补充营养对枹栎象成虫寿命的影响

在饲养笼内分别饲喂枹栎(Quercus serrata Murray)幼果、枹栎嫩枝、清水和10%蔗糖水,以不饲喂任何食物为对照,研究营养补充对枹栎象Curculio haroldi Faust成虫寿命的影响。同时,还研究枹栎象的个体大小和性别对其寿命是否有潜在影响。结果表明:补充不同营养对枹栎象的寿命有显著影响,其中10%蔗糖水组的寿命最长,是其他营养组的3~4倍。另外,虫体大小(即体长)对枹栎象寿命也有显著影响,且雌虫寿命一般比雄性略长,但性别间无显著差异。研究结果说明,营养品质和虫体大小可显著影响枹栎象寿命,进而影响其繁殖以及对寄主植物的危害。     

恒定磁场对日本三角涡虫无性横裂生殖及2种抗氧化酶活力的影响

目的:探讨恒定磁场对日本三角涡虫(Dugesia japonica)无性横裂生殖及抗氧化酶活力的影响.方法:应用种群累积培养法,观察了恒定磁场对日本三角涡虫的种群增长、无性横裂生殖及涡虫体内超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力的影响.结果:场强大小在200mT-500mT范围的恒定磁场能促进涡虫的无性横裂生殖,但恒定磁场显著抑制涡虫的SOD及CAT活力.结论:日本三角涡虫对恒定磁场的生理学响应较为敏感,可作为生物磁学研究适宜的实验材料.     

短波紫外线对日本三角涡虫的损伤及六种酶活力的影响

用短波紫外线(UV-C)照射处理日本三角涡虫,观察了涡虫的损伤状况,探讨了紫外线辐射对涡虫乳酸脱氢酶(LDH)、Na -K -ATP酶、Ca2 -Mg2 -ATP酶、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧比物酶(GSH-PX)活力的影响。结果表明,短波紫外线辐射对涡虫的损伤明显,照射的时间越长,涡虫在照射后出现死亡解体现象的时间就越短。随着紫外线照射时间的延长,LDH活力呈下降趋势;Na -K -ATP酶活力呈上升趋势而Ca2 -Mg2 -ATP酶活力呈下降趋势;SOD活力有明显的增加;CAT活力有增加趋势;GSH-PX活力波动较大,但总体仍呈增加趋势。不论是从紫外线对日本三角涡虫的损伤情况、还是对其六种酶活力的影响来看,日本三角涡虫是一种对紫外线辐射非常敏感的动物,在检测紫外线辐射及筛选抗紫外线辐射防护剂等方面具有潜在价值和应用前景。     

水螅营养积累对基盘组织更新进程的影响

目的观察大乳头水螅（Hydra magnipapillata ）基盘组织更新进程,探讨水螅营养积累对基盘组织更新进程的影响。方法设定水螅喂食频率梯度（代表不同的营养积累水平）,记录和观察喂食频率对水螅更新基盘组织进程的影响。通过ABTS细胞化学染色法检测水螅基盘分子标志物过氧化物酶的表达,观察水螅老基盘组织脱落后水螅体主体新生基盘组织的再生过程。结果喂食频率对水螅更新基盘组织进程有明显的影响。水螅基盘组织更新的标准过程如下;在一定的喂食频率下培养水螅,水螅体出芽区逐渐有芽体产生,随后在出芽区和基盘之间靠近芽体的位置出现缢痕,最后水螅体在缢痕处断裂为水螅体主体和老基盘组织两部分。缢痕断裂后对水螅体主体保持既定的喂食频率,其伤口能愈合但不能再生出新的基盘组织;对其降低喂食频率直至其伤口上方的芽体全部脱落后伤口处重新启动新生基盘组织的再生进程。另外,脱落的老基盘组织有两种不同的命运,即大部分老基盘组织不能发育成正常水螅体、最终解体;而小部分的老基盘组织能发育成正常的水螅体。结论水螅营养积累可能促进基盘组织更新进程,靠近断裂伤口处的芽体能抑制水螅体主体新生基盘的再生进程。     

