題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 三角渦蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)與大口渦蟲(chóng)屬的分類(lèi)性狀及一新記錄
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 1、日本三角渦蟲(chóng)是探索再生機(jī)理常用的模式動(dòng)物之一，其神經(jīng)再生更是受到國(guó)內(nèi)外眾多研究者關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)利用乙酰膽堿酯酶組化方法揭示其完整神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。并首次發(fā)現(xiàn)背神經(jīng)網(wǎng)、腹神經(jīng)網(wǎng)、側(cè)神經(jīng)索及咽神經(jīng)索。 2、國(guó)際普遍認(rèn)為大口渦蟲(chóng)角質(zhì)陰莖的長(zhǎng)度和形狀是大口渦蟲(chóng)屬分類(lèi)的關(guān)鍵依據(jù)。本文首次提出陰莖長(zhǎng)度隨著日齡增長(zhǎng)而延長(zhǎng)，不能作為鑒定依據(jù)，其形狀才是穩(wěn)定的分類(lèi)性狀。在此基礎(chǔ)上確定我國(guó)大口渦蟲(chóng)屬新記錄帆大口渦蟲(chóng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 內(nèi)容 1、日本三角渦蟲(chóng)(Dugesia japonica)是探索再生機(jī)理常用的模式動(dòng)物之一，其神經(jīng)的再生更是受到國(guó)內(nèi)外眾多研究者的關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)利用乙酰膽堿酯酶組織化學(xué)定位整體日本三角渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)其方法做了改進(jìn)，取得理想效果。結(jié)果表明：日本三角渦蟲(chóng)的AChE陽(yáng)性 ( DjAChE+ )神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由中樞神經(jīng)及其分支神經(jīng)、側(cè)神經(jīng)索、背神經(jīng)網(wǎng)、腹神經(jīng)網(wǎng)共同構(gòu)建；由腦神經(jīng)節(jié)、腹神經(jīng)索和視神經(jīng)構(gòu)成中樞神經(jīng)，中樞神經(jīng)發(fā)生密集的樹(shù)枝狀分支神經(jīng)，在腦以及腹神經(jīng)索內(nèi)側(cè)相互連接，在口孔內(nèi)側(cè)形成口神經(jīng)環(huán)，在咽基部延伸至咽部組織，形成咽神經(jīng)網(wǎng)；中樞神經(jīng)發(fā)生密集的樹(shù)枝狀分支神經(jīng)，在腦以及腹神經(jīng)索外側(cè)連接背神經(jīng)網(wǎng)和腹神經(jīng)網(wǎng)，最終與側(cè)神經(jīng)索交匯。研究成果推翻過(guò)去對(duì)于日本三角渦蟲(chóng)“梯狀”神經(jīng)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，其中背神經(jīng)網(wǎng)、腹神經(jīng)網(wǎng)、側(cè)神經(jīng)索及咽神經(jīng)索為首次發(fā)現(xiàn)。 2、本文在國(guó)內(nèi)多處水域采集到大口渦蟲(chóng)，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)這些渦蟲(chóng)形態(tài)相似而大小差異很大。國(guó)際普遍認(rèn)為大口渦蟲(chóng)的角質(zhì)陰莖（關(guān)鍵分類(lèi)依據(jù)）的長(zhǎng)度和形狀是大口渦蟲(chóng)屬分類(lèi)的關(guān)鍵依據(jù)。本文通過(guò)分別重復(fù)進(jìn)行個(gè)體發(fā)育和角質(zhì)陰莖發(fā)育實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)闡明了其個(gè)體及關(guān)鍵分類(lèi)性狀的發(fā)育過(guò)程，并制備了大量的蟲(chóng)體標(biāo)本，首次提出大口渦蟲(chóng)角質(zhì)陰莖的長(zhǎng)度隨著日齡延長(zhǎng)而增長(zhǎng)，不能作為鑒定依據(jù)，其形狀才是穩(wěn)定的分類(lèi)性狀。在此基礎(chǔ)上確定我國(guó)大口渦蟲(chóng)屬一新記錄種，即帆大口渦蟲(chóng)(Macrostomum. Saifunicum Nasonov, 1929)。 