苏沪沿海瘤背石磺的形态和习性

瘤背石磺(Onchidium struma)是生活在潮间带高潮区的一种肺螺类。属软体动物门(Mollusca)腹足纲(Gastropoda)肺螺亚纲(Pulmonata)柄眼目(Stylommatophora)石磺     

瘤背石磺的精子结构

用光学显微镜和透射电子显微镜技术研究了瘤背石磺精子的结构特点,分析了其生理生态适应性以及在肺螺亚纲系统演化中的意义。瘤背石磺的精子由头部、中段和末段组成。头部由奶嘴形的顶体和长圆筒状的细胞核构成。顶体包括顶体囊和顶体构架体两部分;两者的内含物都分布均匀,电子密度稍低于细胞核;顶体基部平整,与核前端之间有一空隙,内含物电子密度极低。细胞核由电子密度高的均匀颗粒物质组成,并出现核泡;核的后端有一"杯形"的凹陷,称为核后窝。中段结构复杂,主要包括一对位于核后窝内的中心粒、轴丝、质膜、线粒体及由线粒体衍生的糖原质螺旋体、基质层和类晶体层等。末段由"9 2"结构的轴丝及外包的质膜组成,无糖原质螺旋体和其它线粒体衍生物。比较瘤背石磺精子与肺螺亚纲其它物种的精子结构,我们认为该物种的精子属于"进化型",是一类在进化地位中比基眼目高等的动物。     

瘤背石磺的生殖系统和性腺发育

2003年5~8月对瘤背石磺(Onchidium struma)的生殖系统结构和性腺发育进行了组织学研究。瘤背石磺生殖器包括两性腺、卵黄腺、蛋白腺。两性腺具有外管和内管,两管相连后通入蛋白腺,内管分支为收集管与腺泡相通。蛋白腺包括腺体部和分泌物两部分,中央为生殖输送管,蛋白腺具食指突和拇指突。性腺腺泡包括精子期腺泡、卵子期腺泡、精卵同泡和排空期腺泡4种类型。本文还对卵黄腺、受精囊、雄性交接器等结构进行了组织学观察,分析了精子和卵子的发育过程、运输路径。     

瘤背石磺和里氏拟石磺背部皮肤蛋白质组差异分析

从蛋白质水平探讨瘤背石磺和里氏拟石磺背部皮肤蛋白质组差异表达,为完善石磺科贝类从海洋到陆地进化的研究以及解释两种石磺不同的环境适应性提供蛋白质依据。应用Label-free非标定量蛋白质组学技术,结合软件Sequest HT和Proteome Discoverer (Thermo),对瘤背石磺和里氏拟石磺的背部皮肤进行蛋白质组搜库鉴定及定量分析,其中瘤背石磺中鉴定到1 491个蛋白质,里氏拟石磺中鉴定到1 030个蛋白质;用Pfind软件对表达图谱进行同源序列的鉴定及定量分析,检测到928个同源蛋白表达量有差异,瘤背石磺较里氏拟石磺上调表达406个(p0.05, FC1.5),下调表达339个(p0.05, FC0.5)。适应水下生活的里氏拟石磺背部皮肤角质化程度较低,差异同源蛋白序列分析显示与角质形成、细胞凋亡相关蛋白在里氏拟石磺背部皮肤中高表达,与皮肤保湿性能相关的神经酰胺类物质在瘤背石磺中高表达;KEGG分析显示,嘌呤代谢通路中存在的差异蛋白最多,共73个,其中瘤背石磺较里氏拟石磺上调表达22个,下调表达21个。蛋白组差异分析显示关键酶尿素酶在陆栖性较强的瘤背石磺中高表达,与前人所做动物从水生到陆生进化过程中尿素酶基因完全丢失的研究结论有所出入,属于特殊物种。里氏拟石磺的皮肤辅助呼吸能力和血窦数目均高于瘤背石磺,且背部皮肤中肌纤维更加粗壮,此生理现象在蛋白质组上的表现为两种石磺能量代谢及氧离子运输相关蛋白的差别较大;瘤背石磺背部皮肤中对环境污染反应灵敏的谷胱甘肽S转移酶和谷胱甘肽过氧化物酶的表达量高于里氏拟石磺,推测其与瘤背石磺较强的皮肤免疫能力和环境适应性相关。蛋白表达谱中928个差异表达同源序列为两种石磺表现差异和环境适应的分子机制研究提供了有意义的蛋白质组的基础数据。     

