不同纬度螅状独缩虫耐热能力及Hsp70 mRNA表达水平的比较

本文以游泳体的形成作为虫体对热激响应的指征,比较了不同纬度 (西安:东经10 8°98′,北纬34°25′;武汉:东经114°34′,北纬30°57′) 两地螅状独缩虫 (Carc hesium polypinum) 的耐热能力,发现武汉地区螅状独缩虫 (WH株) 形成游泳体的热激温度 ( 36℃) 高于西安地区 (XA株) 的33℃,说明前者的耐热能力较强;进一步利用实时PCR技术分析不同热激温度下两地螅状独缩虫热休克蛋白Hsp70 mRNA的表达变化发现,XA株Hs p70 mRNA热激后高表达水平的阈值温度为28℃,而WH株的为33℃,表明在螅状独缩虫中, Hsp70 mRNA表达的阈值温度与它们的耐热能力之间存在正相关.从而在分子水平阐明了螅状独缩虫WH株较XA株具有更高耐热能力的原因,这为研究纤毛虫野生种群热休克蛋白Hsp7 0 mRNA表达与栖息环境温度间的关系,进而了解原生动物温度适应的分子机理提供了线索[动物学报 54(3):525-530,2008].     

螅状独缩虫自然种群同工酶的研究

利用聚丙烯酰氨凝胶电泳技术,对采自武汉沙湖螅状独缩虫自然种群的酯酶(EST)、苹果酸脱氢酶(MDH)、乳酸脱氢酶(LDH)和酸性磷酸酶(ACP)四种同工酶酶系进行了研究。实验表明:EST同工酶酶系由六个基因座位(Est1-Est6)控制,其中Est1、Est2、Est3和Est5为杂合基因座位,而Est4和Est6为纯合基因座位。螅状独缩虫物种中EST同工酶四级结构既有单体也有二聚体;MDH同工酶酶系由五个基因座位(Mdh1-Mdh5)控制,其中Mdh2和Mdh3为杂合基因座位,而Mdh1、Mdh4和Mdh5为纯合基因座位。螅状独缩虫苹果酸脱氢酶存在明显的上清液型(sMDH)和线粒体型(mMDH)酶带;LDH同工酶酶系较其他原生动物发达,由5条明显酶带组成。与高等动物研究结果比较分析认为,螅状独缩虫乳酸脱氢酶同工酶酶系可能为一个杂合基因座位AB控制;ACP同工酶酶系简单,为一个纯合基因座位编码。取得的结果为揭示螅状独缩虫酶学特征及其自然种群的遗传特征等问题提供了基础资料。       

东湖螅状独缩虫(纤毛门：寡膜纲)的异质性

以螅状独缩虫（Carchesium polypinum Linne,1785）为研究对象,利用RAPD技术对武汉市南湖、沙湖和东湖3个湖区的螅状独缩虫样本进行了DNA多态性比较分析,以确认种群并期望促进微型生物种群生态学研究.结果如下：（1）从120条随机引物中筛选到31条有清晰扩增条带的,其中20条引物扩增出172条条带清晰、多态性高的条带,片段大小为100～1600bp,而其余11个引物扩增出59条相对多态性差的清晰条带,片段大小为100～1500bp;（2）扩增产物经SPSS12.0与RAPDistance 1.04分析显示,东湖世纪钟（Z）、水果湖（H）和南湖（N）3个样点构成一个分支,而东湖风光村样点（F）或独自形成一支,或与沙湖样点（S）构成相对的姊妹分支.东湖3个样点样本被其它湖泊样本所分隔,表明：东湖水体中螅状独缩虫个体集合为多个种群.这一发现不仅将推动同一水体中微型生物种群生态学研究,更有意义的是可启动关于水体微型生物种群间过渡区本质及物种扩散行为的研究,以期为阐明种群分化和物种形成的机制积累基础资料.     