總結(jié) 1、首次利用乙酰膽堿酯酶組化技術(shù)成功展現(xiàn)了完美的日本三角渦蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)，方法簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用低。刷新了國(guó)際動(dòng)物學(xué)界對(duì)三角渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。本成果首次對(duì)三角渦蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)為“梯形”結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)進(jìn)行了成功挑戰(zhàn)，本文結(jié)果表明其神經(jīng)系統(tǒng)呈網(wǎng)絡(luò)狀的立體結(jié)構(gòu)，已很難理解為“梯形”結(jié)構(gòu)。 2、本研究數(shù)據(jù)首次揭示其長(zhǎng)度隨其個(gè)體日齡延長(zhǎng)而增長(zhǎng)，闡明其形狀是穩(wěn)定的分類(lèi)性狀。創(chuàng)立了大口渦蟲(chóng)只有通過(guò)培養(yǎng)觀察，才能科學(xué)地鑒定物種的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。利用本文標(biāo)準(zhǔn)可鑒別出一些同種異名的物種。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 研究目的 1、擬闡明日本三角渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)。 2、擬通過(guò)探索關(guān)鍵分類(lèi)性狀的穩(wěn)定性問(wèn)題，為大口渦蟲(chóng)分類(lèi)鑒定提供關(guān)鍵依據(jù)。 基本思路 1、采集實(shí)驗(yàn)動(dòng)物； 2、采用組化方法，探索三角渦蟲(chóng)整體神經(jīng)系統(tǒng)； 3、設(shè)置對(duì)照； 4、顯微鏡觀察與數(shù)碼拍照。 5、通過(guò)連續(xù)培養(yǎng)與生活史觀察，實(shí)驗(yàn)探索個(gè)體培養(yǎng)與其角質(zhì)陰莖發(fā)育的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上鑒定物種； 6、統(tǒng)計(jì)分析，查閱文獻(xiàn)，撰寫(xiě)論文。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性 實(shí)驗(yàn)使用高精密設(shè)備與器具，探索使用了3200條三角渦蟲(chóng)，歷時(shí)2年多。各地采集的標(biāo)本均做了5次的生活史觀察與角質(zhì)陰莖發(fā)育的分析。查閱了大量國(guó)際權(quán)威文獻(xiàn)。 先進(jìn)性及獨(dú)特之處 1、本研究揭示了迄今最為完整的日本三角渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中背神經(jīng)網(wǎng)、腹神經(jīng)網(wǎng)、側(cè)神經(jīng)索及咽神經(jīng)索為首次發(fā)現(xiàn)。 2、首次揭示大口渦蟲(chóng)陰莖長(zhǎng)度隨個(gè)體日齡增長(zhǎng)延長(zhǎng)。闡明其形狀是穩(wěn)定的分類(lèi)性狀，最終鑒定出我國(guó)一新記錄種。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 1、本研究成果為日本三角渦蟲(chóng)再生機(jī)理研究、動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及其他微小動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)解剖學(xué)研究提供一種便捷實(shí)用的方法。 2、我國(guó)大學(xué)動(dòng)物學(xué)知識(shí)過(guò)于陳舊，本研究為教材更新提供參考。本研究成果已經(jīng)在生命科學(xué)學(xué)院2008級(jí)、2009級(jí)同學(xué)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中推廣應(yīng)用，取得理想效果。 3、《世界大口渦蟲(chóng)分類(lèi)學(xué)與系統(tǒng)進(jìn)化研究學(xué)會(huì)》是2007年在瑞典貝塞爾大學(xué)成立的，本成果為大口渦蟲(chóng)分類(lèi)鑒定提供重要的參考依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 1、日本三角渦蟲(chóng)是探索再生機(jī)理常用的模式動(dòng)物之一，其神經(jīng)的再生更是受到國(guó)內(nèi)外眾多研究者的關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)利用乙酰膽堿酯酶組織化學(xué)定位其整體神經(jīng)系統(tǒng)。