Protein synthesis in micromeres of the sea urchin egg

A method was developed for isolating large quantities of micromeres from the 16-cell stage of the sea urchin, and measurements were made of their ability to incorporate C(14)-L-valine into protein as compared with that of a mixed suspension of micromeres, mesomeres, and macromeres. Per cell, the rate of incorporation was considerably less for the micromeres than for the suspension of mixed cells. Per unit volume, however, the two types of suspensions showed no significant differences.     

High macromolecular synthesis with low metabolic cost in Antarctic sea urchin embryos

Assessing the energy costs of development in extreme environments is important for understanding how organisms can exist at the margins of the biosphere. Macromolecular turnover rates of RNA and protein were measured at -1.5 degrees C during early development of an Antarctic sea urchin. Contrary to expectations of low synthesis with low metabolism at low temperatures, protein and RNA synthesis rates exhibited temperature compensation and were equivalent to rates in temperate sea urchin embryos. High protein metabolism with a low metabolic rate is energetically possible in this Antarctic sea urchin because the energy cost of protein turnover, 0.45 joules per milligram of protein, is 1/25th the values reported for other animals.     

Alginase in the sea urchin Strongylocentrotus purpuratus

Viscosimetric evidence of alginase activity is given for the intestine and the intestinal contents of a sea urchin. The alginase activity of the gut wall and that of the contents of the gut differ in pH optima; this suggests that there may be two sources of alginase. The enzyme (or enzymes) depolymerizes algin.     

中间球海胆精子超低温冷冻损伤的研究

应用透射电镜技术研究了超低温冷冻保存对中间球海胆Strongylocentrotus intermedius精子超微结构的影响。结果表明：不加抗冻剂的情况下,精子线粒体和顶体结构不完整,质膜、鞭毛破损。加入保护剂后,多数精子结构完好,部分精子细胞器受损,表现为质膜褶皱或膨胀举起,与核膜的间隙明显增大;顶体肿胀、破裂或脱落;线粒体嵴间隙增大,内部出现空泡,甚至线粒体内膜破损,内嵴减少,呈弥散状;鞭毛被膜肿胀,呈波浪状,＂9＋2＂型结构模糊;细胞核结构没有明显变化。应用单细胞凝胶电泳技术研究了精子冷冻保存前后DNA的损伤。结果表明,不加抗冻剂的冷冻组及添加抗冻剂的试验组精子DNA损伤情况与鲜精相比均无显著差异（P〉0.05）,冷冻对精子结构的损伤是造成精子活力及受精率下降的主要原因。     

中间球海胆精子超低温冷冻保存方法的研究

对中间球海胆Strongylocentrotus intermedius精子的超低温保存技术进行了研究。以煮沸消毒海水为基础液,添加体积分数为10%的DMSO、体积分数为6%的甘油以及25 mmol/L海藻糖配制成冷冻保护液,与鲜精液按体积比以1∶1混合,在4℃下平衡15 min,于液氮面上方15、3 cm处分别停留3 min和5 min,然后浸入液氮保存。结果表明:用此方法保存的精子解冻后其存活率可达58.2%,受精率达24.7%;解冻后精子受精时,在受精海水中分别添加0、28、56、112、280 mmol/L的葡萄糖,56 mmol/L组的受精率高于其他组,受精率达26%;精子解冻后受精时,在受精海水中添加适量葡萄糖有助于提高受精率。本试验表明,冷冻过程中降温方式、冷冻保护液、平衡时间对精子的冷冻保存效果均有较大影响,各个因素通过优化组合可以大大提高解冻后精子的存活率和受精率。     

中间球海胆精子超低温冷冻保存方法的研究

对中间球海胆Strongylocentrotus intermedius精子的超低温保存技术进行了研究。以煮沸消毒海水为基础液,添加体积分数为10%的DMSO、体积分数为6%的甘油以及25 mmol/L海藻糖配制成冷冻保护液,与鲜精液按体积比以1∶1混合,在4℃下平衡15 min,于液氮面上方15、3 cm处分别停留3 min和5 min,然后浸入液氮保存。结果表明：用此方法保存的精子解冻后其存活率可达58.2%,受精率达24.7%;解冻后精子受精时,在受精海水中分别添加0、28、56、112、280 mmol/L的葡萄糖,56 mmol/L组的受精率高于其他组,受精率达26%;精子解冻后受精时,在受精海水中添加适量葡萄糖有助于提高受精率。本试验表明,冷冻过程中降温方式、冷冻保护液、平衡时间对精子的冷冻保存效果均有较大影响,各个因素通过优化组合可以大大提高解冻后精子的存活率和受精率。     