崇明岛瘤背石磺的化学成分研究

综合利用各种层析方法对采自上海崇明岛的瘤背石磺进行分离纯化。共分离到5个化合物,经理化性质,波谱数据分析并结合参考文献,分别鉴定为2,2'-oxybis(1,4-di-tert-butylbenzene)(1)、胆甾醇(2)、鲨肝醇(3)、硬脂酸乙酯(4)、硬脂酸(5)。其中化合物1首次以天然产物形式获得,所有化合物均为首次该属种中分离得到。     

瘤背石磺交配规律的初步研究

雌雄同体动物的交配行为和机制具有多样性的特点。利用身型大小与交配之间的关系来推测雌雄同体动物的交配规律是一个重要的手段。瘤背石磺属雌雄同体动物,通过实验室研究观察及数理分析结果显示：瘤背石磺的求偶行为方式是2个或3个个体进行追逐,追逐具有随机性;其交配行为方式较复杂,既存在同型大小个体交配,也有异型大小个体交配,并且小个体更趋向于扮演雄性角色而大个体多扮演雌性角色。瘤背石磺在繁殖季节时会出现多次交配高峰期,在各交配高峰期时,交配形式具有差异,并且瘤背石磺具有发生互惠性交配的条件。     

不同体重瘤背石磺性腺发育规律

利用组织学方法研究了瘤背石磺体重(2—28g)与性腺发育、性腺指数与肝胰腺指数或卵黄腺指数间的关系,不同体重瘤背石磺性腺内各期生殖细胞的组成与比例以及瘤背石磺卵子和精子发生的规律。结果表明,(1)瘤背石磺的性腺指数有随体重增加而增加的特点:10g以上个体性腺指数达到最高且基本无变化;不同体重瘤背石磺性腺指数与肝胰腺指数和卵黄腺指数有明显的正相关性(P<0.05);(2)6g以下组的瘤背石磺性腺滤泡管内未发现有雌性生殖细胞,6g以上组的性腺滤泡管内雄性与雌性生殖细胞并存;(3)所有瘤背石磺个体性腺内均有精子分布,6g以下个体雄性生殖细胞组成以次级精母细胞为主,而6g以上个体则以精子为主;6g以上组的雌性生殖细胞成熟程度随体重增加有明显增加,其中6—8g以卵原细胞为主(57%),8—10g开始出现外源性卵黄合成期的卵母细胞,10—14g时的外源性卵黄合成期的卵母细胞约为69%,且开始出现成熟卵母细胞。(4)卵子发生共经历6期:分别为卵原细胞期、卵黄合成前卵母细胞期、内源性卵黄合成期、外源性卵黄合成期、近成熟期和成熟卵母细胞期,成熟卵母细胞直径约为(59.36±3.88)μm。精子发生经历精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子共5个阶段,精子长约(52.44±20.65)μm。石磺体重与性腺发育程度密切相关,10g以上的个体可做为亲本使用。     

瘤背石磺的生殖系统结构特点及生殖周期研究

采用活体性腺观察和组织切片方法对瘤背石磺的生殖系统及生殖周期进行了周年的研究.结果表明,瘤背石磺的生殖系统由三部分组成:两性腺、雄性生殖管道及附属腺体、雌性生殖管道及附属腺体.雄性生殖管道由输精管、阴茎、刺激器组成,附性腺为主要的附属腺体;雌性生殖管道由输卵管、受精囊、阴道组成,附属腺体主要为卵黄腺和蛋白腺.瘤背石磺的生殖周期具有典型的腹足类动物的特征,性腺发育周期可以分为:休止期、增殖期、生长期、成熟期、排放期5个时期,生殖周期为1年,成熟和排放期在6月上旬到9月上旬,繁殖高峰期在7月上旬至8月上旬,10月后进入休止期.本文还讨论了瘤背石磺在繁殖过程中精卵的输送、受精等过程及相关的交配器和附属腺体的功能.     

