蚯蚓基因组学的研究进展: 基于全基因组及线粒体基因组

蚯蚓被喻为土壤中的“生态系统工程师”, 具有高度的多样性且在全世界都有分布, 被用作土壤健康的指示生物。蚯蚓具有极强的环境适应能力, 在不断适应的过程中促进了自身基因组的进化。本文对近年来蚯蚓全基因组以及线粒体基因组的研究进展进行了综述。蚯蚓全基因组的测序、拼装和分析为研究蚯蚓生态学、污染物对蚯蚓致毒的分子机制、免疫防御的分子机制、蚯蚓再生的分子机制等奠定基础。而线粒体基因组多应用于蚯蚓分子系统发育方面的研究, 目前已有多种蚯蚓通过线粒体基因组测序完成了物种的鉴定。本文建议今后重点开展以下几方面的研究: (1)针对现有的4种蚯蚓全基因组测序结果, 进一步进行比较基因组学、进化基因组学和功能基因组学的研究。(2)完善不同种蚯蚓的基因文库和表达序列标签。(3)建立线粒体基因组、全基因组与蚯蚓物种多样性的关联分析。     

两种生态类型蚯蚓几种消化酶活性比较研究

蚯蚓在有机残体转化和土壤养分循环中起着重要的作用,为明确不同生态类型蚯蚓的食性及其消化有机物质的能力,测定了表居型蚯蚓赤爱胜蚓（Eisenia fetida）和上食下居型蚯蚓威廉环毛蚓（Pheretima guillemi）肠道内纤维素酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性;同时还对威廉环毛蚓排泄物中蛋白酶、磷酸酶以及CO2呼吸强度与原土进行了比较,结果表明,赤爱胜蚓肠道内纤维素酶活性远远高于威廉环毛蚓,而蛋白酶和酸性及碱性磷酸酶活性显著低于威廉环毛蚓;两种蝗 蚓肠道消化酶活化的差异与赤爱胜蚓直接以植物残体为食,而威廉环毛蚓以半分解的有机残体上的微生物为食有关。根据研究结果,提出了饲养环毛 时要注意增加饵料中微生物量的观点。     

一种蚯蚓体腔液蛋白的分离纯化及其生物活性

赤子爱胜蚓体腔液含有多种蛋白并具有广泛的生物学活性,本研究采用6 V电压刺激蚯蚓分泌体腔液,通过离心、超滤分离得到蚯蚓体腔液蛋白粗品;然后将蛋白粗品经过凝胶层析和离子交换层析纯化,得到一种蚯蚓体腔液蛋白。以离子交换色谱分离到的蚯蚓体腔液蛋白样品为受试样品,紫外光谱扫描显示该蛋白在280nm处有最大吸收峰,SDS-PAGE凝胶电泳测定其分子量约为38.6 KDa,比浊抑菌试验结果显示低浓度受试样品作用大肠杆菌1 h出现抑制效果,作用金黄色葡萄球菌3h出现抑制效果,表明该样品具有一定抑制细菌生长的活性,此外,该蛋白还具有较强的溶解鸡红细胞的作用,溶解红细胞的最低浓度为0.39μg/mL,提示此蛋白的生物活性可能是通过破环细胞结构而实现的。     

贵州远盲属蚯蚓二新种：单向蚓目：巨蚓科

本文报道发现于贵州的远盲属蚯蚓二个新种－少腺远盲蚓,新种Ａｍｙｎｔｈａｓ ｍｅｉｏｇｌａｎｄｕｌａｒｉｓ ｓｐ．ｎｏｖ．和簇腺远盲蚓,新种Ａｍｙｎｔｈａｓ ｆａｓｃｉｃｕｌｕｓ ｓｐ．ｎｏｖ．。文中作者对新种的外部形态和内部构造进行了详细的描述,并与各自的相似种类进行了比较。二个新种的模式标本均于１９８８年５月采于贵州雷公自然保护区。     

赤爱胜蚯蚓(Eisenib Foetide Sorigng)纤溶酶的研究 1.提取纯化和生物化学性质

采用35％和65％的饱和硫酸铵分级沉淀法,获得蚯蚓纤溶酶活性蛋白,并对其纤溶酶的分子量,纤溶酶对其底物专一性,温度对纤溶酶的影响,纤溶酶最适pH值和pH值稳定性,纤溶酶的等电点,抑制剂对蚓蚯纤溶酶的影响几方面的测定,从而确定了蚯蚓纤溶酶的生物化学性质。     

夏威环毛蚓纤溶酶的分离纯化及部分性质研究

以夏威环毛蚓（Ｐｈｅｒｅｔｉｍａ ｈａｗａｙａｎａ）为材料,采用磷酸盐缓冲液抽提、（ＮＨ４）２ＳＯ４分段盐析,离子交换树脂 Ｄ２９０、 Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－１００和 ＤＥＡＥ－ｓｅｐｈａｄｅｘ Ａ－５０三种连续柱层析方法得到一种在 ＰＡＧＥ上显示单一区带的纤溶酶组份。采用凝胶柱层析和 ＳＤＳ－ＰＡＧＥ测其分子量为 １２ ０００和 １２３００,由一条肽链组成。该酶具有强烈的纤溶活力和水解ＢＡＥＥ的活力,能直接作用纤维蛋白和间接激活纤溶酶原。其最适反应温度为４５℃,最适反应ｐＨ为８．０。该酶水解ＢＡＥＥ的活力可被Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋、Ｈｇ２＋、金属离子和ＥＤＴＡ、巯基乙醇抑制,Ｃａ＋则有激活作用。该酶中性糖含量为５％,氨基酸组成中Ａｒｇ、Ｌｅｎ含量较多．     

