斑马鱼的发育历程
模式动物斑马鱼
模式动物斑马鱼斑马鱼（Danio rerio）属于辐鳍亚纲（Actinopterygii）鲤科（Cyprinidae）短担尼鱼属（Danio）的一种硬骨鱼，原产于南亚，是一种常见的热带观赏鱼，因其体侧具有斑马一样暗蓝与银色相间的纹条而得名。
斑马鱼个体小，易于饲养，成体长4-5cm，雄鱼体修长，雌鱼体肥大。
可在有限空间里养殖相当大的群体，可满足样本需求量大的研究。
斑马鱼发育迅速，在28.5℃培养条件下受精后约40min完成第一次有丝分裂，之后大约每隔15min分裂一次，24h后主要器官原基形成，相当于28d的人类胚胎，幼鱼孵出后约3个月达到性成熟。
雌雄鱼通过调控光周期控制14:10（光照:黑暗）产卵时间，成熟鱼每周可产卵一次，一尾雌鱼每次可产卵100-300枚。
胚胎体外受精，体外发育，胚体透明，易于观察。
受精卵直径约1mm，易于进行显微注射和细胞移植等操作。
一、斑马鱼的品系经过30多年的研究应用和系统发展，已有约20个斑马鱼品系，斑马鱼基因数据库-ZFIN （http://zfin/org）里有相关的资料可供查询和下载。
目前研究中常用的斑马鱼野生型品系主要为AB 品系、Tuebingen（Tu）品系、WIK 品系，斑马鱼基因组计划所用品系是Tu。
AB 品系是实验室常用的斑马鱼品系，由单倍体细胞经早期加压法获得。
Tu品系斑马鱼具有胚胎致死突变基因，用于基因组测序前敲除该致死突变基因。
WIK品系较Tu品系具有更多的形态多样性。
此外，还保存有3000多个突变品系和100多个转基因品系。
这些品系资源对于利用斑马鱼开展各种科学研究起着很大的推动作用。
二、斑马鱼突变品系的筛选斑马鱼突变的方法主要有三种：已基亚硝脲（ENU）化学诱导、γ或χ射线照射和插入诱变。
ENU是一种DNA烃基化试剂，在生殖细胞减数分裂前诱导碱基对的替换，诱导产生的突变率为0.1%-0.2%，涉及单个基因的突变。
射线照射导致染色体大片段的缺失或染色体重排，产生突变率达1%。
研究斑马鱼的胚胎发育及其关键期发育
研究斑马鱼的胚胎发育及其关键期发育斑马鱼作为实验室中常用的模式生物之一，其相对简单的生殖和发育过程使得它成为了人们研究胚胎发育的重要对象之一。
斑马鱼的生殖过程非常规律，整个胚胎发育周期为24小时左右，孵化出的幼鱼期只有3天时间，因此研究斑马鱼胚胎发育的关键期是极为重要的。
1.斑马鱼的繁殖周期按照斑马鱼的繁殖周期，胚胎发育可分为四个阶段：受精卵期、原肠胚期、中胚层期和胚胎期。
在受精卵期，由于胚胎的细胞数量较少，细胞分化还未开始，因此对于实验研究比较有利。
而原肠胚期则是胚胎细胞分化的关键时期，不同类型的细胞开始出现，胚胎的体轴形成也在这一时期完成。
中胚层期则是各个器官的形成时期，器官原基逐渐形成并开始发育。
胚胎期则是细胞分化和器官形成的阶段，各种器官开始具备其特定的功能。
2.斑马鱼的胚胎发育与研究方法在研究斑马鱼的胚胎发育过程中，有两种经典的实验方法：一种是观察胚胎的形态，另一种则是分子遗传学方法。
观察胚胎形态的方法包括显微镜观察、形态学分析、各种染色法和微剖检查等。
分子遗传学方法则包括DNA微注射、利用Tol2系统进行基因转染、利用Morphant植入进行基因敲除和利用各种转录因子进行基因表达调控等。
这些方法能够全面深入地研究斑马鱼发育过程中的各个细节，为发育生物学研究提供了成熟的基础。
3.斑马鱼的胚胎发育关键期胚胎发育关键期即是指在这些时期，斑马鱼胚胎发育过程中出现了大量的关键分化事件，从而对胚胎发育产生了决定性的影响。
比如，在受精卵期，精卵和精子合并形成的原始受精卵很快分裂成数千个相同大小的细胞，进入囊胚阶段，随后囊胚开始对细胞进行分化。
在这个时期，实验研究可以利用形态和分子生物技术，来全面了解斑马鱼胚胎发育基本的细胞分化过程。
