瘤背石磺的生态习性观察

2003年4～7月,作者对江苏射阳河口滩涂的瘤背石磺作了生态调查,并在室内进行温箱试养,观察其运动、呼吸、消化、生殖及对刺激物的反应等。结果表明,瘤背石磺栖息在潮上带滩涂,其每千克土壤中含N 0．325g、P 0．020g、K 0．521g、Cl 0．084g、有机质7．68g,土壤pH值9．43,含盐量1．615;在温度20～28℃,湿度接近100％时瘤背石磺才出来活动和摄食;在人工饲养下,瘤背石磺喜食螺旋藻。从解剖上看,它用呼吸腔呼吸,外套膜切片中有钙质颗粒,说明该物种是腹足纲动物由水生向陆生过渡的类型,体现了肺螺亚纲的特征。     

不同规格瘤背石磺胃盲囊组织学初步研究

通过组织学观察与组织化学染色,研究了野生瘤背石磺不同体重(2～25 g)与胃盲囊的组织结构和PAS阳性细胞及肥大细胞的分布关系,为进一步探讨瘤背石磺消化生理和食性提供理论依据。结果发现:瘤背石磺胃盲囊组织主要由浆膜层、粘膜下层、固有膜和粘膜上皮层构成。瘤背石磺胃盲囊绒毛主要有两种类型,分别为非纺锤型绒毛和纺锤型绒毛,其中非纺锤型绒毛比例有随瘤背石磺体重增高而降低的趋势。胃盲囊横截面积、绒毛长度和粘膜上皮高度均有随瘤背石磺体重增高而增高的趋势,其中尤以低体重组(<8 g)和高体重组(>18 g)差异明显(P<0.05)。经PAS染色和肥大细胞染色后,发现仅在高体重组(>18 g)瘤背石磺胃盲囊绒毛粘膜上皮有大量的PAS染色阳性细胞和肥大细胞分布。     

瘤背石磺人工繁育关键技术的研究

研究了瘤背石磺亲体在不同温度、盐度下受精卵的孵化及不同开口饵料、不同附着基对浮游幼虫的培育和附着效果。结果表明,不同饵料对亲体的成活率无显著影响,各组成活率均超过95%;在(27±1)℃、不换水条件下,5、10、15、20、25、30的各盐度组中,以15、20盐度组的孵化率最高,分别为96.4%、95.8%;在盐度15、不换水条件下,(24±1)(、27±1)、(30±1)、(33±1)℃温度组,受精卵产出后至孵化出膜的时间分别需319、297、2862、78 h;采用自制孵化框漂浮式孵化,孵化率高达98%;不同开口饵料试验结果表明,金藻投喂组幼体成活率最高,为87.5%;不同附着基附着培养试验10 d后,悬浮球填料组的成活率最高,达90%,且个体整齐、生长速度快,而铺泥组为43%,不加附着基组仅38%。     

瘤背石磺两性腺周年发育规律的研究

研究了江、浙、沪地区瘤背石磺（Onchidium struma）两性腺周年发育规律。结果显示,瘤背石磺雌雄同体,雄性先熟,生物学最小型为体长2.81cm,体质量1.81g。其两性腺发育为1年1个周期,发育经历增殖期、精子发生期、精卵同步发生期、排放期和休止期。其中排放期又分精子排放、精卵排放和卵子排放,体现了精卵发生的异时性。精子的发生包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子;卵子的发生包括卵原细胞期、无卵黄期、卵黄形成期、卵黄形成后期和成熟期。成熟系数周年呈明显单峰分布,峰值出现在7～9月间;蛋白腺系数、卵黄腺系数与成熟系数具有一定的相关性,蛋白腺系数基本随着成熟系数变化而变化,卵黄腺系数随着成熟系数变化的过程中出现3个峰值,分别在6、8和12月。     

石磺繁殖生物学研究进展

综述了石磺科石磺属贝类的繁殖生物学特征,用石磺科其它属贝类的一些繁殖生物学数据作参考,总结了石磺繁殖生物学已有的研究成果,内容包括繁殖过程,生殖细胞,胚胎、幼体发育等,并就与之相关的问题提出思考和发展方向.     