瘤背石磺产卵前后生殖系统的组织学变化

瘤背石磺(Onchidium struma)是雌雄同体、异体交配的腹足纲贝类,其生殖系统较为复杂,通过解剖学和组织切片技术对成体瘤背石磺的生殖系统及产卵前后的组织学变化进行了系统的研究.结果表明:(1)雄性生殖系统主要南阴茎囊、阴茎、雄性附性腺、两性腺(早期主要产生精于)和储精囊等部分组成,而雌性生殖系统则由两性腺(后期主要产生卵子)、生殖细胞输送管、蛋白腺、黏液腺、受精囊和阴道等组成;(2)雄性生殖系统的组织学结构在产卵前后变化较小,但两性腺、卵蛋白腺和黏液腺的组织学在产卵前后变化显著;(3)产卵后的两性腺由于成熟卵子的排放,整体结构松散,部分腺泡中有少量未排出的成熟卵细胞和卵黄合成早期的卵母细胞;(4)产卵前的卵蛋白腺中含有许多强嗜碱性的小颗粒(组织学结构类似于卵鞘中的胚胎外周蛋白),产卵后腺体中的颗粒相对较大,且呈嗜酸性;(5)产卵前的黏液腺中存在嗜碱性区、嗜酸性区和混杂区三种区域,但是产卵前黏液腺以嗜酸性细胞为主,而产卵后的黏液腺中以嗜碱性细胞区域为主,且分泌管道中有一些嗜碱性物质.由此可见,卵蛋白腺的主要功能是分泌卵蛋白包裹受精卵形成卵外周蛋白层,而黏液腺则在产卵过程中分泌黏液物质形成卵鞘结构及链状的卵带.     

瘤背石磺产卵前后脂类和脂肪酸组成的变化

本研究测定了瘤背石磺产卵前后肌肉、肝胰腺、两性腺、卵蛋白腺、雄性附性腺和黏液腺指数、水分含量、总脂含量、脂类和脂肪酸组成.结果表明:(1) 瘤背石磺产卵后的肝胰腺指数(HIS)、两性腺指数(DGSI)和卵蛋白腺指数(EAGI)都显著下降(P＜0.05), 其水分含量显著上升, 而脂肪含量显著下降; (2) 瘤背石磺各种组织总脂主要有磷脂(PL)、胆固醇(Cho)、游离脂肪酸(FFA)和甘油三酰(TG), 仅在肝胰腺中检测出少量甘油一酰(MG), 产卵后肝胰腺中的FFA含量和两性腺中的PL含量大幅度下降, 分别下降了41.36%和80.53%, 其它组织中的脂类成分变化幅度不大;(3) 产卵后瘤背石磺肝胰腺中的C16:1n7、C20:5n3(EPA)和C22:6n3(DHA)显著下降, 而饱和脂肪酸(∑SFA)含量显著上升.产卵后两性腺中的C20:2n6、C22:2n6和C22:5n3(DPA)显著下降, 而C20:4n6(AA)含量显著上升.产卵后雄性附性腺和黏液腺中的AA和EPA含量均有所下降, 而C16:0和C18:1n9却有所上升.结果表明:卵蛋白腺和黏液腺对于瘤背石磺产卵和胚胎的形成具有重要的作用, PL和多不饱和脂肪酸(PUFA)对瘤背石磺的两性腺发育具有十分重要的作用, 肝胰腺中的脂肪可能是瘤背石磺产卵过程中主要的能源物质之一, 性腺发育过程中肝胰腺中的PUFA可能被转运到两性腺中.     

中国沿海瘤背石磺不同地理群体遗传多样性的ISSR标记研究

研究以盐城(YC)、上海(SH)、温州(WZ)、厦门(XM)、深圳(SZ)、海南(HN)6个不同地理群体的瘤背石磺为试验材料,利用ISSR分子标记进行了遗传多样性研究。结果表明,6个地理群体的多态位点百分率在54.20%-70.99%之间,Nei’s基因多样性指数和Shannon’s信息指数分别在0.156 4-0.219 1和0.242 1-0.332 4之间。AMOVA分子变异分析表明,瘤背石磺47.25%的变异发生在群体间,52.75%的变异发生在群体内,居群内的遗传变异大于居群间的遗传变异。平均Fst值为0.4725,种间分化系数(Gst)为0.370 5,基因流(Nm)为0.849 7,表明6个地理群体间已经发生了较大程度的遗传分化,其中推断遗传漂变可能是影响群体分化的主要因素之一。     