原肠胚期则是一个重要的发育关键期，这时各个器官开始发育，形成胃肠道和脊髓，并且产生了一些重要的基因表达调控。
中胚层期和胚胎期是一个比较综合和复杂的发育时期，不同器官之间紧密联系和相互影响，分化程度和细胞命运已经初步确定，此时的特定基因已经被表达并进入各个器官的形态调控中。
模式动物斑马鱼
模式动物斑马鱼斑马鱼（Danio rerio）属于辐鳍亚纲（Actinopterygii）鲤科（Cyprinidae）短担尼鱼属（Danio）的一种硬骨鱼，原产于南亚，是一种常见的热带观赏鱼，因其体侧具有斑马一样暗蓝与银色相间的纹条而得名。
斑马鱼个体小，易于饲养，成体长4-5cm，雄鱼体修长，雌鱼体肥大。
可在有限空间里养殖相当大的群体，可满足样本需求量大的研究。
斑马鱼发育迅速，在28.5℃培养条件下受精后约40min完成第一次有丝分裂，之后大约每隔15min分裂一次，24h后主要器官原基形成，相当于28d的人类胚胎，幼鱼孵出后约3个月达到性成熟。
雌雄鱼通过调控光周期控制14:10（光照:黑暗）产卵时间，成熟鱼每周可产卵一次，一尾雌鱼每次可产卵100-300枚。
胚胎体外受精，体外发育，胚体透明，易于观察。
受精卵直径约1mm，易于进行显微注射和细胞移植等操作。
一、斑马鱼的品系经过30多年的研究应用和系统发展，已有约20个斑马鱼品系，斑马鱼基因数据库-ZFIN （http://zfin/org）里有相关的资料可供查询和下载。
目前研究中常用的斑马鱼野生型品系主要为AB 品系、Tuebingen（Tu）品系、WIK 品系，斑马鱼基因组计划所用品系是Tu。
AB 品系是实验室常用的斑马鱼品系，由单倍体细胞经早期加压法获得。
Tu品系斑马鱼具有胚胎致死突变基因，用于基因组测序前敲除该致死突变基因。
WIK品系较Tu品系具有更多的形态多样性。
此外，还保存有3000多个突变品系和100多个转基因品系。
这些品系资源对于利用斑马鱼开展各种科学研究起着很大的推动作用。
二、斑马鱼突变品系的筛选斑马鱼突变的方法主要有三种：已基亚硝脲（ENU）化学诱导、γ或χ射线照射和插入诱变。
ENU是一种DNA烃基化试剂，在生殖细胞减数分裂前诱导碱基对的替换，诱导产生的突变率为0.1%-0.2%，涉及单个基因的突变。
射线照射导致染色体大片段的缺失或染色体重排，产生突变率达1%。
模式动物斑马鱼
模式动物斑马鱼斑马鱼（Danio rerio）属于辐鳍亚纲（Actinopterygii）鲤科（Cyprinidae）短担尼鱼属（Danio）的一种硬骨鱼，原产于南亚，是一种常见的热带观赏鱼，因其体侧具有斑马一样暗蓝与银色相间的纹条而得名。
斑马鱼个体小，易于饲养，成体长4-5cm，雄鱼体修长，雌鱼体肥大。
可在有限空间里养殖相当大的群体，可满足样本需求量大的研究。
斑马鱼发育迅速，在28.5℃培养条件下受精后约40min完成第一次有丝分裂，之后大约每隔15min分裂一次，24h后主要器官原基形成，相当于28d的人类胚胎，幼鱼孵出后约3个月达到性成熟。
雌雄鱼通过调控光周期控制14:10（光照:黑暗）产卵时间，成熟鱼每周可产卵一次，一尾雌鱼每次可产卵100-300枚。
胚胎体外受精，体外发育，胚体透明，易于观察。
受精卵直径约1mm，易于进行显微注射和细胞移植等操作。
一、斑马鱼的品系经过30多年的研究应用和系统发展，已有约20个斑马鱼品系，斑马鱼基因数据库-ZFIN （http://zfin/org）里有相关的资料可供查询和下载。
目前研究中常用的斑马鱼野生型品系主要为AB 品系、Tuebingen（Tu）品系、WIK 品系，斑马鱼基因组计划所用品系是Tu。
AB 品系是实验室常用的斑马鱼品系，由单倍体细胞经早期加压法获得。
Tu品系斑马鱼具有胚胎致死突变基因，用于基因组测序前敲除该致死突变基因。
WIK品系较Tu品系具有更多的形态多样性。
此外，还保存有3000多个突变品系和100多个转基因品系。
