranous hoops in the initial segment of the flagellum, but has no cytoplasmic channel. The mitochondria are elongate and branched or C-shaped and located around the initial segment of the axoneme. The lateral flagellum does not show lateral projections. The ultrastructural characteristics of H. malabaricus spermatozoa are similar to the Cypriniformes. (C) 2001 the Fisheries Society of the British Isles.

Spermiogenesis and spermatozoa ultrastructure in Salminus and Brycon, two primitive genera in Characidae (Teleostei : Ostariophysi : Characiformes)

In Salminus, spermiogenesis is cystic and gives origin to a type I aquasperm. Spermatid differentiation is characterized by chromatin condensed into thick fibres, nuclear rotation, nuclear fossa formation, cytoplasmic channel formation, mitochondrial fusion producing long and ramified mitochondria, and the presence of several membranous concentric rings around the plasma membrane that encircles the cytoplasmic channel. In Salminus and Brycon, spermatozoa are very similar. They exhibit a spherical nucleus and chromatin condensed into fibre clusters, and a deep nuclear fossa. They show a long midpiece with few elongate mitochondria at the initial region and a cytoplasmic channel completely encircled by one or two membranous concentric rings. The flagellar axis is perpendicular to the nucleus and exhibits the classic axoneme (9 + 2). The very strong similarity observed between Salminus and Brycon spermatozoa supports the hypothesis that these subfamilies are likely to have a monophyletic origin.

The ultrastructure of spermiogenesis and spermatozoa in Diplomystes mesembrinus

Spermiogenesis in Diplomystes mesembrinus, one of the most primitive species from the Siluriformes, occurs in cysts. Differentiation of spermatids is characterized by chromatin compaction, flagellum development, nuclear fossa formation, rotation of the nucleus, and excess cytoplasm elimination. The spermatozoon head is round, the nucleus contains highly condensed chromatin clusters, the midpiece is short, the axoneme shows a 9 + 2 pattern with two discrete lateral projections, and the acrosome is absent. The nuclear fossa penetrates deeply into the nucleus, including the centriolar complex and the start of the axoneme. The single large C-shaped mitochondrion sur rounds the: initial segment of the axoneme. The structural features of D. mesembrinus spermatozoon are similar to the Clupeiformes. (C) 2001 the Fisheries Society of the British Isles.

Spermiogenesis and spermatozoa ultrastructure in five species of the Curimatidae with some considerations on spermatozoal ultrastructure in the Characiformes

A espermiogênese nas espécies Steindachnerina insculpta, Cyphocharax gillii, C. modestus, C. spilotus e Potamorhina altamazonica de Curimatidae é caracterizada pelo desenvolvimento lateral do flagelo, rotação do núcleo, formação excêntrica da fossa nuclear e cromatina compactada em fibras espessas. Estes espermatozóides exibem uma cabeça esférica contendo um núcleo com cromatina altamente condensada em fibras espessas com pequenas áreas eletronlúcidas, e sem acrossoma. A fossa nuclear é do tipo moderado e excêntrico, penetrada pelo complexo centriolar. A peça média é pequena, tem muitas vesículas alongadas e um curto canal citoplasmático. Mitocôndrias podem ser alongadas, ramificadas ou em forma de C, e são separadas do segmento inicial do axonema pelo canal citoplasmático. O flagelo contém a estrutura clássica do axonema (9+2) e tem um compartimento membranoso na região inicial; não possui expansões laterais (fins). Somente pequenas diferenças foram observadas entre as espécies e gêneros analisados de Curimatidae. A espermiogênese e os espermatozóides de Curimatidae têm muitas das características encontradas em quase todas as outras espécies de Characiformes. Por outro lado, a presença de um compartimento membranoso na região inicial do flagelo dos curimatídeos, uma estrutura comum nos espermatozóides de muitos cipriniformes, é desconhecida em outros characiformes. Discute-se sobre a espermiogênese e espermatozóides de Characiformes.

Spermiogenesis and spermatozoa ultrastructure in the Serrasalminae (Ostariophysi: Characiformes) with further evidence on the relationships of the piranhas and pacus

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Male and female reproductive morphology in the inseminating genus Astroblepus (Ostariophysi: Siluriformes: Astroblepidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

SPERMATOGENESIS, SPERMATOPHORE, and SEMINAL FLUID PRODUCTION IN THE ADULT BLUE CRAB CALLINESTES DANAE (PORTUNIDAE)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A study of meiosis and spermiogenesis in the testicular lobes of Antiteuchus tripterus (Heteroptera : Pentatomidae)

An analysis of testicular morphology and spermatogenesis in the Heteroptera species Antileuchus tripterus (Pentatomidae) revealed that these traits differ from that recorded for other species of the same family. The testes of A. tripterus have only six lobes, while other species of the same family typically have seven lobes, including a compound lobe, i.e., a lobe containing another in its lumen. A study of meiosis and sperm structure in the different lobes of A. tripterus revealed a conventional meiosis in the lobes numbered one to three. In lobe four, however, prophase I spermatocytes exhibit the morphological characteristics of the so called diffuse stage and are larger than those in lobes 1-3 in this and the remaining phases of meiosis. Thus, the resulting spermatids are not only larger but also their head is morphologically different. Lobe 5 exhibits characteristies known from other Pentatomidae species such as an uneven distribution of chromatin to the daughter cells, which give rise to cells of different sizes. This lobe forms spermatozoa of different sizes. Lobe 6, contained within lobe 5, differs from it by having larger cells at a stage similar to the so called diffuse and spermatid tails with cross divisions, which are not found in other lobes and unreported in the literature.

Ultrastructural analysis of the nucleolar aspects at spermiogenesis in triatomines (Heteroptera, Triatominae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nucleolar Cycle and Its Correlation with Chromatoid Bodies in the Tilapia rendalli (Teleostei, Cichlidae) Spermatogenesis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nucleolar cycle and chromatoid body formation Is there a relationship between these two processes during spermatogenesis of Dendropsophus minutus (Amphibia, Anura)?

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Meiotic nucleolar cycle and chromatoid body formation during the rat (Rattus novergicus) and mouse (Mus musculus) spermiogenesis

The aims of the present study were to follow the nucleolar cycle in spermiogenesis of the laboratory rodents Rattus novergicus and Mus musculus, to verify the relationship between the nucleolar component and chromatoid body (CB) formation and to investigate the function of this cytoplasmic supramolecular structure in spermatogenic haploid cells. Histological sections of adult seminiferous tubules were analyzed cytochemically by light microscopy and ultrastructural procedures by transmission electron microscopy. The results reveal that in early spermatids, the CB was visualized in association with the Golgi cisterns indicating that this structure may participate in the acrosome formation process. In late spermatids, the CB was observed near the axonema, a fact suggesting that this structure may support the formation of the spermatozoon tail. In conclusion, our data showed that there is disintegration of spermatid nucleoli at the beginning of spermatogenesis and a fraction of this nucleolar material migrates to the cytoplasm, where a specific structure is formed, known as the "chromatoid body", which, apparently, participates in some parts of the rodent spermiogenesis process. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.