瘤背石磺低频听力基因PMCA2的克隆、相对表达及神经组织原位杂交分析

低频听力基因PMCA2在生物听力方面占据着重要位置,基因突变或缺失后会引发神经性耳聋和平衡功能障碍.为探究基因PMCA2在瘤背石磺潮汐感知中的作用,本研究通过RACE技术克隆得到瘤背石磺PMCA2基因的全长cDNA,并进行系统进化分析.利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和原位杂交技术分析两组(暂养无处理组和潮汐干扰刺激组)瘤背石磺PMCA2基因在各组织中相对表达量和在神经组织各神经节中的相对表达部位.实验结果表明,瘤背石磺PMCA2基因cDNA全长5 091 bp,包含492 bp的5'非编码区(UTR)以及972 bp的3'UTR,3 627bp的开放阅读框,共编码1 208个氨基酸,基因序列较为保守.序列分析结果显示,瘤背石磺与加州海兔、绿色海蜗牛和福寿螺PMCA2氨基酸序列同源性分别为81.79％,78.25％和72.91％.通过系统进化树分析研究得出,瘤背石磺与加州海兔进化关系相对较近.RT-qPCR结果显示,两组石磺神经组织PMCA2基因表达量皆高于其他组织的,且潮汐干扰刺激组神经组织表达量明显高于暂养无处理组,有显著性差异.两组瘤背石磺神经组织原位杂交实验结果显示,相较于暂养无处理组,潮汐干扰刺激组石磺神经组织杂交信号明显增强,该结果与荧光定量PCR结果相符.实验初步表述了瘤背石磺PMCA2基因的生物信息学特征,在瘤背石磺各组织中的表达情况及在神经组织中的分布部位,为研究滩涂生物感知潮汐能力提供原创性成果.     

瘤背石磺Egr-1基因的克隆、分析及低频声音刺激对其表达的影响

早期生长反应因子1(Egr-1)基因又名为Zif268、NGFI-A、Krox-24、Tis8、ZENK,分布于脊椎动物的神经细胞中,参与识别功能相关的神经活动.本研究通过cDNA末端快速扩增法(RACE)获得瘤背石磺(Onchidium reevesii)Egr-1基因全长序列,进行蛋白质特征分析、氨基酸序列预测以及Egr-1基因的组织差异表达,并检测了不同低频声音(0～200 Hz)刺激0～24h后Egr-1基因表达量的变化.结果显示:瘤背石磺Egr-1基因cDNA序列全长2 556bp,含134 bp的5'端非编码区、709 bp的3'端非编码区和1 713 bp的开放阅读框,编码570个氨基酸.瘤背石磺Egr-1蛋白分子质量为61.31 kD,理论等电点为6.14,平均疏水指数-0.491,不含信号肽;二级结构和三级结构预测显示有α螺旋和β折叠.瘤背石磺Egr-1基因在其腹足、背部皮肤、神经节、肝胰腺、两性腺中均有表达,在神经节和两性腺中高表达,背部皮肤和肝胰腺中组织表达量最低(P＜0.05).相比对照组,受到低频声音刺激0.5 h,后瘤背石磺神经节中Egr-1基因的表达量显著升高,且不同频率声音间表达量差异显著(P＜0.05),推测Egr-1基因参与了瘤背石磺识别低频声音功能相关的神经活动,所得结果为进一步研究瘤背石磺识别处理声音信息的分子机制提供重要的基础数据.     

瘤背石磺Egr-1基因的克隆、分析及低频声音刺激对其表达的影响

早期生长反应因子1(Egr-1)基因又名为Zif268、NGFI-A、Krox-24、Tis8、ZENK,分布于脊椎动物的神经细胞中,参与识别功能相关的神经活动.本研究通过cDNA末端快速扩增法(RACE)获得瘤背石磺(Onchidium reevesii)Egr-1基因全长序列,进行蛋白质特征分析、氨基酸序列预测以及Egr-1基因的组织差异表达,并检测了不同低频声音(0～200 Hz)刺激0～24h后Egr-1基因表达量的变化.结果显示:瘤背石磺Egr-1基因cDNA序列全长2 556bp,含134 bp的5'端非编码区、709 bp的3'端非编码区和1 713 bp的开放阅读框,编码570个氨基酸.瘤背石磺Egr-1蛋白分子质量为61.31 kD,理论等电点为6.14,平均疏水指数-0.491,不含信号肽;二级结构和三级结构预测显示有α螺旋和β折叠.瘤背石磺Egr-1基因在其腹足、背部皮肤、神经节、肝胰腺、两性腺中均有表达,在神经节和两性腺中高表达,背部皮肤和肝胰腺中组织表达量最低(P＜0.05).相比对照组,受到低频声音刺激0.5 h,后瘤背石磺神经节中Egr-1基因的表达量显著升高,且不同频率声音间表达量差异显著(P＜0.05),推测Egr-1基因参与了瘤背石磺识别低频声音功能相关的神经活动,所得结果为进一步研究瘤背石磺识别处理声音信息的分子机制提供重要的基础数据.     