蚯蚓活动对红壤磷素有效性的影响及其活化机理研究

通过盆钵生物试验研究了秉氏环毛蚓(Pheretima pingi.)在红壤基质中对稻草、花生秸、油菜秸3种有机物料分解速率的影响,研究了蚯蚓活动对红壤全磷含量和有效磷含量、对土壤碳水化合物含量、土壤磷酸酶活性的影响。并着重探讨了人工接种蚯蚓提高红壤有效磷的效果及其活化机理。研究结果揭示：①蚯蚓活动促进了有机物料的分解,加速了磷素的生物归还作用;②方差分析示明,在培养期间所有处理的土壤有效磷含量均得到显著或极显著提高;其中有机物料接种蚯蚓的3种处理分别与其不接种蚯蚓的处理的土壤有效磷含量之间差异均达显著水平;③蚯蚓活动有改善红壤酸度状况的趋势,同试验前比较(原土的土壤pH(H2O)=4．34),在培养试验后期,3种物料接种蚯蚓的土壤pH(H2O)值分别提高了0．17单位(稻草接种蚯蚓处理)、0．35单位(油菜秸接种蚯蚓处理)和0．44单位(花生秸接种蚯蚓处理);方差分析显示,花生秸组两处理间和油菜秸组两处理间的土壤pH值的差异达到显著水平。在150d的培养期内,3种有机物料接种蚯蚓的处理与其不接种蚯蚓的处理比较时,土壤pH值的差异亦达到显著水平;④蚯蚓活动增加了土壤碳水化合物含量。方差分析结果显示：3种有机物料接种蚯蚓的处理与不接种蚯蚓处理的土壤碳水化合物含量之间的差异均达到显著水平;⑤蚯蚓活动增强了土壤微生物活性和土壤磷酸酶活性。蚯蚓的吞食、排粪等生理过程改变了土壤微生物种群类型及其数量;蚯蚓活动提高了土壤磷酸酶活性,增加了土壤中有机磷含量,从而提高了土壤有效磷含量。蚯蚓活动及其特殊的生理过程所产生的综合作用使土壤有效磷含量和磷素有效性明显提高。     

蚯蚓处理猪粪与秸秆的最适碳氮比及混合物腐熟度评价

以猪粪和水稻秸秆混合作饵料,通过90 d的室内培养试验,用平均体质量、日均质量增加倍数、日均产茧量和累计繁殖量等指标衡量4个处理（C/N 20、C/N 25、C/N 30和C/N 35）中蚯蚓的生长繁殖状况,并通过35 d的混合物（C/N 25、C/N 30和C/N 35）腐熟试验,采用pH、C/N和水溶性有机碳（DOC）3个指标综合评定混合物腐熟度.结果表明: 处理C/N 30的蚯蚓生长繁殖状况显著优于其他处理.35 d的混合物腐熟试验以21 d为拐点,pH和DOC均呈现先下降后上升的趋势,C/N则呈现持续下降趋势;但综合3个指标衡量,混合物至试验结束尚未完全腐熟.处理C/N 25在7～35 d时C/N＜20,表明C/N＜20不适宜作为衡量混合物腐熟与否的单一指标,应结合其他指标综合判定混合物的腐熟情况.     

蚯蚓纤溶酶组分的抗原性

以大豆胰蛋白酶抑制剂为配基 ,通过亲和层析制备出的蚯蚓纤溶酶 (EFE)含有 11～ 13个组分 .为了了解这些组分的相互关系 ,用EFE免疫家兔获得了抗血清 .利用该抗血清与已纯化的 10个组分进行免疫双扩散 ,根据形成沉淀线的形状可以将上述 10个组分分为 4大组 .各组内组分之间的沉淀线完全融合 (免疫反应同一性 ) ;组间沉淀线交叉 (免疫反应非同一性 )或为支线 (免疫反应部分同一性 ) .这种按免疫学性质分组与根据分子量大小、氨基酸组成和N端氨基酸序列分组基本吻合 .上述结果为EFE的分类提供了依据 .     

接种蚯蚓对秸秆还田土壤碳、氮动态和作物产量的影响

通过为期 2年的小区 (2 .8m× 1.0m)试验 ,研究了旱作水稻 小麦轮作条件下接种蚯蚓对施用玉米秸秆 (第一季用量 15 0 0g·m-2 ,以后各季为 75 0g·m-2 )农田土壤碳、氮动态和作物产量的影响 .结果表明 ,接种 10条·m-2 或 2 0条·m-2 环毛蚓 (Pheretimasp .)对土壤有机碳和全氮含量无显著影响 ,蚯蚓活动未造成土壤C库的衰减 ,土壤碳、氮基本维持平衡 .接种蚯蚓处理土壤N的矿化作用增强 ,矿质N含量提高 ,NO3 - N含量增加 ,而且稻季比麦季增加更为明显 .接种蚯蚓在稻、麦季均能提高微生物量碳、氮含量 ,蚯蚓具有扩大土壤微生物量N库和促进有机N矿化的双重作用 .这种作用在有效C源供应丰富的作物生长发育旺盛期更为明显 .接种蚯蚓对旱作水稻和小麦有一定的增产作用 ,其中水稻的增产幅度达 9.3% ,小麦为 5 .1% .接种蚯蚓后土壤容重明显降低 ,孔隙度显著增加 .蚯蚓在保持土壤C库平衡的同时 ,对于促进秸秆有机肥N素养分的再循环和作物生产力的提高具有重要的生态学意义 .