野生纤毛虫同工酶微量等电聚焦分析探索

微量电泳是用来分离和表征提取于少量生物材料中的核酸和蛋白质的分析技术。作者以缘毛目螅状独缩虫(Carchesium polypinum Linne,1758)为材料,用微量等电聚焦(Microisoelectric focussing)探索了分析野生纤毛虫同工酶的可行性。实验结果表明:(1) 样品量小至两个群体螅状独缩虫(约200个个体)即可进行酯酶同工酶微量等电聚焦分析;(2) 自野外采集材料中立即分离制备的螅状独缩虫匀浆上清液的酯酶同工酶酶谱与实验室内放置10h后分离制备的酶谱几乎一致。因此,野生纤毛虫同工酶可用微量等电聚焦进行分析。     

温度和食物水平对海月水母螅状体无性繁殖的影响

水母暴发给近岸人类的生活、渔业资源以及海洋生态系统带来影响。这些近岸海域暴发的水母可以通过有性繁殖和无性繁殖来维持或扩大水母种群数量。在水母生活史中,螅状体的无性繁殖是决定水母体数量的关键阶段,因此对此阶段进行研究。设置了4个温度水平(9、12、15、18℃)、3个食物水平(5个卤虫/螅状体、20个卤虫/螅状体、40个卤虫/螅状体),在12个组合条件下研究温度和食物水平对海月水母螅状体无性繁殖能力和方式的影响。研究结果表明,在海月水母螅状体繁殖子体的各种方式中,匍匐茎生殖是主要的繁殖方式,出芽生殖次之,纵向分裂以及足囊出现几率极低。食物对海月水母螅状体产生总子体数影响显著,温度的影响不显著,食物水平越高,海月水母螅状体繁殖子体的能力越强。食物和温度对螅状体发生横裂均有影响,但温度对螅状体横裂的影响更大。温度对螅状体的横裂率影响显著,食物影响不显著。碟状体的释放发生在12、15、18℃的条件下,温度是影响海月水母螅状体通过横裂生殖释放碟状体数量的最重要因素。可见在螅状体无性繁殖阶段,温度和食物对繁殖方式的影响各不相同。     

盐度对不同温度下海月水母螅状体存活和无性繁殖的影响

海月水母是全球近岸海域的主要致灾水母种类之一,其螅状体的繁殖情况与种群数量是影响水母暴发的重要因素.采用实验生态学的方法分别研究了高温(21 ℃)和低温(12 ℃)条件下,不同盐度梯度对螅状体存活与无性繁殖的影响.结果表明: 高温条件下,盐度15～40时螅状体存活率均大于90%,适合出芽生殖盐度范围为20～32,其中28为最适盐度;在低盐(≤15)或高盐(≥36)环境下,螅状体会进行足囊生殖以度过不良环境条件. 低温条件下,20～40盐度组螅状体存活率均大于90%,20～32盐度组适于螅状体出芽生殖,其中28盐度组出芽生殖效率最高;20～40盐度适于横裂生殖,其中28～32盐度组最利于螅状体横裂生殖. 说明海月水母螅状体有较强的盐度耐受性,一定范围内盐度对螅状体无性生殖影响不显著.     

环境因子对海月水母螅状体存活与繁殖的影响

以我国黄渤海主要致灾大型水母海月水母的螅状体为实验材料,采用实验生态学方法研究了温度、盐度、光照强度、饵料量对其存活与繁殖的影响。结果表明,在0—25℃范围内,螅状体40 d的成活率均为100%,螅状体相对繁殖速度随温度的升高而增加;盐度在15—40范围内,螅状体40 d的成活率均为100%,盐度22.5组的螅状体相对繁殖速度最高,但盐度对螅状体种群数量影响不显著;螅状体相对繁殖速度随光照强度的增加而下降,黑暗条件有利于海月水母螅状体个体数量增加;螅状体相对繁殖速度随饵料量的增加而增加。研究结果说明海月水母螅状体对环境具有较强的适应性,水温升高、饵料量增加可导致海月水母螅状体种群数量快速增加。     