瘤背石磺的形态、习性和生殖行为

2003年5月～2004年5月研究了上海崇明瘤背石磺(Onchidium struma)的形态特征、生活习性,分别对其消化、呼吸、循环、排泄、生殖、神经等六大系统进行了阐述。结果表明,瘤背石磺生活在潮间带高潮区滩涂的芦苇丛里,摄食泥滩上的有机质和单胞藻类;雌雄同体、异体交配、卵生。生殖系统包括生殖器和雌、雄交接器三部分：生殖器由两性腺、卵黄腺和蛋白腺组成;雄性交接器由输精管、附性腺、阴茎、刺激器等组成,雄性生殖孔位于右侧第一触角中部;雌性交接器由输卵管、受精囊、阴道等组成,雌性生殖孔位于肛门右侧约5．0mm处的腹足与外套膜的交界处。本文并详细描述了石磺的交配行为。     

石磺中间丝蛋白基因的组织表达及环境适应性分析

中间丝蛋白是组成细胞骨架的3种主要成分之一,在维持细胞正常形态和细胞内物质定向转运等方面发挥重要作用.为探究中间丝蛋白在瘤背石磺形变能力和损伤后修复过程中是否发挥相应作用,通过运用RACE法克隆获得瘤背石磺(Onchidium reevesii)中间丝蛋白基因的cDNA全长序列,并对其进行生物信息学分析和RT-qRCR...     

双酶法酶解豌豆蛋白制备高抗氧化多肽的研究

以水解度及DPPH自由基清除能力为指标优选出1398中性蛋白酶和胰蛋白酶分步酶解豌豆分离蛋白,所得豌豆蛋白水解产物(pea protein hydrolysate,PPH)中相对分子量小于2 KDa的多肽占77.07％,对DPPH的半清除浓度(IC50)为3.01 mg/mL;PPH经Sephadex G-25凝胶层析和两次RESOURCETM 3RPC反相层析纯化获得高抗氧化活性峰,经反相层析鉴定为层析纯,当浓度在0.2 mg/mL时,对DPPH的清除率达到62.03％,与同浓度下的谷胱甘肽对DPPH的清除率相近(66.82％).     

石磺消化系统的组织学观察

对石磺消化系统各部分结构进行组织学观察.石磺的消化系统由消化道和消化腺两部分组成.消化道包括口、食道、贲门胃、幽门胃、中肠和后肠,不具吻;消化腺包括肝胰腺、唾液腺和肛门腺.在光学显微镜下,消化道由粘膜层、粘膜下层、肌层和外膜4层组成;肌层主要为环肌,粘膜层主要为柱状细胞.肝胰腺甚为发达,组织结构显示肝胰腺由很多分支的腺管组成,腺管由腺细胞、分泌细胞等组成.唾液腺和肛门腺发达.     

六种蛋白酶酶解效果的研究

本实验利用六种蛋白酶(1、2、3、4、5、6号蛋白酶)分别对豆粕、玉米芽粕、花生粕、菜籽粕、酒糟、黄粉虫、地鳖虫进行酶解,以肽含量为指标研究六种蛋白酶的酶解效果.结果显示,3号蛋白酶对酒糟、黄粉虫、地鳖虫酶解效果明显,酶解液肽含量最高可达12.6 mg·L-1、17.66 mg· L-1和36 mg·L-1;4号蛋白酶对豆粕酶解效果明显,酶解豆粕肽含量达到17.47 mg·L一1;5号蛋白酶对花生粕酶解效果明显,酶解花生粕肽含量最高可达18.45 mg·L1;六种蛋白酶均能酶解菜籽粕,酶解液肽含量均在15 mg·L-1以上,且差异不大.