这些品系资源对于利用斑马鱼开展各种科学研究起着很大的推动作用。
二、斑马鱼突变品系的筛选斑马鱼突变的方法主要有三种：已基亚硝脲（ENU）化学诱导、γ或χ射线照射和插入诱变。
ENU是一种DNA烃基化试剂，在生殖细胞减数分裂前诱导碱基对的替换，诱导产生的突变率为0.1%-0.2%，涉及单个基因的突变。
射线照射导致染色体大片段的缺失或染色体重排，产生突变率达1%。
关于斑马鱼的发育历程课件
合子期 卵裂期 囊胚期 原肠期 早幼期 孵化期 咽囊期 体节期
合子期（0-0.75h）
新受精的卵子直至其第一次卵裂发生，称合子期（图3），约受精后 40分钟。受精时形成的合子直径约0.7mm。合子期只含有一个分期， 但其间也发生很多变化，可以很容易划分这一时期（见 Hisaoka and Battle,1958）。
=250μm
束 时 卵 黄 消 失 处 。 比 例 尺
头 示 尾 芽 ， 尾 芽 腹 侧 （ 即 此 图 左 侧 ） 的 显 著 区 域 显 示 外 包 结
9h 10h
J 90%K 90%L
C
F 70%75%-
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G
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侧 ）观 ，， 箭前 头侧 示脊 小索 膨前 出板 ，（ 短对 箭比
层期 在（ 其 一 侧） ；背 ： 侧观
， 外包期（ 箭头示轴中 ），在一些胚胎中可见尾芽 胚层与中线边界，近轴中胚
5.7h
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8h
； 外： 包 期（ 外包 ）， 期（ 箭 头示腹 ）， 侧： 薄 的 排外 泄包 区ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ；腹 ： 侧观
内卷运动的开始意味着原肠期的开始，目前可以说是发生于50%-外包时（图 11A）。结果在达到50%-外包后的数分钟内出现了一个增厚的外围区域，称作 胚环（germ ring），几乎与此同时完全包围了囊胚边缘（图11B，及C箭头所 指）。随后集合运动几乎同样快速地沿胚环产生一个局部的堆积，称胚盾（ embryonic shield , 图11D，及E箭头所指）。在发生这些事件期间，外包暂 时中止，但胚盾形成后外包又继续。胚层边缘沿卵黄细胞延伸直至将其完全 包绕（图11F-L）。其延伸近乎恒定速度进行，约每小时包绕卵黄细胞的15% ，这也提供了大部分原肠期分期的有用指标（图12）。
斑马鱼的发育历程ppt课件
内卷运动的开始意味着原肠期的开始，目前可以说是发生于50%-外包时（图 11A）。结果在达到50%-外包后的数分钟内出现了一个增厚的外围区域，称作 胚环（germ ring），几乎与此同时完全包围了囊胚边缘（图11B，及C箭头所 指）。随后集合运动几乎同样快速地沿胚环产生一个局部的堆积，称胚盾（ embryonic shield , 图11D，及E箭头所指）。在发生这些事件期间，外包暂 时中止，但胚盾形成后外包又继续。胚层边缘沿卵黄细胞延伸直至将其完全 包绕（图11F-L）。其延伸近乎恒定速度进行，约每小时包绕卵黄细胞的15% ，这也提供了大部分原肠期分期的有用指标（图12）。
1.25 h）；D：16-细胞期(1.5 h)；E：32-细胞期（1.75 h）；F：64-细胞期（
2 h）。比例尺=250μm
ppt课件
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囊胚期（2.25-5.25h）
囊胚期指从128-细胞期或第8次止这一段时期。此期
