悦目金蛛拖牵丝力学性能的变异

蜘蛛丝作为一种具有优良机械性能的天然动物蛋白纤维,其特有的结构和机械性能与其生物学功能密切相关。由大壶状腺纺出的拖牵丝在蜘蛛的行走、建网、捕食、逃生、繁殖等多种生命活动中均发挥了重要的功能,其机械性能会受到多种内外因素相互作用的影响。本文对在不同体重、不同猎物饲养和不同营养状态3种条件下人工抽出的悦目金蛛(Argiope amoena)拖牵丝与其不同单丝间的力学性能进行了比较研究。结果表明,悦目金蛛拖牵丝的力学性能在组间、组内不同个体,以及同一个体不同丝纤维间变异都较大。随着蜘蛛个体的增大,蛛丝横截面直径逐渐增大,这会使得蛛丝的力学性能更好,便于作为救命索的拖牵丝在遇到危险时承受蜘蛛体重;蜘蛛在经过1个月的饥饿后,蛛丝在屈服点附近的力学性能并未发生显著变化,而断裂点应变和断裂能均显著减小,同时也表明无论对于作为救命索还是网丝,拖牵丝的弹性形变性能在与蛛丝相关的微观进化中要优先于塑性形变。这是蜘蛛在能量摄入受到限制时对拖牵丝的投入权衡的结果。     

中国特有植物血水草RAPD反应体系的优化

为建立血水草的RAPD-PCR最佳反应体系,对影响血水草RAPD反应的Mg²⁺、模板DNA、dNTPs、引物浓度和Taq聚合酶用量等因素进行优化。结果表明：25 μL反应体系中含10×Buffer 2.5 μL,1.8 mmol·L^-1 Mg²⁺,2U Taq DNA聚合酶,50 ng模板,0.2 mmol·L^-1 dNTPs,1.6 μmol·L^-1引物。扩增程序为：94℃预变性2 min;预扩增：94℃变性20 s,36℃退火30 s,72℃延伸75 s,5个循环;扩增：94℃变性20 s,40℃退火30 s,72℃延伸60 s,40个循环;72℃保温20 min,4℃保存。所建立的血水草RAPD-PCR反应体系具有标记位点清晰、反应系统稳定、检测多态性能力强、重复性好等特点,可以较好地应用于血水草的遗传多样性分析研究。     

寡居种悦目金蛛若蛛群居机制初步研究

对寡居种悦目金蛛Argiope amoena若蛛群居生活对其结网的影响、温度和种群大小对若蛛存活率的影响、若蛛对限制性空间的利用及其扩散方式进行了观察和研究.结果表明,若蛛从卵袋出蛰后不经历群居扩散即具备结网能力,可结完整网,也具备在扩散前不进食水存活的能力;在变温条件下若蛛存活率要远远高于室温条件下的存活率,而在室温条件下若蛛开始死亡和半数死亡的时间比其聚居期长得多;若蛛主要通过群体空中扩散的方式进行扩散,可以减小能耗与敌害的威胁;不同种群大小的若蛛在限制性空间的分布均从第5d左右开始发生较大变化的,这与在空间不受限的条件下若蛛在第5d开始扩散的结果是一致的.据此我们推断:个体扩散代价最小化(包括御敌和能耗)和维持种群较高的生存率可能是寡居种悦目金蛛若蛛群居生活的主要原因.     

中国5个地方牦牛品种遗传多样性的微卫星分析

本文以大额牛（Bos frontalis）为外群,应用16对微卫星DNA标记结合荧光-多重PCR技术,评估了5个中国地方牦牛（Bos grunniens）（帕里牦牛、斯布牦牛、西藏高山牦牛、麦洼牦牛和九龙牦牛）品种内遗传变异和品种间遗传关系。6个群体的16个微卫星座位上共检测到159个等位基因,其中有33个等位基因为5个牦牛品种所特有。6个群体的有效等位基因数（Ne）在2.2043-3.2754之间,平均杂合度（H）在0.4858-0.6153之间,平均多态信息含量（PIC）在0.4230-0.5711之间。5个牦牛品种的微卫星座位有丰富的遗传多样性;而大额牛的遗传多样性相对较贫乏。5个牦牛群体间的遗传分化系数（Gst）为0.0527,表明牦牛亚群体间遗传分化水平很低。采用邻近结合法构建聚类图和模糊聚类分析表明,5个牦牛品种分为两大类,其中斯布牦牛、西藏高山牦牛、帕里牦牛和麦洼牦牛为一大类,九龙牦牛为一类。研究结果将为中国地方牦牛品种的保护和利用提供重要的理论依据。     

