受精

精子与卵子结合形成受精卵的过程
受精(fertilization)是指两性生殖细胞(精子与卵子)结合形成受精卵(合子)的过程。它是个体发育的起点,也是新生命的开端。[4]对于动物来说,受精使受精卵进行活跃的分裂分化,启动了胚胎的发育进程;[2]恢复了二倍体,维持遗传稳定性和生物多样化;[4]决定了新个体的性别;[1]使基因表达重新编程。[4]对于植物来说,受精的生物学意义在于由此获得具有父母双方遗传性的新后代,它也是自然条件下产生遗传性变异和丰富生物类型的重要途径。[5]此外,受精能否顺利完成决定了胚珠能否发育成种子,直接影响到新个体的发生,[5]也直接影响到以种子或果实生产为对象的农林业产量以及作物的品质。[6]
受精是有性生殖的基本特征,普遍存在于动植物界[7]也出现于真菌、原生生物中。[8][9]哺乳动物的受精涉及精子和卵子之间多步骤、多成分的相互作用,包括精子获能、精子识别卵子透明带(ZP)及发生顶体反应(AR)、精子穿过透明带、精卵质膜发生结合和融合、卵子的激活、雌雄原核的形成及融合等过程。[3]按受精的发生方式,可分为体内受精体外受精。前者多发生在高等动物如爬行类、鸟类、哺乳类等;后者是水生动物的普遍生殖方式。[7]种子植物中,被子植物的受精有一个授粉(pollination)过程,且为双受精(double fertilization)。花粉粒从花药中释放出来传递到雌蕊柱头上的过程称为授粉。[10]之后花粉在柱头上萌发、花粉管伸长进入胚囊,[6]花粉管破裂后,2个精核进入胚囊,一个与卵细胞结合形成合子(2n),以后发育成种子胚;另一个与两个极核(n+n)结合形成胚乳核(3n),将来发育成胚乳。这一过程称为双受精。[10]裸子植物中,除了麻黄目(Gnetales)植物外,都没有双受精现象。[11]根据雌雄配子的来源和自然异交率的高低,可分为自花授粉(self-pollination),异花授粉(cross-pollination)和常异花授粉(oftencross-pollination)。[12]
通过对动物受精的研究,科学家开发了包括人工授精技术(AI)、体外受精-胚胎移植(IVF-ET)及其衍生技术在内的人工辅助生殖技术(ART),[13][14]并已用IVF-ET培育出包括人在内的多种动物(俗称试管婴儿或试管动物)。[4]而针对植物受精,可通过人工诱导单倍体的方法缩短纯系培养的时间。[5]此外,在种间杂交育种中,可采取人工控制下的受精方法,例如同种花粉“蒙导”,蕾期授粉等方法排除花粉和柱头的识别特性。[5]

定义

受精(fertilization)是指两性生殖细胞(精子与卵子)结合形成受精卵(合子)的过程。受精是个体发育的起点,也是新生命的开端。[4]受精是有性生殖的基本特征,普遍存在于动植物界[7]也出现于真菌、原生生物中。[8][9]