瘤背石磺线粒体基因组全序列分析

采用LA-PCR技术对瘤背石磺线粒体基因组全序列进行了测定和分析。结果表明,瘤背石磺线粒体基因组序列全长13 957 bp,由22个tRNA、2个rRNA、13个蛋白编码基因和19个长度为2~138 bp的非编码区组成。4个蛋白质编码基因和8个tRNA基因从L链编码,其余基因均从H链编码。蛋白质基因的起始密码子,除ND2为TTG以外,均为典型的起始密码子ATN。COⅢ和Cytb基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均使用典型的TAA或TAG。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNA^Ser缺少DHU臂,tRNA^Ser和tRNA^Thr的反密码子环上有9个碱基,而不是通常的7个碱基。最长的非编码区含有类似于tRNA的二级结构。基于线粒体基因组编码的13个蛋白质的氨基酸序列,用NJ、MP、ME和UPGMA法构建系统进化树。分析6种软体动物之间的亲缘关系,结果与传统的系统分类基本一致。研究初步确定瘤背石磺与平疣桑椹石磺的亲缘关系比与凯尔特石磺的亲缘关系近。     

交配对瘤背石磺两性囊及其相关器官发育与变化的作用

采用组织学及生物化学的方法，研究了瘤背石磺（Onchidium struma）不同发育时期两性囊的组织结构及其氨基酸组成的变化。瘤背石磺的性腺发育可分为四个时期：增殖期、生长期、成熟期、休止期或耗尽期。增殖期生殖系统开始形成，生殖上皮分裂增生原始生殖细胞；生长期两性囊中生殖原细胞增殖分化迅速，囊泡内出现雌雄两类生殖细胞；成熟期两性囊囊泡中有的充满了主体（受体）的卵母细胞，有的充满了客体（授体）的前精子，有的同时分布着卵母细胞和前精子；休止期生殖系统萎缩，两性囊体积变小，囊泡内仅残留少量生殖细胞。不同发育期瘤背石磺各组织中除牛磺酸及半胱氨酸外共检出氨基酸有16种，其中均以Glu含量最高，Val含量最低，必需氨基酸中以Met含量最高，半必需氨基酸中以Arg含量最高。不同组织中氨基酸总量、必需氨基酸总量不同，但总体上看随着性腺的发育过程，各组织中氨基酸总量大体呈“高-低-高”的变化趋势，单个必需氨基酸含量与必需氨基酸总量的比值（A／E）在各不同发育阶段基本趋于一致。     

成体瘤背石磺不同组织中的重金属含量及其评价

采用原子吸收法测定了瘤背石磺栖息地(崇明北支芦苇滩涂)的水质、土壤及成体瘤背石磺不同组织中的各项重金属含量,并与相应的国家标准进行了比较。结果表明:瘤背石磺栖息地的水质和土壤基本符合相应的国家标准,仅土壤中的Cu和Zn含量略超过国家标准《土壤环境质量标准》,污染指数分别为1.39和1.09。瘤背石磺肝胰腺中积累了较多的Cu、Zn和Fe,含量分别高达314.33、258.33和192.40μg/g组织湿重,两性腺中的Zn含量为309.33μg/g组织湿重,显著高于其它组织(P<0.05),肌肉和卵黄腺中的重金属含量均较低。除Cd含量外,瘤背石磺肌肉中的其它重金属含量均符合国家标准《农产品安全质量:无公害水产品安全要求》中的规定要求,但是肌肉中Cd含量远低于CAC标准(国际食品法典委员会标准)规定的2.0μg/g湿重。     

6个不同产地瘤背石磺肌肉脂质及脂肪酸组成分析与比较

为比较不同产地瘤背石磺(Onchidium struma)肌肉脂质和脂肪酸组成的差异性,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对6个不同产地(分别为江苏省盐城市亭湖区和大丰市、上海市浦东新区和崇明县、浙江省温州市苍南县、福建省厦门市)的瘤背石磺肌肉脂肪酸组成进行了分析研究。结果显示:(1)瘤背石磺肌肉磷脂/总脂(PL/TL)崇明产高达(74.84±1.38)%,显著高于其它产地的瘤背石磺(P0.05);各产地瘤背石磺肌肉中胆固醇/总脂(Cho/TL)和甘油三酯/总脂(TG/TL)含量差异不明显;苍南产瘤背石磺游离脂肪酸/总脂(FFA/TL)含量最高;(2)苍南产瘤背石磺的总饱和脂肪酸(ΣSFA)含量显著高于其它产地石磺(P0.05),总单不饱和脂肪酸(ΣMUFA)和总多不饱和脂肪酸[ΣPUFA(≥18∶2n)]显著低于其它产地石磺,其它5个产地ΣMUFA含量差异较小,各产地ΣPUFA和总高不饱和脂肪酸[ΣHUFA(≥20∶3n)]含量差异较大。浦东产瘤背石磺肌肉的C20∶5n3(EPA)、C22∶6n3(DHA)、ΣPUFA、ΣHUFA均显著高于其它产地石磺(P0.05)。研究表明,6个产地瘤背石磺肌肉中脂质及脂肪酸组成存在较大差异,上海和盐城两地的瘤背石磺含有丰富的人体必需脂肪酸,且DHA+EPA含量较高,营养价值丰富;苍南和厦门两产地的瘤背石磺具有含量较高且有特殊生理活性的脂肪酸。     