有 很 多 重 要 事 件 发 生 ： 胚 胎 进 入 囊 胚 中 期 转 变 （ midblastula transition, MBT）、卵黄合胞体层（the yolk syncytial layer, YSL）形 成、外包（epiboly）开始。外包将一直持续到原肠期。
）
C
F 70%8h
5.25h B
A 50%-
体节期（10-24h）
此期发生了一些有趣的形态学变化：体节发生、器官原基可见、尾芽 更为显著、胚体延长（图15）、AP和DV轴变得明确、第一次出现细 胞发生形态分化以及胚体开始运动。此期可称“尾芽期”，因为在此 整个时期，尾芽一直存在于不断伸长的胚轴末端。
ppt课件
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囊胚期胚胎正面观。A：256-细胞期（2.5h）；B：高囊胚期（3.3h）；C：高
斑马鱼在发育生物学中的研究进展
斑马鱼在发育生物学中的研究进展斑马鱼（Danio rerio）是一种常见的小型热带淡水鱼类，也是一种重要的生物模型，因为它们易于繁殖和维护，具有透明胚胎，容易观察和操纵发育过程的特点。
在过去的几十年里，许多生物学家使用斑马鱼进行发育生物学研究，探寻分子机制、细胞过程、组织发生、器官形成和行为等方面的问题。
本文将介绍斑马鱼在发育生物学中的研究进展及其应用。
1. 斑马鱼的发育过程斑马鱼的发育过程可分为四个主要阶段：受精、分裂、胚胎发育和幼鱼期。
受精后，卵细胞形成受精卵，随后通过有丝分裂发育成为多个细胞，其中包括前期胚胎、球胚和盘胚。
在这些早期阶段，斑马鱼的胚胎透明，发育过程可以通过显微镜直接观察。
在幼鱼期，斑马鱼游泳、摄食和生长，逐渐成为成年鱼。
2. 斑马鱼的发育成因对于斑马鱼的发育成因的研究可以通过突变体筛选、遗传分析、基因克隆等方法进行。
许多突变体显示了不同的发育缺陷，例如胃肠道畸形、神经系统缺陷、鳍/肢体畸形等。
通过对这些突变体的遗传分析和基因克隆，科学家发现了很多与斑马鱼发育相关的基因，如sonic hedgehog、hox等。
另外，近年来，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，科学家可以精确地改变斑马鱼基因组中的某些位点，以研究特定基因功能或疾病模型等方面的问题。
这种方法加速了斑马鱼发育生物学的研究和应用。
3. 斑马鱼的组织和器官形成斑马鱼的器官发生过程是发育生物学的热点研究之一。
在胚胎发育过程中，骨骼、肌肉、心脏、肝脏、胰腺等组织和器官的形成令人印象深刻。
例如，斑马鱼心脏的发育非常相似于人类的心脏发育过程。
斑马鱼心脏发育的详细解剖和功能特征使得我们可以更好地理解人类心脏疾病，包括先天性心脏缺陷和心肌病等。
在肌肉结构和功能方面，斑马鱼是一种适应游泳的生物模型。
它们的鱼体非常透明，我们可以观察和操纵它们的鱼肌和鱼晶体肌的发育和生理功能。
研究斑马鱼肌肉发育和运动调节机制有助于解决人类运动性疾病诊断和治疗的问题。
斑马鱼的发育历程参考幻灯片
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囊胚期胚胎正面观。A：256-细胞期（2.5h）；B：高囊胚期（3.3h）；C：高 囊胚期和椭形期之间的转变（3.5h）；D：椭形期和球形期之间的转变（3.8h ）；E：穹顶期（4.3h）；F：30%-外包期（4.7h）。比例尺=250μm
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原肠期 (5.25-10h)
外 包 运 动 的 继 续 ， 以 及 形 态 发 生 细 胞 的 内 卷 （ involution ） 、 集 合 （ convergence）和延伸（extension）运动的发生，产生了原始胚层和胚轴。
此期用“实囊胚”（ “stereoblastula”）称之可能更准确，因为这一