中间球海胆精子超低温冷冻损伤的研究

应用透射电镜技术研究了超低温冷冻保存对中间球海胆Strongylocentrotus intermedius精子超微结构的影响。结果表明:不加抗冻剂的情况下,精子线粒体和顶体结构不完整,质膜、鞭毛破损。加入保护剂后,多数精子结构完好,部分精子细胞器受损,表现为质膜褶皱或膨胀举起,与核膜的间隙明显增大;顶体肿胀、破裂或脱落;线粒体嵴间隙增大,内部出现空泡,甚至线粒体内膜破损,内嵴减少,呈弥散状;鞭毛被膜肿胀,呈波浪状,9+2型结构模糊;细胞核结构没有明显变化。应用单细胞凝胶电泳技术研究了精子冷冻保存前后DNA的损伤。结果表明,不加抗冻剂的冷冻组及添加抗冻剂的试验组精子DNA损伤情况与鲜精相比均无显著差异(P>0.05),冷冻对精子结构的损伤是造成精子活力及受精率下降的主要原因。     

Actinomycin D: uptake by sea urchin eggs and embryos

Actinomycin D is excluded from unfertilized eggs and developing embryos of the sea urchin Arbacia punctulata until the blastula hatches. The rate of uptake of actinomycin D by embryos doubles as development progresses after hatching to the gastrula stage.     

Fertilization-induced changes in membrane fluidity of sea urchin eggs

By use of a spin label fatty acid, 5-doxylstearate, an increase in bulk membrane fluidity was observed after fertilization of two species of sea urchin eggs. Eggs partially activated by ammonia showed a similar effect. The data suggest that a structural change involving membrane lipids accompanies activation.     

3种多芳环烃在海胆体内的富集动力学研究

为研究多芳环烃(PAHs)在虾夷马粪海胆Strongylocentrotus intermedius体内的富集动力学,系统认识其动力学参数特征,应用半静态双箱动力学模型拟合虾夷马粪海胆(壳直径2.0 cm±0.3 cm)对3,4-苯并[a]芘、9,10-二甲基蒽、3-甲基菲3种PAHs的生物富集过程,通过非线性拟合获得海胆对3种多环芳烃的吸收速率常数(K_1)、释放速率常数(K_2)、生物富集因子(BCF),以及平衡状态下海胆体内3种多环芳烃的含量(C_(max))、生物学半衰期(t_(1/2))等动力学参数。结果表明:海胆对3,4-苯并[a]芘富集动力学参数K_1、K_2、BCF、C_(max)、t_(1/2)的平均值分别为59.1、0.152、136.5、11.788μg/g和6.36 d;海胆对9,10-二甲基蒽富集动力学参数K_1,K_2、BCF、C_(max)、t_(1/2)的平均值分别为12.3、0.228、54.05、4.383μg/g和6.32 d;海胆对3-甲基菲富集动力学参数K_1、K_2、BCF、C_(max)、t_(1/2)的平均值分别为18.16、0.113、88.1、12.407μg/g和7.6 d;在5μg/L浓度条件下,海胆对3种多环芳烃的富集能力进行比较,依次为3,4-苯并[a]芘(14 d BCF=220)>3-甲基菲(14 d BCF=128.4)>9,10-二甲基蒽(14 d BCF=84.0)。研究表明,海胆对浓度为1、5、20μg/L的3,4-苯并[a]芘、浓度为5、100μg/L的3-甲基菲、浓度为5、10、50μg/L的9,10-二甲基蒽的生物富集过程均符合双箱动力学模型。     