红腹锦鸡线粒体DNA控制区结构和遗传变异研究

红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)是中国特有珍稀鸟类,仅见于中国中部和西部的山地,为国家二级重点保护动物.采用聚合酶链式反应和直接测序的方法测定了采自湖南新宁县和龙山县的28只红腹锦鸡线粒体DNA控制区序列.在获得的1 123 bp的碱基序列中,碱基含量为T 32.79%、C 26.07%、A 26.62%和G14.52%,共检测出20个多态性核苷酸变异位点,其中简约信息位点11个.对比其它已报导的雉类控制区结构,对红腹锦鸡控制区结构进行了分析,识别了其高变Ⅰ区、中间保守Ⅱ区和保守Ⅲ区,找到了与终止相关的序列TAS以及保守序列(F、E、D、C).28个样本共发现11种单倍型,其中单倍型hap1和hap2的比例很高.新宁种群的遗传多样性比龙山种群的高,两个种群存在基因流较频繁,未出现明显遗传分化.     

悦目金蛛卵袋的结构与组成

采用SEM和氨基酸自动分析仪对悦目金蛛(Argiope amoena)卵袋的结构、纤维组成和覆盖层的氨基酸组成进行了观察研究.结果表明悦目金蛛卵袋呈封闭的倒三角形,是由多种丝腺纺出的丝纤维形成的多个覆盖层构成的,从外向内分别为:金黄色大壶状腺框架丝,灰绿色、浅棕色、白色外覆盖层和棕色内覆盖层,其中外覆盖层是由6根大直径(约4.8-6.8 μm) 柱状腺丝纤维和一些小直径(约0.26-0.76 μm)纤维混合成的基本纤维束单元所折叠成的片层丝被构成的,小直径丝纤维的数量从灰绿色丝被(外)到白色丝被(内)逐渐增加,而内覆盖层仅仅是由6根大直径(约5.20 μm)柱状腺丝纤维构成的基本纤维束单元折叠而成.卵袋外覆盖层丝(白色绒状纤维除外)的甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸等氨基酸的百分含量分别介于卵袋内覆盖层丝和葡萄状腺丝相对应氨基酸的百分含量之间,这一数据支持Foradori等关于卵袋小直径丝纤维是由葡萄状腺纺出的推论.悦目金蛛能调节卵袋层丝的颜色、直径、覆盖层丝纤维和氨基酸的组成,使卵袋获得各方面最优化的功能,为卵或若蛛提供支持和保护.     

3种中型蜘蛛卵袋形态特征与纤维组成结构

采用扫描电镜和氨基酸自动分析仪对球蛛科(Theridiidae)温室拟肥腹蛛(Parasteatodatepidariorum)、肖蛸蛛科(Tetragnathidae)肩斑银鳞蛛(Leucauge blanda)及狼蛛科(Lycosidae)猴马蛛(Hippasa holmerae)3种中型蜘蛛卵袋的超微结构和氨基酸组成进行了观察。形态观察表明,这3种蜘蛛的卵袋形态各异,温室拟肥腹蛛卵袋一头尖,呈梨状;肩斑银鳞蛛卵袋呈扁平状;猴马蛛卵袋呈椭球形。扫描电镜观察表明,温室拟肥腹蛛卵袋外覆盖层仅仅由一种均一直径的柱状腺丝组成,而另外2种蜘蛛卵袋外覆盖层主要由柱状腺丝与少量其他丝腺纺出的丝纤维组成。氨基酸组成分析表明,温室拟肥腹蛛卵袋外覆盖层的丝纤维的氨基酸组成与具有保守性的其他种类蜘蛛柱状腺丝心蛋白的氨基酸组成差异较大,这表明其可能含有新的丝心蛋白家族成员。本文根据氨基酸组成与扫描电镜的结果分析探讨了不同直径丝纤维的丝腺来源。     

