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。     

青岛沿海砂壳纤毛虫(原生动物,纤毛门,砂纤目)

对采自青岛沿海的9属26种砂壳纤毛虫进行了形态学描述,其中11种为中国新纪录种:简单薄铃虫Leprotintinnus simplex Schmidt,1901,波特薄铃虫Leprotintinnus bottnicus(Nordqvist,1890)Jorgensen,1912,波罗的拟铃虫Tintinnopsis baltica Brandt,1896,长形拟铃虫Tintinnopsis elongata Daday,1887,盾形拟铃虫Tintinnopsis urnula Meunier,1910,弯叶拟铃虫Tintinnopsis lobiancoi Daday,1887,管状拟铃虫Tintinnopsis tubulosoides Meunier,1910,小拟铃虫Tintinnopsis minuta Wailes,1925,塔拉卡拟铃虫Favella taraikaensis Hada,1932,太平洋领细壳虫Stenosemella pacifica Kofoid et Campbell,1929和贪婪铃壳虫Codonella rapa Kofoid et Campbell,1929.     

三种鳖线粒体DNA细胞色素b基因序列的比较分析

对中华鳖、砂鳖和山瑞鳖线粒体DNA细胞色素b基因进行了引物设计、PCR扩增、序列测定和PCR-PFLP(Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism)分析。研究结果表明中华鳖、砂鳖与山瑞鳖线粒体DNACytb基因的序列全长相同,均为1140bp,其A、C、G、T含量相似,分别为378个(33.2%)、322个(28.2%)1、22个(10.7%)、318个(27.9%)、373个(32.7%)、324个(28.4%)、124个(10.9%)、319个(28.0%)、380个(33.3%)3、30个(28.9%)、127个(11.1%)、303个(26.7%)。同源性及序列差异率分析表明:中华鳖与砂鳖b基因序列的同源性为92.3%,中华鳖、山瑞鳖的为85.0%,砂鳖、山瑞鳖的为84.1%;中华鳖与砂鳖b基因核苷酸序列间的差异率为7.7%,中华鳖、山瑞鳖间的序列差异率为15.0%,砂鳖、山瑞鳖间的序列差异率为15.9%,而中华鳖、砂鳖、山瑞鳖各自个体间的序列差异率分别为2.37%、0.88%和0.18%,种间差异显著。用内切酶酶切分析其扩增产物,结果表明:用内切酶NdeⅠ可准确鉴别砂鳖,而用内切酶BamHⅠ则可准确鉴别山瑞鳖。内切酶NdeⅠ和BamHⅠ的联用分析,可使这三种鳖在分子水平都得到明确的鉴定。从三种鳖线粒体DNACytb基因核苷酸序列的显著差异和酶切位点的变化,可以进一步证明砂鳖是不同于中华鳖的鳖属一新种。     

贝壳的有机质及生物矿化机制分析

以腹足纲贝壳香螺壳为研究对象,用弱酸去钙法进行蛋白提取,采用280纳米(A280)光吸收法测定蛋白含量,并通过聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)凝胶电泳法对蛋白按照分子量大小的区别进行分离.实验结果表明香螺壳中蛋白含量和种类较少,其文石层比方解石层蛋白含量高的多,总量分别为0.89%和0.0533%;文石层分离出五种分子量的可溶性蛋白和四种分子量的不可溶性蛋白;而方解石层中分离出三种分子量的可溶性蛋白和三种分子量的不可溶性蛋白,且分子量不相同.正是这少量的蛋白质对贝壳的生物矿化过程和不同晶型的形成起着决定性作用.     

椭圆背角无齿蚌贝壳棱柱层的结构

用光学显微镜和扫描电子显微镜对椭圆背角无齿蚌Anadonta woodiana elliptica贝壳的横截面、纵截面和水平截面进行了观测。结果表明,边长为10～50μm、高度为35～47μm的多边棱柱体是贝壳棱柱层结构的基本单元。它们在贝壳的水平轴和横轴的二维空间方向逐步进行堆砌,以形成棱柱层。在堆砌时所形成的夹角,导致了贝壳在横轴和纵轴方向形成一定的弧度。在外套膜分泌形成贝壳的过程中,依次形成角质层、棱柱层、珍珠层。     

