大乳头水螅RACE cDNA文库的构建

目的:为筛选和克隆大乳头水螅发育调控相关基因的全长cDNA,构建大乳头水螅RACE cDNA文库.方法:提取大乳头水螅总RNA后从其中分离mRNA,运用SMART技术构建RACE cDNA文库.为鉴定所构建文库的质量,根据GenBank中大乳头水螅actin基因cDNA序列设计5'RACE和3'RACE的引物及用于扩增actin基因编码区全长序列的引物.结果:琼脂糖凝胶电泳结果表明,RACE cDNA文库中全长cDNA的长度集中在500-2 000bp之间.5'RACE、3'RACE PCR及扩增actin基因编码区全长序列时均以本文构建的大乳头水螅RACE cDNA文库为模板,这3个PCR反应均能扩增出产物,产物大小与目标片段预计大小相似.PCR产物分别经T/A克隆及测序后证明为大乳头水螅actin基因cDNA的相应序列.结论:RACE cDNA文库的成功构建为通过RACE方法获得大乳头水螅功能基因cDNA全长序列奠定了基础.     

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。     

水螅基盘的固着行为及机理的初步研究

采用形态学、组织化学及分子克隆方法对水螅基盘固着行为及相关细胞和分子机理进行了初步研究。研究结果表明,水螅固着时基盘吸附面接近圆形,仅吸附面的圆形周边区域与固着物表面直接接触、而吸附面中央区域不与固着物表面直接接触,并且吸附面周边区域外胚层细胞还沿着固着物表面形成伪足。水螅基盘粘液细胞分子标志物水螅基盘特异性过氧化物酶的表达模式表明粘液细胞在基盘吸附面上不是均匀分布,而仅分布在吸附面的周边区域即吸附面与固着物直接接触的部位。对水螅基盘特异性过氧化物酶氨基酸序列进行生物信息学分析发现该蛋白隐含actin交联因子fascin蛋白的保守结构域,而伪足形成的主要物质基础是细胞质中的actin蛋白分子交联集聚。基盘特异性过氧化物酶可能具有的fascin蛋白活性有助于基盘粘液细胞伪足的形成、从而增强基盘对固着物的吸附力。     

水螅异常极性体轴的形成及矫正进程的观察

目的:如何建立和维持体轴是一个基本的发育生物学问题,而淡水水螅是适合进行形态发生和个体发育调控机制研究的重要模式生物。本文观察了大乳头水螅异常极性体轴的形成及矫正进程,初步探讨水螅极性体轴的维持和调控机制。方法:先切取水螅的整个头部,再获得带二根触手的口区组织。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,判别水螅基盘组织(水螅足区的末端)是否形成。结果:从40块口区组织再生得到的水螅个体中有1例极性体轴发育异常的个体,其身体两端均发育成头区,且两端的头区均具有捕食能力。随后水螅其中一端头区的触手逐渐萎缩、退化,最终该端头区转化成具有吸附能力的基盘组织。结论:水螅组织的再生涉及极性体轴的重建,而一些特殊因素可能造成临时性的水螅极性体轴调控紊乱。本研究表明水螅具备自我矫正异常极性体轴的能力。另外,本研究结果显示水螅触手可以萎缩直至退化,该现象涉及的细胞学过程可能是非常复杂的,有可能涉及到触手细胞的凋亡转化过程,也可能是触手的高度分化细胞仍然具备去分化能力、去分化后再转移到身体其他地方,其具体机制值得进一步探究。