术语意味着胚胎还没有形成囊胚腔（blastocoele），而事实正是如此 （图8），仅在胚盘深层细胞之间存在不规则的间隙。卵裂取向不确 定，比卵裂期亦更不规则。此后卵裂产生的子细胞从整齐的细胞面伸 出，不论从侧面还是从顶面观都是如此，因而确定此期分期用细胞大 小判断比用细胞位置判断更为有效。从动物极观，胚盘呈轻度椭球形 （尤在早期）。
C
F 70%8h
包 期 （ ） ， 箭 头 示 腹 侧 薄 的 排 泄 区 ； ：
外 包 期 （
：
外 包 期 （
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外 包 期 腹 侧 观 ， ：
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囊胚期胚胎正面观。A：256-细胞期（2.5h）；B：高囊胚期（3.3h）；C：高 囊胚期和椭形期之间的转变（3.5h）；D：椭形期和球形期之间的转变（3.8h） ；E：穹顶期（4.3h）；F：30%-外包期（4.7h）。比例尺=250μm
精品课件
原肠期 (5.25-10h)
外 包 运 动 的 继 续 ， 以 及 形 态 发 生 细 胞 的 内 卷 （ involution ） 、 集 合 （ convergence）和延伸（extension）运动的发生，产生了原始胚层和胚轴。
极 外包期腹侧观， 观胚盾期，箭头指 ：示
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5.25h B
A 50%-
体节期（10-24h）
此期发生了一些有趣的形态学变化：体节发生、器官原基可见、尾芽 更为显著、胚体延长（图15）、AP和DV轴变得明确、第一次出现细胞 发生形态分化以及胚体开始运动。此期可称“尾芽期”，因为在此整 个时期，尾芽一直存在于不断伸长的胚轴末端。
此期用“实囊胚”（ “stereoblastula”）称之可能更准确，因为
这一术语意味着胚胎还没有形成囊胚腔（blastocoele），而事实正是 如此（图8），仅在胚盘深层细胞之间存在不规则的间隙。卵裂取向不 确定，比卵裂期亦更不规则。此后卵裂产生的子细胞从整齐的细胞面 伸出，不论从侧面还是从顶面观都是如此，因而确定此期分期用细胞 大小判断比用细胞位置判断更为有效。从动物极观，胚盘呈轻度椭球 形（尤在早期）。
侧 ； ：
外 包 期 （ ） ， 在 一 些 胚 胎 中 可 见 尾 芽 （ 箭 头 所
）包 背期 侧（ 观 ，） 箭， 头箭 示头 轴示 中腹 胚侧 层薄 与的 中排 线泄 边区 界； ，近 ： 轴 中胚层在其 外包期（ 一
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7.7h G 70%-
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）； ，： ： 动物
内卷运动的开始意味着原肠期的开始，目前可以说是发生于50%-外包时（图 11A）。结果在达到50%-外包后的数分钟内出现了一个增厚的外围区域，称作 胚环（germ ring），几乎与此同时完全包围了囊胚边缘（图11B，及C箭头所 指）。随后集合运动几乎同样快速地沿胚环产生一个局部的堆积，称胚盾（ embryonic shield , 图11D，及E箭头所指）。在发生这些事件期间，外包暂 时中止，但胚盾形成后外包又继续。胚层边缘沿卵黄细胞延伸直至将其完全 包绕（图11F-L）。其延伸近乎恒定速度进行，约每小时包绕卵黄细胞的15% ，这也提供了大部分原肠期分期的有用指标（图12）。
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5.7h
