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皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai Ino)贝壳生物矿化的“在体”和“离体”研究

董瑞娜  
【摘要】:本文从“在体”和“离体”方面对贝壳生物矿化的机理进行了探讨。主要包括:(1) 利用“平珠”方法,研究正常条件下皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai Ino)贝壳的沉积过程;愈创木酚对于皱纹盘鲍贝壳沉积过程的影响。(2) 通过体外饱和碳酸钙实验,研究Mg~(2+)和全壳蛋白质的交互作用对于碳酸钙晶体生长的影响;蔗糖和葡萄糖与碳酸钙结晶之间的相互作用。研究结果总结如下: (1) 利用“平珠”生成法,分析插入皱纹盘鲍外套膜外腔中的玻片上沉积的物质。利用扫描电镜(SEM)观察玻片上沉积物质的微观结构,傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析玻片上沉积晶体的晶相,透射电镜(TEM)观察与玻片接触部分的外套膜的超微结构。结果发现:在将玻片插入外套膜外腔后的4—88小时内,有机质首先在玻片上规则沉积。插入玻片88小时后方解石晶体开始沉积,104小时后出现圆形方解石晶体单位。8天后在方解石晶体表面出现文石晶体突起,15天后出现明显的堆垛型文石片层。27天后突然转变为方解石晶体的沉积。由此可见皱纹盘鲍贝壳的沉积具有一定的周期性,即方解石→文石→方解石的转变为一个周期。透射电镜观察外套膜结构表明在不同的插片时间,外套膜的超微结构不一样。插入玻片24小时后,高柱状细胞中的内质网上的核糖体消失,高尔基体数量减少。3天后,大颗粒细胞增多,细胞内充满分泌颗粒。7天后,外套膜上皮细胞新分泌的有机质染色较浅。 (2) 配制愈创木酚浓度为50mg/kg的半精制饲料,饲养鲍鱼40天后,采用“平珠”技术,将圆形玻片插入鲍鱼的外套膜外腔,再用同样的饲料养殖鲍鱼1个月。在此期间的不同时间段取出玻片和对应的外套膜样品,分析样品并与正常“平珠”的沉积规律作比较。结果发现:愈创木酚显著改变外套膜细胞的超微结构和增强了细胞的分泌能力;愈创木酚促进了贝壳碳酸钙晶体的沉积,在30天内,碳酸钙晶体的沉积经历了方解石→文石→方解石→文石→方解石→文石的转变。 (3) 利用5%的醋酸从皱纹盘鲍贝壳中提取出可溶性基质(Soluble Matrix,SM),并利用阴离子交换分离SM,得到2个蛋白组分SM Ⅰ和SM Ⅱ。利用反相对这两个成分进一步的分离,发现SM Ⅰ成分很杂,为蛋白质混合物,SM Ⅱ为单一组分。体外饱和


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