横纹金蛛捕食经验对其丝纤维力学行为与性能的影响

蛛网是蜘蛛的捕食工具,蛛网网丝的结构与性能不仅影响蜘蛛的捕食效率,也关系着蜘蛛的捕食投入。本文利用单纤维电子强力仪研究横纹金蛛(Argiope bruennichi)室内捕食面包虫(Tenebrio molitor)时上前与返回捕食拖丝的力学性能以及捕食经验对圆网半径丝修补前后的力学性能的影响。结果表明,与上前捕食拖丝相比,返回捕食拖丝减小了弹性区的投入,增加了屈服区和加强区的投入,且返回时捕食拖丝更具柔韧性。整体而言,与初始半径丝相比,在未喂食面包虫的条件下,网的半径修补丝增加了力学性能的投入;而在喂食面包虫的条件下,网的半径修补丝减少了力学性能的投入。所测试丝样中出现了两种类型的蛛丝力学行为:一种为典型的蛛丝力学行为;另外一种为似黏流性材料的力学行为,其反映的是满足蛛丝耗散猎物或自身下降时动能的另外一种力学性能的策略。本研究表明蜘蛛能根据其捕食经验遵循Cost-Benefit原则对蜘蛛丝的力学性能进行调节,从而调整捕食投入。     

两种小型蜘蛛卵袋超微结构与纤维组成

采用SEM和氨基酸自动分析仪对暗蛛科Amaurobiidae白斑隐蛛Nurscia albofasciata和园蛛科Araneidae长脸艾蛛Cyclosa omonaga两种小型蜘蛛卵袋的超微结构、丝纤维和覆盖层的氨基酸组成进行了观察研究,并根据氨基酸的组成和电镜扫描的图片分析了不同直径丝纤维的丝腺来源.结果表明这两种蜘蛛卵袋特征结构与纤维组成有较大差异.白斑隐蛛卵袋呈封闭的圆饼状,由白色框丝层(主要含有大壶状腺丝)、浅棕色外覆盖层(主要含有柱状腺与葡萄状腺丝)和黄色内覆盖层(只含有柱状腺丝)构成,覆盖层较致密.而长脸艾蛛卵袋呈开放的椭球状,由金黄色外覆盖层(主要含有大壶状腺丝)和白色内覆盖层(只含有柱状腺丝)构成,覆盖层较疏松.这些差异可能与它们各自的繁殖策略及若蛛生长发育特点有关.     

利用传递不平衡分析在多群体中鉴别猪脐疝易感基因

在本实验室前期利用白色杜洛克×二花脸F₂资源家系开展脐疝易感位点全基因组扫描定位的基础上,文章在7号染色体上的SWR1928和10号染色体上的SW830易感标记区域,结合脐疝发病机制在多群体中进行脐疝位置功能候选基因的筛选和易感位点的精细定位。在两个显著关联的微卫星位点区域搜寻到12个位置功能候选基因,采用比较测序法,选取12个候选基因内共计40个SNP位点在白色杜洛克×二花脸资源家系F₂/F₃脐疝群体中进行基因分型,利用Plink v1.07软件对基因型数据进行质量控制和传递不平衡(Transmission disequilibrium test,TDT)分析。结果表明,IL16(Interleukin 16)基因中的g.708C>T位点和CDC73(Cell division cycle 73)基因中的g.10664G>A位点与脐疝的关联性达到显著水平(P<0.05)。对这两个位点在西方商业猪种脐疝患病家系中进行基因分型和TDT验证分析,发现CDC73基因中的g.10664G>A位点仍与猪脐疝呈显著关联(P<0.05)。同时对CDC73基因中与资源家系脐疝呈弱相关的两个SNP位点g.10546A>G和g.10811A>G在西方商业猪种中进行TDT验证分析,发现这两个SNP位点与商业猪种脐疝发生的关联性达到极显著水平(P<0.01)。根据文章的分析结果,结合脐疝发生的生理机制及CDC73基因的生物学功能,推测CDC73基因可能为猪脐疝发生的易感基因。