H 75%8.4h
G
=250μm
黄芽 消， 失尾 处芽 。腹 比侧 例（ 尺即
此 图 左 侧 ） 的 显 著 区 域 J 90%K 90%L
为示 小） 膨； 出； ： ： 尾外 芽包 期期 （腹
侧 ），箭头示小膨出，短箭 观，前侧脊索前板（对比 头） 示增 尾大
斑马鱼的发 育历程
刘婷婷
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合子期 卵裂期 囊胚期 原肠期 早幼期 孵化期 咽囊期 体节期
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合子期（0-0.75h）
新受精的卵子直至其第一次卵裂发生，称合子期（图3），约受精后40 分钟。受精时形成的合子直径约0.7mm。合子期只含有一个分期，但其 间也发生很多变化，可以很容易划分这一时期（见 Hisaoka and Battle,1958）。
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咽囊期（24-28h）
对斑马鱼，大约此期位于胚胎发育的第二天。胚胎此时是最明显的双侧结构生物，进入咽囊期时的 脊索已发育良好，新完成的一组体节已伸入长尾末端。神经系统凹陷并向前延伸。随着咽囊期期间 后脑（metencephalon）中的小脑快速形态发生，脑分为五叶。
此期的命名注意到了咽弓原基，其早期存在但不易分辨出。咽弓在此第二天从耳囊腹侧可见约耳囊 两倍长的原基区域迅速发育。七个咽弓均由此原基发育，其间一个显著的边界（图31箭头）出现于 咽弓2和3之间。此边界甚为重要，因为随后其前面的咽弓（颚（mandibular）、舌（hyoid）弓）将 形成下颌（jaws）和腮盖（operculum），而其后面的咽弓（腮（branchial）弓）将形成腮（gills ）。
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卵裂期（0.75-2.25h）
2-细胞期（3/4 h） 4-细胞期（1 h） 8-细胞期（1.25 h） 16-细胞期（1.5 h） 32-细胞期（1.75 h） 64-细胞期（2 h）
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卵裂期胚胎。除B外均为正面观，B显示的是胚胎在动-植物极的扭曲，约偏离 正面45°。 A :2-细胞期（0.75 h）；B：4-细胞期（1 h）；C：8-细胞期（ 1.25 h）；D：16-细胞期(1.5 h)；E：32-细胞期（1.75 h）；F：64-细胞期（ 2 h）。比例尺=250μm
正因为囊胚期没有囊胚腔，原肠期既没有消化道（archenteron），也没有胚 孔（blastopore）。DEL细胞在胚层边缘进行内卷，因而发挥了胚孔的作用。 内卷通过将胚层向后折叠形成胚环。因此，胚环内由两个胚层：位于上方的 称上胚层（epiblast），在整个原肠期继续给位于下方的下胚层（hypoblast ）提供细胞。注意到上、下胚层这些术语可同样描述鸟类胚层结构，但所命 名的胚层在这两种脊椎动物中似乎完全不同。
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囊胚期（2.25-5.25h）
囊胚期指从128-细胞期或第8次合子细胞分裂开始形成球 形胚盘直到第14次卵裂开始原肠期为止这一段时期。此期
有 很 多 重 要 事 件 发 生 ： 胚 胎 进 入 囊 胚 中 期 转 变 （ midblastula transition, MBT ） 、 卵 黄 合 胞 体 层 （ the yolk syncytial layer, YSL）形成、外包（epiboly）开始。外包将一直持续到原肠期。