翡翠贻贝外套膜转录组及贝壳珍珠质层和肌棱柱层蛋白质组分析

贝类贝壳在生物材料学及仿生学研究中占据着重要地位。贝壳基质蛋白质是贝壳中的主要有机质成分,对贝壳的形成以及贝壳的力学性能至关重要。翡翠贻贝(Perna viridis)贝壳主要由肌棱柱层和珍珠质层两种微观结构组成,其结构层次较简单,是研究贝壳基质蛋白质及其与贝壳形成关系的极好材料。为深入研究翡翠贻贝贝壳基质蛋白质的分子组成以及分布特点,首先采用扫描电子显微镜,观察翡翠贻贝贝壳内表面珍珠质层和肌棱柱层的微观结构;采用刮取法获得贝壳内表面珍珠质层和肌棱柱层的粉末;对不同层次的贝壳粉末,利用酸溶法去除碳酸钙成分,所获得的有机质组分通过离心将其分为酸可溶性组分和酸不溶性组分。采用Illumina深度测序技术对翡翠贻贝外套膜组织进行大规模测序和序列组装,在此基础上,采用LC-MS/MS质谱技术结合外套膜转录组数据库搜索,对翡翠贻贝肌棱柱层和珍珠质层贝壳基质蛋白质开展组学分析。扫描电镜观察结果表明,翡翠贻贝贝壳有两种不同形貌结构的层次,其中珍珠质层为片状堆叠结构,而肌棱柱层为柱状结构。翡翠贻贝外套膜转录组测序共计获得 69 859 条Unigene。蛋白质组学鉴定结果表明,翡翠贻贝贝壳中总计鉴定到蛋白质54种,其中38种为肌棱柱层所特有蛋白质,3种珍珠质层特有蛋白质,另有13种在珍珠质层和肌棱柱层均被鉴定到。肌棱柱层特有蛋白质的分子多样性明显强于珍珠质层。上述研究为进一步探讨贝壳不同微观层次的形成机制,以及贝壳基质蛋白质对贝壳不同结构层次的调控作用机制奠定了基础。     

13种双壳类贝壳的扫描电镜观察

采用扫描电子显微镜(SEM)对湛江地区的丽文蛤(Meretrix lusoria)、琴文蛤(M.lyrata)、文蛤(M.meretrix)、波纹巴非蛤(Paphia undulata)、菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)、杂色蛤仔(R.variegata)、伊萨伯雪蛤(Clausinella isobellina)、格粗饰蚶(Anadara clathrata)、泥蚶(Tegillarca granosa)、栉孔扇贝(Chlamys farreri)、尖紫蛤(Sanguinolaria aauta)、锈色朽叶蛤(Coecella turgida)和栉江珧(Atrina pectinata)这6科13种双壳类的贝壳形态微观结构特征进行观察。结果表明,不同种的贝壳表面和横切面微观结构有一定差异。这些差异主要表现在晶体的组成和排列方式两个方面。贝壳角质层根据表面形态特征分为5种类型:光滑平整、颗粒状、不规则多边形、蜂窝状和沟壑状。贝壳棱柱层的晶体形状有棱柱状、短柱状、片状和不规则形状。不同贝壳的晶体有两种排列方向,垂直于横切面和平行于横切面。13种贝壳珍珠层的晶体有颗粒状、砖块状、圆形、块状和不规则的多边形。不同种的贝壳角质层、棱柱层和珍珠层的厚度也不同。研究贝壳微观结构之间的差异,可以为分类提供基本资料。     

网湖水域中绢丝丽蚌贝壳形态的研究

对网湖1368枚绢丝丽蚌贝壳形态研究表明：前排小棘或棘痕数介于3－5之间,4个者居多;所排小棘或棘痕数介于1－4之间,2个者居多。壳长与壳厚的直线回归方程为：L＝7.2406T＋2．4392,贝壳的角质层最薄,呈棕褐色或者黑色;核柱层稍厚,呈黄褐色;珍珠层最厚,皎白闪亮。生长轮在棱柱层上和珍珠层外表面清晰可见。贝壳外表面背部肋嵴细弱,只在近壳顶处较明显;其棱柱层背部和后部呈黄褐色者为雌蚌。贝壳外表面背部肋嵴粗壮,且整个背部都十分显著;其棱柱层背部和后部呈红色或红褐色者为雄蚌。     

淡水贝类贝壳多层构造形成研究

对几种淡水贝（包括蚌、螺）进行形态及组织学观察，并通过实验方法重现贝壳三种物质，即：角质、棱柱质、珍珠质的生成过程，结果表明：外套膜外表皮细胞是由相同类型细胞组成，这些相同细胞在不同的作用条件下形成贝壳多层构造。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)PmHEX基因的功能研究