温度对海月水母螅状体生长及繁殖的影响

采用了实验生态学方法,研究温度对海月水母螅状体生长及繁殖的影响。实验设6个温度梯度(12, 15, 18, 21, 24, 27℃),共持续56d。测定了螅状体的柄径生长,繁殖数量;观察了螅状体的无性繁殖方式;分析了温度影响下的螅状体的能量分配及繁殖策略。结果表明,温度显著影响螅状体的生长及繁殖,在较高温度组,匍匐茎生殖是螅状体无性繁殖的主要方式,随着温度降低,出芽生殖比例增加。较高温度组螅状体繁殖速率较快,新生螅状体个体较小,分布较分散;而较低温度组,新生螅状体个体较大,数量较少,均较紧密的分布在亲代螅状体周围。在培养56d的周期内,除27℃处理组外,其他各处理组螅状体柄径均有所增加,但其增加的速率随着温度的升高而降低。而27℃处理组,螅状体整体状态不好,基本不摄食,培养35d时全部死亡。综上,较低温度条件下,螅状体倾向于选择增加自身个体大小以应对不良环境,而当环境条件适宜时,螅状体倾向于选择通过无性繁殖产生更多子代的方式以扩大种群数量。温度显著影响螅状体的繁殖策略,进而显著影响螅状体的种群数量。     

螅状独缩虫表膜下纤毛系及形态发生

利用蛋白银技术研究了螅状独缩虫无性生殖周期中的形态发生。结果表明：（1）在大核形态尚未出现明显变化时,生发毛基索（GK）的前端即出现原基,随后原基增生扩大。最早出现的是两条将来分别演化为新仔虫第三咽膜（P′3）和第二咽膜（P′2）的原基带,随后出现的是位于外侧的新仔虫的单毛基索（HK′）。同时,新仔虫的第一咽膜（P′1）也开始由老单毛基索（HK）复制,并在细胞分裂后期与老结构分离;（2）大核在虫体分裂过程中由长带状逐渐缩短变粗至扁圆形,于虫体即将分开时迅速拉长,然后分裂为二个新大核;小核分裂先于大核,在两仔虫口毛器即将分开时完成;（3）原帚胚及柄归属老仔虫,新仔虫的帚胚在虫体分裂后逐渐形成,柄内肌丝则在柄鞘形成后逐渐长出。     

海蜇胚胎发育和变态过程超微观察

采用扫描电镜、透射电镜和蛋白银染色等方法研究了海蜇胚胎发育和变态过程中细胞超微结构变化。结果显示: (1)海蜇自受精卵至原肠期阶段细胞均等分裂, 细胞间存在大量连接, 细胞形态相近, 未出现显著分化; (2)海蜇自早期浮浪游虫阶段, 其外胚层细胞开始出现空泡化, 至4触手螅状体阶段外胚层细胞空泡体积逐渐增大, 而内胚层细胞仅在4触手螅状体阶段才出现空泡化。伴随着外胚层细胞空泡化比例的增大, 杯状体和4触手螅状体阶段出现疑似凋亡小体结构; (3)刺细胞分化于早期浮浪游虫期的外胚层近中胶层区域, 而后逐渐向外转移, 至4触手螅状体阶段发育成熟并转移至表面; (4)纤毛形成于早期浮浪幼虫, 在杯状体阶段逐渐退化, 并于4触手螅状体阶段完全消失; (5)在海蜇早期发育各个阶段, 其内部均发现大量着色较深的卵黄体, 且在浮浪游虫阶段首次发现了海蜇外层细胞主动吞噬细菌现象, 表明海蜇早期发育营养来自内源性和外源性两部分。研究结果可为阐明刺胞动物早期发育模式提供依据。     

两种缘毛类纤毛虫胞质Hsp70基因序列的克隆及其系统发育分析

克隆得到2种缘毛类纤毛虫——钟形钟虫(Vorticella campanula)和螅状独缩虫(Carchesium polypinum)的胞质Hsp70基因部分序列,长度均为438bp,编码146个氨基酸。以细菌为外类群,利用最大似然法和邻接法构建包括其他5种纤毛虫在内的共26个物种的Hsp70基因氨基酸序列系统发育树,其拓扑结构显示：V．campanula和C．polypinum聚在一起,并与另2种寡膜纲的嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)及草履虫(Paramecium tetraurelia)聚为姊妹枝,提示了缘毛类纤毛虫为单系,且隶属于寡膜纲的系统发育地位。     

螅状独缩虫(Cachesium polypinum)遗传多样性的RAPD分析

用随机扩增多态ＤＮＡ（ＲＡＰＤ）技术对武汉的汉口（ＣＰ－１）、汉阳（ＣＰ－２）和武昌（ＣＰ－３）三个地区缘毛类的螅状独缩虫（Ｃａｃｈｅｓｉｕｍ ｐｏｌｙｐｉｎｕｍ）进行了遗传多样性分析。结果表明：这种动物存在广泛的变异,三个地域群体之间的遗传相似度为０．６５２２－０．７３８５（平均值为０．６９２１）,各群体之间遗传相似度大小依次为：ＣＰ－２－ＣＰ－３〉ＣＰ－１－ＣＰ－２〉ＣＰ－１－ＣＰ－３。本文对     