結(jié)果表明：日本三角渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由腦神經(jīng)節(jié)、腹神經(jīng)索和視神經(jīng)構(gòu)成中樞神經(jīng)，中樞神經(jīng)發(fā)生密集的樹(shù)枝狀分支神經(jīng)，在腦以及腹神經(jīng)索內(nèi)側(cè)相互連接，在口孔內(nèi)側(cè)形成口神經(jīng)環(huán)，在咽基部延伸至咽部組織，形成咽神經(jīng)網(wǎng)，在腦以及腹神經(jīng)索外側(cè)與側(cè)神經(jīng)索交匯，連接背神經(jīng)網(wǎng)和腹神經(jīng)網(wǎng)。研究成果推翻過(guò)去對(duì)于日本三角渦蟲(chóng)“梯狀”神經(jīng)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，其中背神經(jīng)網(wǎng)、腹神經(jīng)網(wǎng)、側(cè)神經(jīng)索及咽神經(jīng)索為首次發(fā)現(xiàn)。 2、本文在國(guó)內(nèi)多處水域采集到大口渦蟲(chóng)，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)這些渦蟲(chóng)形態(tài)相似而大小差異很大。國(guó)際普遍認(rèn)為大口渦蟲(chóng)的角質(zhì)陰莖的長(zhǎng)度和形狀是大口渦蟲(chóng)屬分類(lèi)的關(guān)鍵依據(jù)。本文通過(guò)分別重復(fù)進(jìn)行個(gè)體發(fā)育和角質(zhì)陰莖發(fā)育實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)闡明了其個(gè)體及關(guān)鍵分類(lèi)性狀的發(fā)育過(guò)程，并制備了大量的蟲(chóng)體標(biāo)本，首次提出大口渦蟲(chóng)角質(zhì)陰莖的長(zhǎng)度隨著日齡延長(zhǎng)而增長(zhǎng)，不能作為鑒定依據(jù)，其形狀才是穩(wěn)定的分類(lèi)性狀。在此基礎(chǔ)上確定我國(guó)大口渦蟲(chóng)屬一新記錄種，即帆大口渦蟲(chóng)。
獲獎(jiǎng)情況
- 1、鄭東敏, 謝洪青, 汪安泰, 等. 2011. 日本三角渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)的AChE組化定位. 動(dòng)物學(xué)雜志, 46(1): 68 - 75. 2、趙鵬飛, 羅慧琳, 汪安泰. 2011. 大口渦蟲(chóng)屬中國(guó)一新紀(jì)錄(扁形動(dòng)物門(mén)，大口蟲(chóng)目)及其分類(lèi)性狀. 四川動(dòng)物, 30(1): 39 - 44.
鑒定結(jié)果
- 以上兩篇論文發(fā)表情況分別見(jiàn)上述刊物或中國(guó)期刊網(wǎng)
參考文獻(xiàn)
- 1、Peter W, Reddien, Ne′stor J, et al. 2005. SMEDWI-2 is a PIWI-Like protein that regulates planarian stem cells. Science, 310: 1327 - 1330. 2、Changxin Ma, Xiaoan Wang, Shuizhou Yu. 2010. A small scale expression screen identifies tissue specific markers in the Dugesia japonica strain Pek-1. Journal of Genetics and Genomics, 37: 621 - 635 3、Nishimura K, Kitamura Y, Taniguchi T, et al. 2010. Analysis of motor function modulated by cholinergic neurons in planarian Dugesia japonica. Neuroscience, 168(1): 18 - 30. 4、Felix D A, Aboobaker A A. 2010. The TALE Class Homeobox Gene Smed-prep Defines the Anterior Compartment for Head Regeneration. PLoS Genetics, 4(6): 1 - 8. 5、Umesono Y, Agata K. 2009. Evolution and regeneration of the planarian central nervos system. Develop. Growth Differ, 51: 185 - 195. 5、汪安泰. 2005. 中國(guó)大口渦蟲(chóng)屬三新種(扁形動(dòng)物門(mén), 大口蟲(chóng)目, 大口蟲(chóng)科). 動(dòng)物分類(lèi)學(xué)報(bào), 30(4): 714 ~ 720.
