基本信息
- 項目名稱：
- 馬氏珠母貝與企鵝珍珠貝足絲形成機理研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 本研究首次采用石蠟切片技術(shù)、掃描電鏡技術(shù)和透射電鏡技術(shù)相結(jié)合的方法，對馬氏珠母貝和企鵝珍珠貝足絲腺和足絲的顯微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進行了研究，闡明海水貝類足絲形成的內(nèi)在機理。
- 詳細介紹：
- 本研究首次采用石蠟切片技術(shù)、掃描電鏡技術(shù)和透射電鏡技術(shù)相結(jié)合的方法，對馬氏珠母貝(Pinctada martensii Dunker)和企鵝珍珠貝（Pteria penguin Roding）足絲腺和足絲的顯微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進行了研究，結(jié)果顯示：1. 雖然兩種珍珠貝足絲的外部形態(tài)差異較大，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是以蛋白纖維的原纖維為組成單位；2. 企鵝珍珠貝足絲腺占腹足的體積比例相對較大；3. 腺體組織都含有幾類腺體細胞，近端腺體中馬氏珠母貝細胞多為嗜酸性細胞，而企鵝珍珠貝嗜酸性和嗜堿性兩種細胞均較豐富，分泌細胞中顆粒的形態(tài)和染色有較大的差異；4. 足絲的形成機制是：由腹足的腺體細胞形成分泌顆粒，其內(nèi)含物向一端致密核心移動，進而向外突出分泌，擠壓至足部肌層間的空腔內(nèi)，聚合形成向腹足外部延伸的線狀結(jié)構(gòu)膠粘物，分泌出體外時迅速固化，形成具有韌性的足絲。本研究首次揭示的足絲形成機制不僅具有一定的理論意義，而且在珍珠貝的繁育、插核育珠和足絲蛋白的提取應用中具有潛在的價值，促進海水珍珠養(yǎng)殖業(yè)和生物醫(yī)學材料的發(fā)展。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：揭示的足絲形成機制，在珍珠貝的繁育、插核育珠和足絲蛋白的提取應用中具有理論指導意義，促進海水珍珠養(yǎng)殖業(yè)和生物醫(yī)學材料的發(fā)展。思路：采用石蠟切片技術(shù)、掃描電鏡技術(shù)和透射電鏡技術(shù)對馬氏珠母貝和企鵝珍珠貝足絲腺和足絲的顯微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進行了研究，通過三種實驗結(jié)果及兩種珍珠貝對比，揭示海水貝類足絲形成的內(nèi)在機理。
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性：采用石蠟切片、掃描電鏡和透射電鏡技術(shù)相結(jié)合的方法，對馬氏珠母貝和企鵝珍珠貝足絲腺和足絲進行研究。先進性：目前國內(nèi)外均未見到有關珍珠貝的足絲和足絲腺結(jié)構(gòu)等的相關研究報道。獨特之處：1.首次采用石蠟切片技術(shù)、掃描電鏡技術(shù)和透射電鏡技術(shù)相結(jié)合的方法，對馬氏珠母貝和企鵝珍珠貝足絲腺和足絲的顯微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進行了研究。2.首次研究珍珠貝的足絲和足絲腺結(jié)構(gòu)。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 揭示的足絲形成機制，在珍珠貝的繁育、插核育珠和足絲蛋白的提取應用中具有理論指導意義，促進海水珍珠養(yǎng)殖業(yè)和生物醫(yī)學材料的發(fā)展。
學術(shù)論文摘要
- 本研究首次采用石蠟切片、掃描電鏡和透射電鏡技術(shù)對馬氏珠母貝(Pinctada martensii Dunker)和企鵝珍珠貝（Pteria penguin Roding）足絲腺和足絲的顯微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進行了研究，結(jié)果顯示：1. 雖然兩種珍珠貝足絲的外部形態(tài)差異較大，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是以蛋白纖維的原纖維為組成單位；2. 企鵝珍珠貝足絲腺占腹足的體積比例相對較大；3. 腺體組織都含有幾類腺體細胞，近端腺體中馬氏珠母貝細胞多為嗜酸性細胞，而企鵝珍珠貝嗜酸性和嗜堿性兩種細胞均較豐富，分泌細胞中顆粒的形態(tài)和染色有較大的差異；4. 足絲的形成機制是：由腹足的腺體細胞形成分泌顆粒，其內(nèi)含物向一端致密核心移動，進而向外突出分泌，擠壓至足部肌層間的空腔內(nèi)，聚合形成向腹足外部延伸的線狀結(jié)構(gòu)膠粘物，分泌出體外時迅速固化，形成具有韌性的足絲。本研究首次揭示的足絲形成機制不僅具有一定的理論意義，而且在珍珠貝的繁育、插核育珠和足絲蛋白的提取應用中具有潛在的價值，促進海水珍珠養(yǎng)殖業(yè)和生物醫(yī)學材料的發(fā)展。
獲獎情況
- 2011年5月獲得省級“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽二等獎
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)外有關貝類足絲的研究僅見有關瓣鰓綱的貽貝的報道，主要為貽貝足絲蛋白的提取、分離純化、足絲蛋白功能分析和人工表達等研究。從 Mytilus edulis中分離了5種類型的足絲蛋白，Ninan等從Mytilus edulis貽貝中提取的足絲蛋白在豬皮膚粘結(jié)實驗中取得了不錯的效果(Ninan et al., 2003)，F(xiàn)rank等認為海洋中不同價態(tài)的金屬離子對足絲蛋白粘性強度的作用存在差異，氧化價態(tài)越高的金屬離子越有利于足絲蛋白的形成(Frank and Belfort, 2002)。雖然從貽貝腹足和足絲直接提取純化的足絲蛋白具有天然特性，但是貽貝的足絲非常細小，分離得到的數(shù)量極少，效率低下，價格昂貴，每毫克價格高達數(shù)百美元。利用大腸桿菌進行Mytilus edulis 足絲蛋白Mefp-1的原核表達 (Salerno and Goldberg, 1993)和mytilus galloprovincialis足絲蛋白Mgfp-3A、Mgfp-5的原核表達(Hwang et al., 2004; (Hwang et al., 2005)雖然得到了表達蛋白，但是，這些表達產(chǎn)物沒有天然分離純化的足絲蛋白的黏附性。因此，從天然貝類中分離純化足絲蛋白仍然是最優(yōu)方式。馬氏珠母貝（Pinctada martensii Dunker）和企鵝珍珠貝（Pteria penguin）是廣東、廣西和海南等我國南方沿海常常養(yǎng)殖的海水貝類，人工繁殖和養(yǎng)殖技術(shù)已經(jīng)非常成熟，這兩種雙殼貝類的足絲非常發(fā)達，尤其是企鵝珍珠貝的足絲，一個企鵝珍珠貝足絲的重量相當于成千上萬只貽貝足絲的重量之和。因此，從馬氏珠母貝和企鵝珍珠貝中分離足絲蛋白比從貽貝中分離足絲蛋白更具效率。揭示馬氏珠母貝和企鵝珍珠貝足絲和足絲腺的結(jié)構(gòu)以及足絲的形成機理是分離純化足絲蛋白的必要基礎。目前國內(nèi)外均未見到有關珍珠貝的足絲和足絲腺結(jié)構(gòu)等的相關研究報道。因此，開展馬氏珠母貝和企鵝珍珠貝足絲、足絲腺和足絲分泌機制的研究為最終從足絲發(fā)達的珍珠貝中大量分離純化足絲蛋白、足絲蛋白在生物醫(yī)學材料領域的廣泛應用奠定堅實的基礎。