中国绿水螅分子系统发生地位的初步探讨

目的:初步探讨中国绿水螅(Hydra sinensis)分子系统发生地位以及水螅属内部各类群系统发生关系。方法:采用酚-氯仿法提取中国绿水螅总DNA,扩增线粒体COI和16S r RNA基因片段并进行DNA序列测定,再利用Clustal及MEGA等生物信息学分析软件进行系统发生分析。结果:在本研究重建的所有系统发生树中,中国绿水螅始终与绿水螅Hydra viridissima的不同种群一起构成绿水螅单系群。同时,棕色水螅群的单系性被基于COI基因的NJ树以及基于16S r RNA基因的NJ树和ML树支持,唯独基于COI基因的ML树不支持棕色水螅群的单系发生。在基于COI基因的ML树中纤弱水螅族在系统树的基部独立为一支系,而绿水螅群和其他棕色水螅群水螅一起组成另一支系,提示纤弱水螅族水螅的系统发生地位值得进一步探讨。值得注意的是,根据本文的结果,棕色水螅群内3族的划分仍然有一定疑问。基于COI基因的NJ树和ML树支持普通水螅族、寡水螅族和纤弱水螅族各自族内的单系发生,但16S r RNA基因的NJ树和ML树中仅普通水螅族水螅聚为单系群,而寡水螅族和纤弱水螅族水螅各自并非单系发生。结论:把水螅属划分为绿水螅群及棕色水螅群有一定的合理性,但棕色水螅群内寡水螅族、普通水螅族和纤弱水螅族3族的划分还有待商榷。     

基于核及叶绿体基因序列探讨中国绿水螅共生单细胞绿藻系统发生地位

研究对中国绿水螅共生绿藻的核18S rRNA基因全长序列及其叶绿体9个基因(atpA、chlB、chlN、petA、psaB、psbA、psbC、psbD及rbcL)片段序列进行了克隆和测序, 并基于18S rRNA基因序列及叶绿体9个基因序列的整合数据分别通过最大似然法(Maximum-likelihood)和贝叶斯分析(Bayesian inference)对中国绿水螅(Hydra sinensis)共生单细胞绿藻的系统发生地位进行了探讨。系统发生表明: (1)中国绿水螅共生绿藻属于共球藻纲(Trebouxiophyceae)小球藻目(Chlorellales), 但不属于其中的小球藻属(Chlorella); (2)来源于草履虫、水螅、地衣及银杏的共生绿藻均在共球藻纲支系, 而来源于蛙类和蝾螈的共生绿藻属于绿藻纲(Chlorophyceae)支系。无论在共球藻纲支系还是在绿藻纲支系, 不同来源的共生藻并没有排他性地聚为单系群而在系统树中与其他自由生活的绿藻混杂排列, 来自不同宿主的共生绿藻没有共同起源。     

光周期对中国水螅种群增长、无性出芽生殖及抗氧化酶活力的影响

单细胞真核绿藻在中国水螅(Hydra sinensis)内胚层皮肌细胞中共生是有较高科研价值的特殊生物学现象。水螅宿主细胞为共生藻提供CO2、氮源及矿物质,而共生藻通过光合作用可能为宿主提供碳水化合物等有机物营养,因此水螅与共生藻间代谢流是以共生藻光合作用为中心,但基于代谢流二者间的互作机制目前尚未阐明。水螅通过营养积累进行出芽生殖,从母体脱落的芽体数量间接反映水螅营养积累的相对量。而光暴露时长能影响共生绿藻光合作用,如果共生藻的确能向水螅细胞转移光合作用产物,那光暴露时长应该能间接影响水螅的营养积累、从而进一步影响水螅无性出芽生殖。为证实该假说,本研究应用种群累积培养法,观察了光周期对中国水螅种群增长、无性出芽生殖及抗氧化酶(SOD和CAT)活力的影响。结果显示,光周期对中国水螅种群增长具有明显的影响。培养15 d后,所有实验组水螅的种群密度均为正增长,其中8L∶16D(在一个24h周期内光暴露8 h、黑暗16 h)实验组种群密度最大、而0L∶24D(持续黑暗)实验组种群密度最小。另外,随着光暴露时长的增加,中国水螅SOD及CAT活力整体均呈下降趋势。结果表明,从光周期对中国水螅无性出芽生殖及两种抗氧化酶活力的影响来看,中国水螅对光周期的生理学响应较为敏感,这个现象可能源于共生绿藻能通过向宿主细胞转移光合作用产物的方式为水螅提供营养补充。     