瘤背石磺肌球蛋白重链(MyHC)基因的克隆与表达分析

肌球蛋白是动物体内重要的功能性马达蛋白,调控机体的信号传导、肌肉收缩和细胞器运动,为探究肌肉在瘤背石磺(Onchidium struma)由海洋向陆地进化过程中发挥作用的分子机制,实验以石磺科4种贝类转录组数据为基础,采用RACE方法从瘤背石磺肌肉中首次克隆到肌球蛋白重链(Myosin heavy chain,MyHC)基因cDNA的全长并进行组织表达分析。研究结果显示,瘤背石磺MyHC基因cDNA全长为7566 bp,包括5895 bp的开放阅读框,228 bp的5'端非翻译区,1443 bp的3'端非翻译区,共编码1964个氨基酸。预测该基因编码的蛋白质由31713个原子组成,分子式为C_(9765)H_(15897)N_(2849)O_(3150)S_(52),分子量约为225.28 kDa,理论等电点为5.56,N端信号肽具有29个氨基酸长度。瘤背石磺MyHC具有2个保守结构域MYSc_class_Ⅱ和Myosin_tail_l,且亲水性氨基酸集中在Myosin_tail_l区。系统进化树分析显示,瘤背石磺MyHC与光滑双脐螺(Biomphalaria glabrata)MyHC的亲缘关系最近。RT-PCR结果显示,MyHC基因在各个组织中均有表达,腹足和背部皮肤表达量最高,腹部皮肤、口球、肺囊中高表达,肝胰腺、蛋白腺、两性腺中微量表达(P0.05)。MyHC基因在瘤背石磺的主要运动器官腹足中高表达,说明肌肉运动对瘤背石磺湿地环境的两栖适应性具有至关重要的作用。实验结果为今后进一步研究瘤背石磺肌球蛋白重链基因进行原核表达及多克隆抗体的制备奠定了良好基础,更为深入探讨海洋无脊椎动物从海洋向陆地进化的研究提供有参考意义的分子依据。     

几种重要环境因子对瘤背石磺人工养殖成活率的影响

该试验通过模拟生态环境的方式系统研究了温度、盐度和相对湿度等环境因子对瘤背石磺（Onchidiumstrurna）室内养殖成活率的影响。结果显示,当养殖温度为20～26℃且昼夜温差不高于3℃,盐度控制为35左右,相对湿度调节为80％以上,养殖密度低于50只·箱-1（333只·m-3）,底泥采用海边高潮线附近的表层粉砂性盐成土,以3cm的厚度铺于养殖箱底部,光照强度低于701x时瘤背石磺死亡率最低,其成活率可达90％以上,且与其他各试验组相比均差异显著（P〈0．05）。结果表明,养殖瘤背石磺需控制温度、盐度、相对湿度、养殖密度、光照强度及底泥等各项指标;同时通过模拟生态环境、改善养殖条件等方式能够提高瘤背石磺成活率,从而实现人工条件下的长期养殖。     

不同个体大小和环境因子对瘤背石磺水中耗氧率及皮肤特性的影响

本研究设定了3种不同规格,以及温度(15℃、20℃、25℃和30℃)、盐度(5、15、25、35和45)和pH(7.5、7.8、8.1和8.4)3种主要环境因子,通过测定瘤背石磺(Onchidium struma)耗氧率和呼吸器官组织结构的变化研究了其对瘤背石磺呼吸的影响。结果显示,个体较小的瘤背石磺的耗氧率显著高于个体较大的瘤背石磺,且温度、盐度和pH对瘤背石磺的呼吸均有显著影响(P0.05)。在低于25℃时,瘤背石磺的耗氧率和黏液腺长短径随温度的升高而增大,并在25℃时出现峰值;高于25℃后,耗氧率和黏液腺长短径随之减小;表皮厚度的变化趋势与其相反;每0.1 cm~2皮肤所含颗粒腺数目及长短径变化规律不明显。盐度组各项指标的变化规律或趋势与温度组相似,峰值出现在盐度15。pH实验组中,耗氧率和黏液腺长短径随着pH的增加而增加,表皮厚度和颗粒腺长短径却在减小,每0.1 cm~2皮肤所含颗粒腺数目先增大,在pH 8.1时达到最高值,随后急剧减少。随着时间的增加,各影响因子对瘤背石磺的呼吸强度均减小。由此得出,在水下,环境因子对瘤背石磺皮肤呼吸具有显著影响,在25℃、盐度15和pH 8.1时,呼吸代谢良好;而在15℃、盐度45和pH 7.5时,呼吸代谢受到严重胁迫,这为深入揭示瘤背石磺呼吸机制、物种保护和人工增养殖奠定基础。