论文题目: 人为亚极端环境对蟾蜍类动物早期胚胎发育及种群命运的影响
论文类型: 博士论文
论文专业: 发育生物学
作者: 时永香
导师: 白增亮
关键词: 亚极端环境,蟾蜍类动物,早期胚胎发育,胚胎畸形,蛋白质谱
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 环境与生命系统的关系,是整个生物学的根本问题。生命起源于环境,依赖于环境,同时又独立于环境和反作用于环境。在地球生物圈漫长的进化过程中,可以说地球本身的变化对生命的存亡与发展的选择,是基于对特定物种所造成的极端环境、亚极端环境和最适环境的变幻,因此生物种群的命运一直受其生存环境的影响。当今世界,伴随人类经济活动的持续发展,同时也导致了人为地球环境系统的重大变化。近30年来日趋严重的全球性气温升高、持续干旱,生物循环、能量循环、水循环发生恶化等重大问题均与化学污染有关。化学污染已使生命系统受到严重威胁,使越趋增多的生物类群处于维持生存的亚极端环境之中。蟾蜍类动物是脊椎动物进化历程中的一个重要类群,是研究发育生物学、进化生物学、功能基因组学和蛋白质组学等前沿学科的模式动物。由于蟾蜍类动物必须在水中繁育,对水源和水质环境的改变特别敏感,如果失去水源和良好的水质坏境,它们的生存将会受到严重威胁。因此以蟾蜍类动物生存质量作为检测水质环境恶化程度的探针,为探讨全球变化对生命系统的影响提供了良好的实验材料。研究人为亚极端环境对蟾蜍类动物早期胚胎发育的影响,将有助于阐释和预测全球变化与物种生存、延续及其命运的关系。水源,是所有生物赖以生存的重要条件。尤其是对于那些水生生物,水坏境的变化将直接对其生长繁殖、遗传及物种延续产生重要影响。光在生命的起源与演变、生物结构形态的变异与功能的进化中起着不可替代的作用。但阳光中的紫外线在特定能量下,对生物体也具有一定的损伤作用。近年来臭氧层的破坏,导致太阳照射在地面上的紫外线强度增高,将会对生命系统产生特定的物理效应。激光是光受激辐射放大而产生的一种光源,并且它的能量可以进行人为控制,可以依据激光的能级模拟一种对生命活动的亚极端环境,进而探知非自然因素对生命活动的影响。本课题以中华大蟾蜍作为模式动物,对其早期胚胎发育各个时期的变化进行了观察:并围绕亚极端环境(水质、紫外和激光照射)对中华大蟾蜍早期胚胎发育过程的影响。深入研究了激光照射导致蟾蜍早期胚胎遗传物质的染色体、细胞生化系统的同工酶和基因表达产物蛋白质发生改变的原因,进一步获得了亚极端坏境对生命过程造成致变、致畸和致死效应的实验依据。山东大学博士论文 中华大蟾蛤在曝晒过的自来水中抱对、产卵并受精。取受精卵和8细胞期胚胎放入盛有少许1/10 Holfreter液的培养皿中置于超净工作台内紫外灯下接受不同能量密度的照射,然后培养观察;取不同发育时期胚胎用YAG倍频激光器不同能量密度照射后,放入盛有少许1/10 Holfreter液的培养皿中,在培养过程中检测其病变率、畸变率和死亡率;取受精卵置于分别盛有1/10 Holfreter液、曝晒自来水、二次处理水、大明湖水、明泉湖水、拦河坝水、凤凰山水、小清河水的培养皿中,观察其发育状况;然后进一步对比分析在此条件下对蟾赊早期胚胎发育所产生的影响。在激光照射后当胚胎发育至尾芽期时,分别取对照组正常胚胎、照射后正常胚胎、照射致畸胚胎尾尖压片进行染色体分析;对畸胚采用垂直板凝胶电泳分析酷酶和乳酸脱氢酶:激光照射0.5h后将各组胚胎进行SDS一队GE,考玛斯亮蓝染色,脱色后用Bio一Rad成像系统GS一800蛋白胶光密度扫描仪成像,以Gene Tool from Syngene软件分析:对早囊胚、原肠胚、神经胚、尾芽胚进行双向电泳,电泳图谱以PDQest软件分析。该项研究所集中表明的下述问题,目前在国内外尚未检索到同类报告。1.实验证明生存于不同地域环境的蟾蛛其受精卵,在孵化过程中均有各种畸形胚的 发生,在污染严重的水质中可导致其胚胎死亡率增加。.长期生活于不同生态环境中的蟾蛤,其所产卵子的质量不同;调查结果提示这种 差异主要是与动物生存环境中所受化学污染的程度有关。.紫外线照射可影响蟾蛤类的胚胎发育。紫外线照射蟾蛛受精卵和8细胞胚胎可破 坏胶膜,随着照射剂量的增加,对胶膜破坏程度增大;紫外线照射后,在早期胚 胎发育过程中出现各种畸形胚,并随胚胎发育时间的延长而胚胎死亡率增加。.激光照射对蟾蛛胚胎发育的影响与所用激光的能量有关。其中低能量激光表现为 促进发育作用,使生长速度加快,孵化率增高:高能量激光对胚胎发育有抑制作 用;激光照射后胚胎死亡率随照射剂量的增加而增高。.激光照射蟾蛛早期胚胎出现原肠外突现象,可导致各种畸形胚的发生。激光照射 蟾赊受精卵出现头部尾部很难区分的不规则状畸胚、脊椎严重弯曲畸胚和发育不 良、个体弱小没有相应的比例关系的畸胚;激光照射蟾蛤4细胞胚胎出现腹部成 尹 水泡状的畸形胚和脊尾弯曲成直角状畸胚;激光照射蟾蛛囊胚可出现各种尾巴异 常畸形胚如尾巴成花状、尾巴向下弯曲、尾巴向体侧弯曲等。6.激光照射可导致畸胚染色体数目变化。激光照射后正常胚胎染色体无明显变化;山东大学博士论文 发育迟缓、形态严重扭曲的畸胚其染色体数目倍加;尾巴向下弯曲的畸胚染色 体丢失,染色体数目较正常中华大蟾蛛染色体数的22条少一条为21条。7.激光照射后致畸胚胎中乳酸脱氢酶
论文目录:
中文摘要
英文摘要
符号说明
一、前言
一)本课题的研究背景与文献综述
(一)两栖类动物基础生物学研究概况
(二)蟾蜍类动物研究现状
(三)中华大蟾蜍早期胚胎发育研究背景
(四)自然环境对中华大蟾蜍早期胚胎发育的影响
二)本课题的目的、研究思路与意义
(一)课题的提出与研究目的
(二)研究思路
(三)课题研究的意义
二、材料与方法
(一)实验材料
(二)实验方法
三、实验结果
(一)不同水质对中华大蟾蜍早期胚胎发育的影响
(二)紫外线照射对中华大蟾蜍早期胚胎发育的影响
(三)激光照射对中华大蟾蜍早期胚胎发育的影响
四、讨论
(一)水源、水质环境对蟾蜍类动物早期胚胎发育的影响
(二)紫外线照射对蟾蜍类动物早期胚胎发育的影响
(三)激光照射对蟾蜍类动物早期胚胎发育的影响
(四)亚极端环境与蟾蜍等两栖类动物的物种延续及其种群命运的关系
(五)总结与结论
(六)下一步需要深入探索的重要问题
五、参考文献
六、致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
发布时间: 2005-06-14
参考文献
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