pH值对日本三角涡虫种群增长、无性生殖及6种酶活力的影响

应用种群累积培养法,就培养液的pH值对日本三角涡虫的生存、种群增长、无性生殖以及涡虫超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、乳酸脱氢酶(LDH)、Na -K -ATP酶和Ca2 -Mg2 -ATP酶等6种酶活力的影响进行了探讨.结果表明,涡虫存活的pH上限为11.0,下限为3.0,涡虫存活的最适pH范围为4.5-8.5;pH值对涡虫种群增长有显著影响,种群密度及种群瞬时增长率均随pH的不同而明显改变.培养27d后,pH 4.0-9.0时涡虫种群为正增长:pH 4.5-6.5时,涡虫种群密度最高,pH 7.5-8 .5时次之,pH 7.0时较低,pH 4.0和9.0时最低;而pH 9.5时为负增长.当pH值偏离7.0(偏酸或偏碱)时CAT、GSH-PX、Na -K -ATP酶和Ca2 -Mg2 -ATP酶活力整体均呈现增加的趋势,而SOD和LDH活力整体呈下降趋势.pH值偏离7.0(偏酸或偏碱)时涡虫6种酶活力均产生明显的变化,这与pH 4.5-6.5和pH 7.5-8.5时涡虫具有比pH 7.0实验组涡虫较高的无性横裂生殖率之间可能存在一定的内在联系.本文研究结果可为实验室培养日本三角涡虫提供适宜的pH值指标.     

中国绿水螅抗坏血酸过氧化物酶基因的克隆、抗体制备及表达分析

为探讨中国绿水螅(Hydra sinensis)抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase, APX)基因的起源及功能, 研究采用RACE方法克隆了中国绿水螅APX基因的全长cDNA序列。该cDNA序列总长1357 bp, 包括5′非编码区107 bp, 3′非编码区146 bp及开放阅读框(Open reading frame, ORF) 1104 bp, 共编码367个氨基酸, 预测蛋白质分子量为40.79 kD。BLAST结果表明中国绿水螅APX蛋白同源序列绝大部分来自植物界; 通过最大似然法(Maximum-likelihood)和贝叶斯分析(Bayesian inference)进行的系统发生分析显示植物界及动物界物种的APX序列各自形成单系群。把APX基因ORF全长序列克隆到原核表达质粒pET-GST中, 重组质粒转化E. coli BL21 (DE3)菌株, IPTG诱导后成功表达重组融合蛋白GST-APX, 再使用纯化的重组蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体用于APX蛋白的免疫印迹分析(Western blotting assay, WB)。在不同光照时长梯度(光强度2000 lx, 每天分别光照0、4h、8h、12h、16h、20h及24h)下培养中国绿水螅30d, 实时定量PCR (Quantitative real-time PCR, qPCR)及WB检测结果均表明光照时间较长时(每天光照12h以上)绿水螅APX表达呈现一定程度的上调。在长时间光辐射下水螅体内共生绿藻连续进行光合作用所累积的大量活性氧能够扩散到水螅细胞内, 此时水螅体内表达上调的APX可能参与清除其细胞内的活性氧。     

水螅芽体发育与头部再生进程间的相互作用

目的观察具有单个芽体的大乳头水螅(Hydra magnipapillata)头部再生进程,探讨水螅头部结构的再生进程与芽体发育过程之间可能存在的相互作用。方法选取具有单个年幼芽体的水螅体,在水螅母体上紧贴芽体着生部位的上方进行切除手术,观察母体头部再生进程。通过ABTS细胞化学染色法检测水螅基盘分子标志物过氧化物酶的表达,观察水螅芽体基盘与母体间的结构联系。结果水螅母体伤口在手术后2h内愈合。随着再生时间的延长,出现两种不同命运的芽体发育方式。一种情况是水螅芽体基盘紧贴母体手术切口,芽体发育成熟后可正常脱离母体;在芽体脱离母体前母体头部再生进程被抑制,在芽体脱落后母体头部再生进程重新启动、且在其后48h内母体头部再生完成。另一种情况是水螅芽体基盘组织与母体手术切口不产生结构联系而向外突出生长,母体头部再生进程完全停止,芽体胃区与母体相连且芽体发育成熟后不脱离母体。结论靠近水螅母体手术伤口的年幼芽体能延迟或阻断母体头部的再生进程,而手术切口也可能干扰了发育成熟的芽体与母体脱离的正常机制。