不同藻类与混养比例对刺参与马粪海胆生长、体成分和消化酶活性的影响

为研究不同藻类、刺参Apostichopus japonicus与马粪海胆Hemicentrotus pulcherrimus混养比例对刺参与马粪海胆生长、体成分和消化酶活性的影响,在水温9.5～16.5℃下,将体质量为(0.38±0.15) g的马粪海胆与体质量为(1.24±0.17) g的刺参混养于幼参育苗车间白色塑料箱(30 cm×40 cm×50 cm)中,各组刺参的初始放养质量为20 g,再按照胆参质量比3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3投放马粪海胆,各组分别投喂新鲜黏膜藻Leathesia difformis(H组,H1～H5)或孔石莼Ulva pertusa(L组,L1～L5)各20 g,对照组(D组)仅投喂配合饲料20 g。结果表明:藻类种类和胆参混养比例对刺参增重率(WGR)及特定生长率(SGR)有显著性影响(P<0.05),黏膜藻组在胆参比为3∶1时,刺参特定生长率最高(0.94%/d);孔石莼组在胆参比为2∶1时,刺参SGR最高(1.36%/d);不同藻类和胆参混养比例对海胆生长有显著性影响(P<0.05),海胆的SGR均随胆参混养比例的减小而递增,在同一混养比例下,L组海胆SGR显著高于H组(P<0.05);刺参肠道的胰蛋白酶(TRY)、淀粉酶(AMS)活性随胆参混养比例的降低呈递减趋势,其中,L1和L2组两组间无显著性差异(P>0.05),但均显著高于其他各组(P<0.05);相同混养比例下,L组胰蛋白酶和淀粉酶活性高于H组(P<0.05);而脂肪酶(LPS)活性仅受胆参混养比例的影响,且随胆参混养比例的降低而递减;胆参混养比例对H组、L组刺参体壁水分、粗脂肪含量均无显著性影响(P>0.05),粗蛋白质含量随胆参混养比例的减小呈先增加后降低趋势,其中L3组最高(39.10%),且显著高于其他各试验组(P<0.05)。研究表明,以孔石莼为饵料时,胆参适宜混养比例为2∶1,而以黏膜藻为饵料时,则为3∶1,研究结果可为构建综合养殖模式及防控刺参池塘大型藻类暴发性增殖提供数据支持。     

Intercalation of sea urchin proteins in calcite: study of a crystalline composite material

Sea urchin skeletal elements are composed of single crystals of calcite. Unlike their synthetic counterparts, these crystals do not have well-developed cleavage and are consequently much more resistant to fracture. This phenomenon is due in part to the presence of acidic glycoproteins occluded within the crystals. By means of x-ray diffraction with synchrotron radiation, it is shown that the presence of the protein in synthetic calcite only slightly decreases the coherence length but significantly increases the angular spread of perfect domains of the crystals. In biogenic calcite, the coherence length is 1/3 to 1/4 as much as that in synthetic calcite and the angular spread is 20 to 50 times as wide. It is proposed that the presence of macromolecules concentrated at mosaic boundaries that are oblique to deavage planes is responsible for the change in fracture properties. These results may be important in the material sciences, because of the unusual nature of this material, namely, a composite based on the controlled intercalation of macromolecules inside single-crystal lattices.     

虾夷马粪海胆致病菌强壮弧菌的PCR检测方法

强壮弧菌Vibrio fortis是虾夷马粪海胆Strongylocentrotus intermedius的一种致病菌.为建立强壮弧菌的PCR检测方法,根据强壮弧菌gyrB基因的高度变异区序列设计引物,筛选出特异性强的3对引物VF-6、VF-7及VF-8,分别对强壮弧菌S0907及20株参比菌株进行PCR扩增,结果显示,3对引物均对强壮弧菌扩增出与预期大小一致的目的基因片段且参考菌株无扩增条带.以不同稀释度的菌悬液制备的DNA模板进行PCR扩增,结果显示,3对引物VF-6、VF-7及VF-8可检测的最低细菌浓度分别为4.1×104、4.1×103、4.1 ×102cfu/mL;对不同稀释度的细菌DNA模板进行PCR扩增,结果显示,3对引物VF-6、VF-7及VF-8可检测的最低DNA含量分别为1.4、0.14、0.014 pg/μL.试验结果表明:3对引物的特异性均较好,但灵敏度存在差异,其中以VF-8为引物的PCR检测方法最佳;使用以VF-8为引物的PCR检测方法对实验室养殖海胆及其生境样品进行初步检测,健康海胆、养殖海水及投喂的海带均为阴性,而自然海域海水中带有一定量的强壮弧菌.     

