腹毛目纤毛虫Trichototaxis+songi细胞形态和皮层色素颗粒的研究

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1、腹毛目纤毛虫Trichototaxissongi细胞形态和皮层色素颗粒的研究专业：动物学研究方向：细胞与分子生物学导师姓名：顾福康硕士研究生：周海英摘要原生动物中大部分种类细胞是无色的，但有些原生动物因为其细胞内含有细菌、藻类和其他微生物等共生体或者因为其本身皮层和细胞质内含有色素体或色素颗粒而使细胞呈现一定的颜色。在已发现的有色原生动物中，相对较低等的种类如鞭毛虫，变形虫，草履虫等已经有较详细的研究。而比较高等的腹毛目纤毛虫，对于其皮层色素颗粒的研究还只局限于静态的描述，对于细胞的皮层色素颗粒如何能长期保持下去，其在细胞皮层的定位和遗传及其与细胞生命活动的关系

2、等，尚一无所知，因此对处于分裂期的虫体皮层色素颗粒的变化和传递进行研究具有重要意义。作者有幸在上海市青浦区采集到一种红色的淡水腹毛目纤毛虫Trichototaxissongj。该纤毛虫在活体状态下，细胞呈深红色或鲜红色，而且经过2年的实验室培养纤毛虫细胞的颜色并未发生明显的变化。本文采用干涉相差显微镜技术、扫描电镜和透射电镜技术、孚尔根染色技术，对该腹毛目纤毛虫其细胞形态和细胞皮层色素颗粒等进行了较深入的研究。结果如下：1细胞形态Frichototaxissongi具有典型的中腹棘毛；一列右缘棘毛，l一4列左缘棘毛；3—5列背触毛；100枚左右大核。与尾柱虫类的

3、其他种类不同，其大核在细胞发生过程并不融合为单一大核，而是每个大核都通过形成各自的复制带，独立进行DNA复制，这与全列虫科伪角毛虫属的特征是相同的。该纤毛虫细胞形态上的差异，即左缘棘毛和背触毛数目的不稳定，可能是在形态发生过程中不能够精确复制的结果；而且其细胞大核在细胞发生过程中没有经历融合成一个大核的过程。因此认为该纤毛虫可能是腹毛类纤毛虫中相对较低等的种类。对其进行深入研究对于了解有色纤毛虫细胞结构的多样性和遗传的多样性有重要意义。2皮层色素颗粒应用干涉相差显微镜显示，细胞皮层含两种颗粒。一种为红色色素颗粒，另外一种为无色颗粒。红色色素颗粒主要分布在细胞背、

4、腹面纤毛器位置并分别聚集成玫瑰花环和“√"或近似“√"形，在非纤毛器皮层，该红色色素颗粒与无色皮层颗粒混杂在一起成松散的不规则分布状态；应用扫描电镜术显示，在纤毛虫皮层表面于纤毛结构附近及其他位置也存在皮层颗粒，与干涉相差显微镜观察到的色素颗粒比较，尽管其颗粒的数量明显减少，但颗粒的大小及分布特征相似；应用透射电镜术显示，细胞皮层内存在由膜结构包裹的高电子密度的球形颗粒，其颗粒大小也与干涉相差显微镜观察到的色素颗粒相似。由上述不同水平的观察表明，本种纤毛虫的皮层色素颗粒主要分布皮层纤毛器位置，而在细胞内和细胞表面皮层均有存在。在纤毛虫分裂期，在纤毛器附近原成规律

5、排布成列的色素颗粒逐渐消失，同时在新的纤毛器附近出现密集排布成列的新色素颗粒，并向前后延伸，在此过程色素颗粒发生类似分裂现象。在细胞分裂后期，新色素颗粒较均匀分布到后代仔虫中，同时又恢复到分裂间期色素颗粒的排列方式。此外，由透射电镜显示，由膜物质包裹的色素颗粒从球形变为椭圆形至圆柱形，由高电子密度的致密体逐渐变化，至在圆柱体中央产生眼点状结构，出现细菌样分裂图像，释放出新球形体。这些现象提示，本种纤毛虫的皮层色素颗粒在细胞生命活动中也发生了周期性的变化，其通过分裂使颗粒数目增加，新颗粒伴随着新细胞的形成在细胞皮层重组，传递到子细胞中。因此推测，细胞皮层色素颗粒通

6、过复制、传递到子细胞的过程，使其在纤毛虫细胞周期中得到稳定的遗传，是红色纤毛虫细胞的颜色保持不变的基本原因。依据纤毛虫皮层色素颗粒在细胞中的变化及遗传现象，可以认为，所述的这些色素颗粒是细胞生命活动中的重要组分，或者已经成为细胞皮层结构的基本成分。联系其颗粒主要定位和聚集在纤毛器附近的情况，很可能这些颗粒与纤毛器的功能作用有关。并且，由于生活状态下的纤毛虫皮层色素颗粒处于小范围的运动之中，加之在纤毛虫细胞周期中通过细菌样的分裂而传递到子细胞中，作者认为，可能这些皮层色素颗粒是一类共生于纤毛虫细胞皮层内及皮层表面的细菌共生体。由于相关内容在国内外尚未有人进行研究，

7、因此有必要对色素颗粒进行分离提取，结合分子生物学的方法，进一步深入探索该皮层色素颗粒的功能及其与细胞之间的关系。关键词：腹毛目纤毛虫；Trichototaxissongi；皮层色素颗粒；纤毛器；形态学StudiesontheMorphologyandtheCorticalPigmentGranulesofaHypotrichousCiliate，TrichototaxissongiabstractMostoftheprotozoasarecolourless，excptthattherearesomeofthespieceshavesymbiontofbacte

8、rias，algae,a