)遗传多样性的 RAPD 分析

用随机扩增多态DNA（RAPD）技术对武汉的汉口（CP－1）、汉阳（CP－2）和武昌（CP－3）三个地区缘毛类的螅状独缩虫（Cachesium polypinum）进行了遗传多样性分析。结果表明：这种动物存在广泛的变异,三个地域群体之间的遗传相似度为 0.6522～0.7385（平均值为 0．6921）,各群体之间遗传相似度大小依次为：CP- 2—CP－3＞CP－1—CP－2＞CP－1—CP－3。本文对这些变异与环境的关系和以RAPD技术研究缘毛类等动物遗传多样性的意义作了分析与讨论。     

景观水体周丛生纤毛虫群落结构及其与环境因子的关系

为了解载玻片法获取的周丛生纤毛虫群落可否用于监测景观水体,于2015年利用载玻片采样法对上海东南角的一处景观水体的周丛生纤毛虫的群落结构进行了周年调查,并对其与环境因子之间的相关性进行了研究。共检出12目51种周丛生纤毛虫。周丛生纤毛虫的年平均密度为127.29个/cm~2,2月密度最低,为24.27个/cm~2,5月密度最高,为248.57个/cm~2;其群落结构应对水体环境的变化呈现显著的季节性变动。多元统计分析表明,总磷浓度和水温(T)均是影响周丛生纤毛虫群落结构的主要环境因子。作为周丛生纤毛虫最主要的类群,缘毛目纤毛虫的密度与透明度(SD)和电导率(Spc)呈显著正相关,与T呈极显著正相关;丁丁目、毛口目和侧口目纤毛虫的密度与SD呈显著负相关,其中丁丁目纤毛虫的密度与T呈极显著负相关;此外,丁丁目纤毛虫的密度与总氮(TN)浓度呈极显著正相关。冗余分析显示,优势种钟形钟虫、钟虫sp.2、聚缩虫sp.1、亨氏累枝虫、沟钟虫和螅状独缩虫的密度与环境因子具有较好相关性。研究表明,载玻片法采集的周丛生纤毛虫能很好的反映水质变化,该方法可以作为景观水体水质监测方法的一个补充。     

盐度对沙蜇有性繁殖阶段早期发育的影响

近几十年来,沙蜇的频繁暴发给东亚海域的海洋生态系统带来了广泛影响。在秋季,沙蜇成熟的雌雄水母体在沿岸水域聚集产卵,有性繁殖产生的受精卵发育成新的底栖螅状体,为螅状体种群数量进行补充。河口浅滩海域为沙蜇的繁育地,沿岸盐度较低,在秋季降雨期盐度多变,较低、多变的盐度可能对沙蜇有性繁殖阶段的早期发育产生重要作用,从而影响螅状体种群数量的补充。实验设置了4种不同盐度(15、20、25、30)试验组,在不同盐度下对沙蜇受精卵进行培养,探讨盐度对沙蜇早期发育过程中受精卵、浮浪幼虫发育以及早期螅状体生长及存活的影响。试验结果:沙蜇受精卵胚胎发育的适宜盐度为20,发育基本与盐度25、30同步,盐度15受精卵细胞发育迟缓,发育率显著降低;浮浪幼虫发育适宜盐度为20和25,两组浮浪幼虫附着变态率高于盐度15、30,盐度15时浮浪幼虫活力明显降低、发育迟缓,浮浪幼虫在盐度15时水中存活时间较长可达8 d,但附着时间集中在培养后的3、4天,与其他组相同;早期螅状体幼体适宜盐度为20、25、30,早期螅状体存活率、相对增长率及特定生长率均显著高于盐度15,三组间差异不显著。结果表明,盐度显著影响沙蜇有性繁殖阶段的早期发育,随着受精卵至螅状体的发育生长,其对盐度的适应范围逐步扩大。     