几丁质是软体动物贝壳有机框架的重要成分,其代谢在贝壳矿化中发挥重要作用。β-N-乙酰-己糖胺酶(HEX, EC3.2.1.52)是几丁质代谢的关键水解酶。为了探究马氏珠母贝β-N-乙酰-己糖胺酶(Pm HEX)(登录号:MF555152)在贝壳形成中的作用,本研究利用原位杂交(ISH)技术检测Pm HEX基因在外套膜的定位,结果显示Pm HEX的mRNA主要分布于外侧褶的外上皮细胞、中褶的内侧上皮细胞和内褶上皮细胞。利用RNAi技术抑制Pm HEX表达后,Pm HEX在边缘区和套膜区的表达量均显著下调;SEM观察发现实验组的棱柱层和珍珠层的微观结构都出现不同程度的紊乱。综上所述,Pm HEX可能通过影响几丁质代谢,参与马氏珠母贝贝壳棱柱层和珍珠层的矿化过程。     

合浦珠母贝PU3基因的克隆及功能鉴定

目的:克隆获得合浦珠母贝PU3基因的序列,并研究其在生物矿化中的功能。方法:使用RACE获得PU3基因的全长;利用实时荧光定量PCR的方法检测PU3基因在不同组织中的表达分布;利用实时荧光定量PCR的方法检测贝壳损伤修复过程中PU3基因的表达量的变化;通过RNAi实验,抑制PU3基因的表达,之后用扫描电子显微镜观察合浦珠母贝贝壳表面的变化。结果:合浦珠母贝PU3基因的cDNA全长为2361bp,编码618个氨基酸。氨基酸序列的功能结构域分析表明其含有4个FN3结构域。该基因在外套膜中高表达,且在外套膜边缘区的表达量高于外套膜中心区。在贝壳损伤修复的过程中,该基因的表达水平呈现上升的趋势。利用RNAi技术抑制PU3基因的表达后,贝壳的棱柱层结构发生了变化,缝隙变宽,且出现空洞。结论:PU3基因所表达的蛋白作为正调控因子参与生物矿化的过程,并主要作用于贝壳的棱柱层,抑制其表达会影响棱柱层的框架结构。     

一个有关双壳贝类贝壳年轮纹可能的形成机理

在合浦珠母贝中,发现了一个边缘部分正在生长中的贝壳.该贝壳边缘部分具有独特的超微结构,在棱柱层中存在中空的尚未被碳酸钙填充的有机鞘,更为独特的是在该边缘部位发现珍珠层的存在.与正常贝壳比较,这一独特贝壳的边缘处于急速生长中.为了解释这些现象,假设了贝壳"跳跃式生长"的概念.当外套膜相对于贝壳的位置发生变化时,贝壳即进入...     

褶纹冠蚌外套膜组织培养的分泌物的偏光显微镜…

以淡水育珠贝中珍珠形成较快的褶纹冠蚌为材料,用相差显微镜观察组织培养的外套膜的分泌物的形成和变化,用偏光显微镜观察分泌物的双折射现象,并与活体外套膜的分泌物、贝壳的角质层、棱柱层、珍珠层的双折射现象进行比较。结果表明：离体培养的外套膜细胞不仅能产生活体细胞相同的分泌物,而且分泌物还能在培养过程中形成结晶,并逐渐生长。发现外套膜的不同部位分区培养所形成的分泌物的性状与结晶性质和活体有一致性,表明组织     

厚壳贻贝whirlin类贝壳基质蛋白的重组表达与功能分析

贝壳历来是生物工程和材料学研究的重要对象。贝壳中的贝壳基质蛋白质在贝壳的形成与发育过程中具有重要的调控作用。Whirlin类蛋白质(Whirlin-like protein,WLP)是一种从厚壳贻贝(Mytilus coruscus)中鉴定的新型贝壳基质蛋白质。序列分析结果显示,该蛋白质含有PDZ(postsynaptic density/Discs large/Zonula occludens)结构域,而该结构域对贝壳生物矿化的影响目前尚无报道。为深入了解WLP在贝壳形成中对碳酸钙晶体的影响,在序列分析基础上,采用密码子优化结合原核重组表达,获得其重组表达产物后,开展了重组WLP对碳酸钙晶体形貌及晶型的影响研究,结晶速度抑制以及碳酸钙晶体结合分析。分析结果表明,重组WLP能诱导文石型碳酸钙晶体的形貌和方解石型碳酸钙晶体的晶型发生改变;同时重组WLP对碳酸钙晶体具有结合作用,且能抑制碳酸钙晶体的结晶速度。上述结果表明,WLP对贝壳的形成及发育具有重要影响,并可能在贝壳肌棱柱层的形成中发挥了重要作用。     

企鹅珍珠贝彩虹珠的研究初报

利用企鹅珍珠贝培育出了不同颜色的天然彩色珍珠,俗称“彩虹珠”,并对其形状及颜色进行了描述。“彩虹珠”颜色的形成与企鹅珍珠贝贝壳珍珠层的本身色泽及插核小片的位置有关,其珍珠质的分泌速度也较快,经3个月育珠,珠层厚度可达300μm以上,经9个月育珠可达890μm。但由于插核部位狭小,现有的技术水平还不能生产大型珍珠。