同類(lèi)課題研究水平概述
- 1 國(guó)外研究水平 三角渦蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)的研究在國(guó)外取得較多且深入的成果，Cebria等利用DjSYT抗體和12種不同的神經(jīng)特異性基因在渦蟲(chóng)腦神經(jīng)節(jié)再生過(guò)程中的表達(dá)。Felix等發(fā)現(xiàn)日本三角渦蟲(chóng)再生過(guò)程中能組織腦神經(jīng)節(jié)形成和準(zhǔn)確定位的基因Smed-prep。Cebria等提取了大量的神經(jīng)相關(guān)性基因，并且利用原位雜交的方法清晰顯示出三角渦蟲(chóng)的腦神經(jīng)節(jié)。Tazaki等從日本三角渦蟲(chóng)的眼點(diǎn)中分離提取出神經(jīng)特異性基因，并采用軸突結(jié)合蛋白抗體顯示了神經(jīng)系統(tǒng)。Nishimura等利用抗日本三角渦蟲(chóng)膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶的特異性抗體進(jìn)行熒光免疫檢測(cè)技術(shù)，顯示了渦蟲(chóng)的類(lèi)膽堿能神經(jīng)的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。國(guó)外對(duì)日本三角渦蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)定位多采用免疫組化的方法，缺陷在于方法復(fù)雜、成本高，不適合在教學(xué)中普遍應(yīng)用，且由于不同抗原抗體存在于不同的神經(jīng)結(jié)構(gòu)之中，其單一性特點(diǎn)注定難以顯示渦蟲(chóng)的完整的神經(jīng)結(jié)構(gòu)。 全世界大口蟲(chóng)目現(xiàn)有種類(lèi)320多種，分3科24屬。其中大口渦蟲(chóng)科占15屬230多種，迄今，大口渦蟲(chóng)屬已報(bào)道的有效種類(lèi)達(dá)197種。國(guó)際上于2007年在瑞士的貝塞爾大學(xué)成立了《世界大口渦蟲(chóng)分類(lèi)與系統(tǒng)發(fā)育研究學(xué)會(huì)》，每年召開(kāi)一次學(xué)術(shù)會(huì)議，表明大口渦蟲(chóng)在科研上具有重要的研究?jī)r(jià)值和科學(xué)意義。Morris等研究了大口渦蟲(chóng)的胚胎發(fā)育過(guò)程，并提出大口渦蟲(chóng)的胚胎發(fā)育過(guò)程明顯。Mouton等研究的大口渦蟲(chóng)M. lignano個(gè)體發(fā)育過(guò)程中macpiwi基因的表達(dá)效果，提出大口渦蟲(chóng)可作為基因表達(dá)的理想載體。體內(nèi)擁有大量未分化的細(xì)胞，并擁有一套特別的多能干細(xì)胞系統(tǒng)，在生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)建成和再生、細(xì)胞更新以及年齡研究方面具有巨大優(yōu)勢(shì)，是一種理想的模式生物。 2 國(guó)內(nèi)研究水平 三角渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的研究較為缺乏，李慧等對(duì)日本三角渦蟲(chóng)進(jìn)行組織化學(xué)定位的初步工作。于微完整定位出麗杰氏渦蟲(chóng)和中國(guó)小達(dá)氏渦蟲(chóng)的神經(jīng)系統(tǒng)，說(shuō)明不同種的渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)存在著極大的差異。薛德明等介紹顯示日本三角渦蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)的3種方法，遺憾的切片的方法具有局限性，且僅靠腦神經(jīng)節(jié)的切片圖并不能稱(chēng)之為完整的神經(jīng)系統(tǒng)。 至上世紀(jì)末期，我國(guó)學(xué)者僅記錄渦蟲(chóng)21種，其中大口蟲(chóng)目渦蟲(chóng)僅記載間大口渦蟲(chóng)1種。時(shí)隔70年，才有汪安泰等報(bào)道了第二個(gè)大口渦蟲(chóng)的新種，即廈門(mén)大口渦蟲(chóng)，至2005年我國(guó)大口渦蟲(chóng)屬新種或新記錄種新增至6種，即管大口渦蟲(chóng)；中國(guó)大口渦蟲(chóng)，針大口渦蟲(chóng)和鈍大口渦蟲(chóng)。