螅状独缩虫口区微纤维结构的研究

常规电镜观察显示螅状独缩虫口部单毛基索(HK)、第一(P1)和第二咽膜(P2)旁各有一片微纤维结构。经一步抽提后,这些微纤维结构仍存在。三步抽提显示它们是由直径12nm左右的类中间纤维构成的网格结构,细胞松弛素B不能使其解体。HK和P1旁的微纤维结构在口围唇处即已形成,随着向胞口延伸,微纤维结构逐渐变宽,并形成典型的网格结构。     

温度、投饵频次对白色霞水母无性繁殖与螅状体生长的影响

白色霞水母是我国近海主要大型灾害水母种类之一,其暴发性增殖严重破坏了海洋生态系统平衡.在室内控制条件下,研究了温度(7.5、11、14.5、18、21.5和25℃)和投饵频次(1次/2d、1次/8d和1次/16d)对白色霞水母无性繁殖与螅状体生长的影响.结果显示,白色霞水母足囊繁殖的适宜温度为18-25℃,足囊繁殖随温度和投饵频次的增加而增加.温度对白色霞水母横裂率和横裂次数的影响显著,温度越高,白色霞水母发生横裂生殖的时间越早,横裂生殖速度越快,重复横裂次数越多,释放的碟状体数量也越多.横裂率和横裂次数随投饵频次的增加而递增.白色霞水母螅状体在7.5-25℃范围的成活率均为100％,其生长速度随温度和投饵频次的增加而增加.温度和投饵频次对白色霞水母螅状体足囊繁殖、横裂率和螅状体生长具有明显的交互效应.螅状体的横裂次数和初生碟状幼体伞径随螅状体柄径增大而递增,呈线性相关.研究表明,温度、投饵频次即营养条件显著影响着白色霞水母的种群数量,说明海水水温上升、富营养化或渔业资源锐减导致的浮游动物量增加均可能诱发白色霞水母暴发性增殖.结论为进一步探索大型水母暴发的生态环境机理提供重要科学依据.     

五种水螅基因组DNA的RAPD多态性研究

利用RAPD技术对水螅科2属5种水螅进行了基因组DNA多态性研究.80个随机引物筛选出18个引物,共扩增出303个清晰稳定的DNA片段,分子量在0.3～3.0kb之间.以UPGMA聚类法构建树状图,阐明水螅属种的分类关系:大庆水螅Hydra daqingensis、北京水螅H.beijingensis和强壮水螅H.robusta 3种分成两组并聚在一起;不同属的漠河水螅H.mohensis和绿水螅Chlorohydra sp.聚为一支;由此2属5种水螅分为两个支系.     

中国大鲵四种群的遗传结构和地理分化

为了确定栖息地的破碎化和片断化引起中国大鲵的地理分化和遗传结构变异,本文测定了来自广西、河南、陕西和湖南4个地理种群的28条大鲵的mtDNAD loop基因全序列。根据这4个地理种群的地理分布,分成珠江单元(广西种群)、黄河单元(河南种群)和长江单元(湖南和陕西种群)。通过ClustalX、MEGA2.0、DnaSP4.0、Arlequin1.1分析发现,全序列长度为771bp,其中64个多态性核苷酸变异位点,占全部碱基数的8.26%。转换和颠换分别为6和2个,插入/缺失11个。27个单倍型间的序列差异平均为1.32%。3个单元的单倍型多样性指数和核苷酸多样性指数值都偏低,而且珠江单元的这两个指数值都低于长江和黄河两个单元。珠江单元和黄河、长江单元之间分化程度显著(P<0.001),而长江和黄河单元之间差异不显著(P>0.05)。地理单元内分化程度占99.31%,而单元间只有0.69%,表明遗传差异主要发生在单元内,而且各地理单元之间的基因流较频繁。构建的NJ树和MP树显示,27个单倍型呈现一种混杂的分布格局,并未分成代表3个地理单元的聚合群。     

以卤虫幼体和水蚤为食物对水螅的培养比较

水蚤和卤虫幼体均是水螅培养上的常用食物,利用水蚤和卤虫幼体饲喂水螅,比较这2种食物下水螅的脱芽数和种群增长。结果表明,以卤虫幼体为食物时,水螅个体显著较大,水螅的脱芽数和种群增长明显快于以水蚤为食物时。通过卤虫卵孵化卤虫幼体喂食水螅的培养方法具有明显优势。