การพัฒนาของเซลล์ไข่จนถึงระยะสมบูรณ์ภายในรังไข่ของปลิงทะเลขาว
ที่มาและความสำคัญ
ปลิงทะเลขาว (Holothuria scabra) เพศเมียในระยะตัวเต็มวัย มีช่วงการพัฒนาของรังไข่แบบวงรอบจากขั้นต้นจนถึงขั้นการพัฒนาแบบสมบูรณ์เต็มที่ ในแต่ละช่วงของการพัฒนาของรังไข่จะประกอบด้วยเซลล์ไข่ตั้งแต่ระยะต้นจนถึงระยะปลาย (Oc1-Oc4) ที่มีการกระจายตัวในปริมาณที่แตกต่างกัน จากการศึกษาในระดับจุลทรรศน์อิเล็กตรอนพบว่า เซลล์ Oc1 มีขนาดเล็ก นิวเคลียสกลมและเกาะติดกับชั้นเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของผนังรังไข่ เซลล์ Oc2 รูปร่างกลม นิวเคลียสมีใยโครมาตินขนาดใหญ่กระจายไปตามขอบ ภายในไซโตปลาสซึมมีไมโตคอนเดรียเรียงตัวอยู่ด้านข้าง พบไรโบโซมและร่างแหเอ็นโดพลาสมิกอยู่หนาแน่นแสดงถึงกระบวนการสร้างโปรตีนมาก เซลล์ Oc3 มีขนาดใหญ่ขึ้นมาก นิวเคลียสมีใยโครมาตินละเอียดคลี่กระจายอยู่ พบเม็ดแกรนูลหลายชนิดในไซโตปลาสซึมซึ่งสัมพันธ์กับการสร้าง yolk matrix, หยดไขมัน, ชั้นวุ้นคลุมด้านนอกเซลล์ เซลล์ Oc4 มีขนาดใหญ่ที่สุดมีชั้นวุ้นหุ้มอยู่โดยรอบ ภายในไซโตปลาสซึมมีเม็ดแกรนูลหนาแน่นโดยเฉพาะชนิด cortical granule ซึ่งเรียงตัวอยู่ติดขอบเซลล์เพื่อเตรียมความพร้อมในการรับการผสมกับเซลล์อสุจิเมื่อเกิดการปฏิสนธิ เซลล์ Oc4 จัดเป็นระยะพัฒนาสมบูรณ์ของเซลล์ไข่ภายในรังไข่ ซึ่งจะหลุดออกจากผนังรังไข่และพร้อมเคลื่อนตัวออกจากท่อรังไข่ได้ ลักษณะโครงสร้างของเซลล์สืบพันธุ์และการกระจายตัวของเซลล์ไข่ในขั้นการพัฒนาของรังไข่ ช่วยให้สามารถจำแนกความสมบูรณ์ของแม่พันธุ์ปลิงทะเลขาว ซึ่งเป็นปัจจัยที่บ่งชี้ถึงความพร้อมในการผสมกับเซลล์สืบพันธุ์ของปลิงเพศผู้ ข้อมูลจากงานวิจัยนี้แสดงถึงความพร้อมของเซลล์ไข่ระยะ Oc4 ที่มีการพัฒนาโครงสร้างภายในเซลล์ได้อย่างสมบูรณ์เต็มที่คล้ายกับเซลล์ไข่ที่ถูกปล่อยออกมาเพื่อทำการผสมภายนอกตัว ดังนั้นจึงมีประโยชน์ต่อเกษตรกรและกลุ่มผู้เพาะเลี้ยงเชิงพาณิชย์ซึ่งสามารถทำการผสมพันธุ์ปลิงแบบ artificial fertilization โดยสามารถนำเซลล์ไข่จากรังไข่ของแม่พันธุ์ปลิงทะเลขาวที่อยู่ในขั้นพัฒนาเต็มที่แล้วมาใช้ผสมได้เลย ซึ่งจะช่วยลดปัญหาจากความไม่แน่นอนของช่วงเวลาที่แม่พันธุ์ปลิงจะปล่อยเซลล์ไข่ออกสู่น้ำทะเลตามธรรมชาติได้
Abstract
The sea cucumber, Holothuria scabra, has economic value for tropical countries in the Indo-Pacific region. Currently, fertilization success in aquaculture is limited due to the unpredictable period of spawning that results in inadequate amounts and quality of the naturally-released eggs that could be harvested. Mature female gametes from the ovary may be an alternative source for artificial fertilization, although its practical outcome remains unverified. Thus, the development and morphological characteristics were investigated of early, developing and mature oocytes of H. scabra during oogenesis. The results of light and transmission electron microscopy indicated that the ovary of H. scabra is composed of multiple tubules joined together at the short gonadal duct. Each ovarian tubule is surrounded by a thick wall comprising collagen fibers and smooth muscles that are lined by the epithelium. The outer epithelium comprises clear and granulated cells which contain numerous vesicles in the cytoplasm having the appearance of hormone-producing cells. The inner wall of the ovarian tubule is lined by flat follicular cells which anchor early-stage oocytes, while subsequent stages of developing oocytes are localized toward and freely released into the lumen. Female germ cells comprise oogonia and developing oocytes. The early pre-vitellogenic oocyte (Oc1) contains partially decondensed chromatin and synaptonemal complexes. The late previtellogenic oocyte (Oc2) exhibits mitochondrial aggregations in cytoplasmic poles. The early vitellogenic oocyte (Oc3) becomes enlarged due to the presences of cytoplasmic granules. The late vitellogenic oocyte (Oc4) has numerous cytoplasmic granules, a thick jelly coating and germinal vesicle breakdown, implicating its complete maturation. Thus, Oc4 may be a potential candidate for artificial fertilization in aquaculture.
KEYWORDS: Holothuria scabra, Oogenesis, Ovary, Sea cucumber, Ultrastructure
Citation: Nittiya Nontunha, Supakant Chaichotranunt, Tanate Poomtong, Yotsawan Tinikul, Prasert Sobhon, and Worawit Suphamungmee. “Oocyte development and maturation in the sea cucumber, Holothuria scabra.” Agriculture and Natural Resources 54, no. 5 (2020): 491-498.
https://li01.tci-thaijo.org/index.php/anres/article/view/248301
RELATED SDGs: 14. LIFE BELOW WATER
ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วรวิทย์ ศุภมั่งมี
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.ยสวันต์ ตินิกุล ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วรวิทย์ ศุภมั่งมี
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: นิตติญา นนทันหา
Tags: Holothuria scabra, Oogenesis, Sea cucumber, Ultrastructure