贝壳砂生境干旱胁迫下杠柳叶片光合光响应模型比较

以黄河三角洲贝壳堤岛3年生杠柳(Periploca sepium)苗木为试验材料, 模拟设置贝壳砂生境下的4种水分梯度, 利用CIRAS-2型光合作用系统测定杠柳叶片在不同干旱胁迫下的光合作用光响应过程, 采用4种光响应模型进行拟合分析, 以比较贝壳砂生境干旱胁迫下适宜的光响应模型, 探讨最佳光响应模型参数对干旱胁迫的适应规律。结果表明: 4种模型对杠柳叶片光合作用光响应过程拟合效果的优劣顺序为: 直角双曲线修正模型>非直角双曲线模型>指数模型>直角双曲线模型, 后3种模型均为没有极值的函数, 故不能很好地拟合光响应曲线光抑制过程, 并不能直接求解最大净光合速率(P_nmax)和光饱和点(LSP)。光响应参数拟合效果最佳表现为: 非直角双曲线模型的暗呼吸速率(R_d), 直角双曲线模型的光补偿点(LCP), 直角双曲线修正模型的P_nmax和LSP。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性, 直角双曲线修正模型适应各种水分条件, 直角双曲线模型和指数模型较适合轻度干旱胁迫条件, 非直角双曲线模型较适合重度干旱胁迫条件。随干旱胁迫的加剧, 光响应参数表观量子效率(AQY)、R_d和LCP先升高后下降, 净光合速率(P_n)、P_nmax和LSP逐渐下降。轻度、中度和重度干旱胁迫下, LSP分别比对照下降5.2%、16.3%和34.5%, P_nmax分别比对照下降17.8%、39.0%和59.0%。水分充足条件下, 杠柳叶片光能利用最强, 光照生态幅最宽; 重度干旱胁迫下, 杠柳叶片表现出明显的光饱和、光抑制现象, 光能利用减弱, 光合能力受到较大限制。     

厚壳贻贝一种新型贝壳胶原蛋白的重组表达与功能分析

贝壳是一种具有优异力学性能的生物硬组织,贝壳基质蛋白质对贝壳的形成具有重要意义。厚壳贻贝(Mytilus coruscus)贝壳中发现一种类似胶原蛋白质的新型贝壳基质蛋白质,命名为collagen-like protein 2（CLP-2）。然而,该蛋白质的结构与功能以及对贝壳形成的影响机制尚不清楚。为此,本研究对CLP 2开展了序列分析;进一步采取密码子优化结合原核重组表达策略,开展了CLP-2的重组表达;在此基础上分析了重组CLP-2对酸钙结晶的诱导、结晶速率抑制以及碳酸钙结合能力。对CLP-2的序列分析结果表明,该蛋白质序列中含有信号肽及两个Von Willebrand factor A（VWA）结构域。CLP-2在数据库中尚无高同源性蛋白质存在,表明这是一种较为新颖的贝壳基质蛋白。所获得的重组CLP-2对碳酸钙体外结晶表现出明显的诱导作用,扫描电镜以及傅里叶红外光谱结果表明,重组CLP-2可诱导碳酸钙晶体的形貌由立方体形转化为球形,并在高浓度下进一步转化为哑铃形;同时,重组CLP-2可促使碳酸钙晶体的晶型由方解石型向文石型转化;重组CLP-2在体外具有碳酸钙晶体结合作用;此外,重组CLP-2能显著抑制碳酸钙晶体的结晶速度（P<0.01）,并具有浓度依赖性。上述结果表明,厚壳贻贝贝壳CLP-2蛋白质在贝壳,特别是文石型肌棱柱层的生物矿化过程中具有重要作用。上述研究为深入了解贻贝贝壳的形成机制,以及胶原类蛋白质对生物矿化过程的影响奠定了基础。     

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。     

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...     

天然砂与修饰砂对病毒的吸附与去除

分别在不同pH、含有不同金属阳离子及腐殖酸的脱氯自来水与蒸馏水中,研究了砂与金属氢氧化物修饰砂吸附与去除Polivirus 1(PV1)和Bacteroides fragilis phage(B．fp)的不同效果。结果显示,天然砂吸附病毒效率随水体pH的降低而增加,但当砂表面经氧氧化铝、氢氧化铁沉积修饰后,却在中性pH具有较高的吸附率。金属阳离子可促进天然砂吸附病毒,并随其浓度和价态的增加而增加,但对修饰砂作用不明显。腐殖酸对砂及修饰砂吸附病毒的影响也不同,修饰砂吸附病毒不受腐殖酸的存在及其浓度影响,而天然砂会因腐殖酸的存在及其浓度的提高而降低吸附病毒效率。在任一实验条件下,砂与修饰砂在自来水中的吸附病毒效率高于在蒸馏水中的吸附效率,扫描电镜观察显示砂与修饰砂具有明显不同的表面结构特征,这是两者具有不同吸附效率的基础。从砂与修饰砂吸附PV1的效率高于B．fp的现象说明B．fp是一个更为合适的病毒去除指示生物。本实验结果表明了金属氢氧化物修饰砂可为传统的净水工艺提供高效的病毒去除过滤介质与途径。