光棘球海胆性腺氨基酸组成的研究

于2006年5、6、8月测定了光棘球海胆Strongylocentrotus nudus雌、雄个体性腺中氨基酸含量及组成。结果表明：光棘球海胆氨基酸含量为30．75％～48．52％（质量分数,下同）,其中鲜味氨基酸含量为15．33％～21．84％,必需氨基酸含量占氨基酸总量的42．67％-52．50％,鲜味氨基酸含量占总氨基酸含量的43％以上。光棘球海胆中甘氨酸含量最高（3．76％～5．02％）,谷氨酸含量（2．99％～4．79％）次之;雌、雄个体以及排放精、卵时其氨基酸组成变化较大;过熟及迟熟的海胆无论是氨基酸总量,还是必需氨基酸、鲜味氨基酸含量都低于早期成熟海胆;雄性海胆性腺鲜味氨基酸含量高于雌性,因此雄性更美味。研究表明,生产中采集海胆最好在海胆早期成熟阶段,在海胆成熟后期自然排放之前采收完毕。     

虾夷马粪海胆致病菌强壮弧菌的PCR检测方法

强壮弧菌Vibrio fortis是虾夷马粪海胆Strongylocentrotus intermedius的一种致病菌。为建立强壮弧菌的PCR检测方法,根据强壮弧菌gyrB基因的高度变异区序列设计引物,筛选出特异性强的3对引物VF-6、VF-7及VF-8,分别对强壮弧菌S0907及20株参比菌株进行PCR扩增,结果显示,3对引物均对强壮弧菌扩增出与预期大小一致的目的基因片段且参考菌株无扩增条带。以不同稀释度的菌悬液制备的DNA模板进行PCR扩增,结果显示,3对引物VF-6、VF-7及VF-8可检测的最低细菌浓度分别为4.1×104、4.1×103、4.1×102 cfu/mL;对不同稀释度的细菌DNA模板进行PCR扩增,结果显示,3对引物VF-6、VF-7及VF-8可检测的最低DNA含量分别为1.4、0.14、0.014 pg/μL。试验结果表明:3对引物的特异性均较好,但灵敏度存在差异,其中以VF-8为引物的PCR检测方法最佳;使用以VF-8为引物的PCR检测方法对实验室养殖海胆及其生境样品进行初步检测,健康海胆、养殖海水及投喂的海带均为阴性,而自然海域海水中带有一定量的强壮弧菌。     

光棘球海胆性腺氨基酸组成的研究

于2006年5、6、8月测定了光棘球海胆Strongylocentrotus nudus雌、雄个体性腺中氨基酸含量及组成。结果表明:光棘球海胆氨基酸含量为30.75%⁴8.52%(质量分数,下同),其中鲜味氨基酸含量为15.33%48.52%(质量分数,下同),其中鲜味氨基酸含量为15.33%²1.84%,必需氨基酸含量占氨基酸总量的42.67%21.84%,必需氨基酸含量占氨基酸总量的42.67%⁵2.50%,鲜味氨基酸含量占总氨基酸含量的43%以上。光棘球海胆中甘氨酸含量最高(3.76%52.50%,鲜味氨基酸含量占总氨基酸含量的43%以上。光棘球海胆中甘氨酸含量最高(3.76%⁵.02%),谷氨酸含量(2.99%5.02%),谷氨酸含量(2.99%⁴.79%)次之;雌、雄个体以及排放精、卵时其氨基酸组成变化较大;过熟及迟熟的海胆无论是氨基酸总量,还是必需氨基酸、鲜味氨基酸含量都低于早期成熟海胆;雄性海胆性腺鲜味氨基酸含量高于雌性,因此雄性更美味。研究表明,生产中采集海胆最好在海胆早期成熟阶段,在海胆成熟后期自然排放之前采收完毕。