隆線溞生長發(fā)育及其表皮蛋白基因的研究.pdf

1、隆線潘(Daphnia carinata)俗稱魚蟲，是水生浮游動物的重要組成之一。隆線溞屬于節(jié)肢動物門、甲殼綱、溞科、溞屬。水溞富含高蛋白物質(zhì)是淡水魚類和無脊椎動物的優(yōu)良天然餌料；同時它能夠指示環(huán)境中的有毒物質(zhì)，經(jīng)常被作為指示生物。此外，隆線溞其獨特的生殖方式是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。當環(huán)境條件較好的時候，例如溫度、食物、密度等比較適宜，它進行孤雌生殖，產(chǎn)出的后代都是雌溞，我們把這種只孵化出雌溞的卵稱為孤雌生殖卵，也叫夏卵。當環(huán)境條件惡化

2、時進行兩性生殖，它不僅產(chǎn)雌體還產(chǎn)雄體，雌體和雄體交配后產(chǎn)出冬卵，待環(huán)境條件好轉(zhuǎn)后，冬卵再孵化成孤雌生殖的溞。探究其生殖轉(zhuǎn)化的內(nèi)在機理是眾多學(xué)者興趣所在，然而，國內(nèi)外對其生殖機理的研究大多停留在環(huán)境刺激下某個基因的表達情況，對生殖轉(zhuǎn)化的調(diào)控機制尚不清楚。
　　 角質(zhì)層蛋白基因(cuticle protein gene)又叫表皮蛋白基因，根據(jù)該基因蛋白保守基序的不同可以分為CPR、CPF、CPFL、CPG和CPT五個家族，每個家族都

3、有其獨特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。動物表皮蛋白的形成與該基因息息相關(guān)。表皮蛋白是一種結(jié)構(gòu)蛋白，它和幾丁質(zhì)一起組成抵御外界環(huán)境的屏障--角質(zhì)層。隆線溞進行兩性生殖時其冬卵形成的厚厚的角質(zhì)層外殼，具有抵御外界環(huán)境中各種不良條件的影響。徐曉倩等進行了隆線溞cDNA文庫的構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)cuticle protein gene在兩性溞體內(nèi)大量存在，而在孤雌溞體內(nèi)存在的量相對較少，所以推測該基因可能與參與隆線溞的生殖轉(zhuǎn)化過程。本文通過控制外界環(huán)境條件，促使隆線溞從

4、孤雌生殖轉(zhuǎn)變?yōu)閮尚陨?，并對該溞的cuticle protein gene進行分析研究，旨在為探究枝角類生殖轉(zhuǎn)化的研究提供一些理論基礎(chǔ)。本文研究的主要結(jié)果如下：
　　 1若干生態(tài)因子對隆線溞生長生殖的影響
　　 本文通過調(diào)控溫度、pH、密度、食物和化學(xué)物質(zhì)等外界環(huán)境因子的刺激，從而研究這些生態(tài)因子對隆線溞生長及生殖轉(zhuǎn)變的影響。本實驗發(fā)現(xiàn)任何單因子對隆線溞的刺激并不能使之當代就能產(chǎn)生生殖轉(zhuǎn)化，但對其內(nèi)稟增長率(rm)、周限

5、增長率(λ)、平均世代周期(T)、凈生殖率(Ro)、平均壽命、第一懷卵日、平均生殖間隔期和總生殖量均有改變。溫度對隆線溞的生命參數(shù)有顯著影響，30℃組的內(nèi)稟增長率(rm)、周限增長率(λ)和平均世代周期(T)均顯著高于其他組，但是該組的平均壽命、第一懷卵日和平均生殖間隔期均低于其他組。pH對隆線溞生命參數(shù)影響總體上不明顯，pH7、8、9和10各組之間沒有顯著差異，但pH6組與其他各組差異較顯著，該組的內(nèi)稟增長率(rm)和周限增長率(λ)

6、顯著高于其他組。本實驗還發(fā)現(xiàn)若多個生態(tài)因子同時刺激隆線潘，并且使之多代都生活在同一惡劣環(huán)境刺激下，一個月之內(nèi)必然出現(xiàn)大量冬卵。由此初步推斷，枝角類的生殖轉(zhuǎn)化是在多種環(huán)境因子刺激下，并且在每一代體內(nèi)積累，最終導(dǎo)致其發(fā)生生殖轉(zhuǎn)化。但本實驗尚未清楚具體是哪一代潘發(fā)生了生殖轉(zhuǎn)化，亦未能對此現(xiàn)象進行定量分析，只是初步的定性分析，具體工作有待進一步深入研究。
　　 2隆線溞Cuticle protein基因的DNA序列克隆與分析及其在孤雌潘

7、和兩性溞體內(nèi)差異性表達
　　 本研究在已經(jīng)建立的隆線潘cDNA文庫的基礎(chǔ)上克隆得到編碼角質(zhì)層蛋白的基因。該基因cDNA全長781bp，編碼219個氨基酸的蛋白，5，UTR(untranslated reagion，非編碼區(qū))為27bp，3’UTR為101bp。BlastP分析表明該cDNA推導(dǎo)的氨基酸序列與大型溞、鹵蟲、按蚊等節(jié)肢動物的Cuticle protein序列具有較高的相似性。Cuticleprotein基因全長160