蚯蚓（Eisenia fetida）生态免疫系统研究Ⅰ——体壁屏障系统及协同防御机理

论文题目: 蚯蚓（Eisenia fetida）生态免疫系统研究Ⅰ——体壁屏障系统及协同防御机理

论文类型: 博士论文

论文专业: 生态学

作者: 王冲

导师: 孙振钧

关键词: 蚯蚓,抗菌屏障,协同作用,蚯蚓粘多糖,蚯蚓脂肪

文献来源: 中国农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本研究以动物免疫学、生态学、生物化学为指导思想,以蚯蚓的生态免疫系统为主线,探讨了赤子爱胜蚓的体壁屏障系统(包括皮肤的物理排除作用和随体表粘液分泌排除)和协同防御作用在其免疫系统中的作用。论文主要分为以下几个部分: 第一部分,分析了角质层和表皮在蚯蚓抗菌生态免疫系统中的作用。结果表明:蚯蚓的体壁主要是通过以下途径来抗细菌的侵袭:一是通过角质层的变化(如上胶层突起的增厚、上角层游离面中微绒毛的变长等)直接抵抗微生物的入侵;二是增加表皮中大颗粒粘液细胞和网状细胞的分泌功能,分泌出大量含有粘多糖蛋白液体复合物的粘液,在蚯蚓体表对细菌进行稀释或者起到直接杀菌的作用;三是通过增加小颗粒蛋白细胞的分泌作用,在蚯蚓的表皮中分泌出更多的抵抗疾病的中性粘多糖,从而抵抗进入蚯蚓体表内的细菌。第二部分,探讨了体表粘液在蚯蚓抗菌生态免疫系统中的作用。结果表明:(1) 蚯蚓的体表粘液具有抑菌作用,当浓度为0.2g/mL时对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为1.22厘米:其次为大肠杆菌,抑菌圈直径为1.13厘米,对绿脓杆菌的抑菌作用最差,仅为0.98厘米,诱导后蚯蚓体表粘液对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌作用显著增加,差异极显著(P<0.01),但对绿脓杆菌的抑菌作用没有显著增加。(2) 经过Sephadex G-75,G—50, G-25三步层析从蚯蚓的体表粘液中分离到抗菌肽粗品ESP,再经过反相高效液相色谱纯化后,得到了一种全新的蚯蚓抗菌肽ESP—1。其是由16种氨基酸的50个残基组成,其中丝氨酸(Ser)残基最多,为10个。经基质辅助激光解吸离子化(MALDI)和飞行时间质谱仪(TTOF/MS)相结合的方法测得ESP—1的分子量为5814.32。ESP—1对大肠杆菌、绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度分别为:6.25mg/mL,12.5mg/mL;50mg/mL。(3) 从蚯蚓的体表粘液中分离出具有抗菌活力和溶菌活力的凝集素粗品,含糖量为1.66±0.16 %,并且在细菌诱导后凝集素的含糖量显著提高,为3.75±0.13%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活力增强。第三部分,探讨了脂肪及脂肪酸在蚯蚓抗菌生态免疫系统中的作用,结果表明:蚯蚓脂肪的抑菌作用具有选择性,对大肠杆菌的抑菌作用最强,抑菌圈直径为1.32厘米;其次为绿脓杆菌,抑菌圈直径为0.97厘米,但是对金黄色葡萄球菌没有抑菌作用;大肠杆菌诱导后,蚯蚓脂肪对绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作用增强,但是对大肠杆菌的抑制作用减弱。由此可见,蚯蚓的脂肪代谢在蚯蚓的生态免疫过程中发挥着重要作用。第四部分,探讨了多糖在蚯蚓抗菌生态免疫系统中的作用,从蚯蚓的体壁中分离出具有广谱抗菌活性的粘多糖,并通过高效液相色谱——质谱联用仪分析,得出纯化出的两种粘多糖都是由5个分子组成,其中保留时间为5.3分钟的糖的分子量为534,通过质谱图的解谱,可以推断这种糖的组成为:Glu(葡萄糖)-Xyl(木糖)-Glu(葡萄糖)-Xyl(木糖),而保留时间为6分钟的糖的分子量为452,组成可能是Giu(葡萄糖)-Rha(鼠李糖)-Rha(鼠李糖)或Rha(鼠李糖)—Glu(葡萄糖)—Rha(鼠李糖)。保留时间为6.7分钟的分离峰,糖的分子量为678,组成为Glu(葡萄糖)—Glu(葡萄糖)—Glu(葡萄糖)—Xyl(木糖)—Xyl(木糖),另外两种化合物为未知化合物。第五部分,探讨了体腔液中不同组分的抗菌蛋白在蚯蚓抗菌生态免疫系统中的协同作用。结

论文目录:

摘要

英文摘要

第一章免疫生态系统观及蚯蚓抗菌免疫的研究进展

1.免疫的生态系统观

1.1 免疫系统的系统发生和个体发生

1.2 免疫生态系统的组成

1.3 免疫网络和免疫生态平衡

2.动物免疫生态学的研究进展

2.1 免疫指标的选择

2.2 种群特征对动物免疫功能的影响

2.3 个体的免疫能力与种群的数量波动的关系

3 蚯蚓生态免疫系统与抗菌的功能分工

3.1 蚯蚓的防御屏障

3.2 蚯蚓的细胞免疫

3.3 蚯蚓的体液免疫

4.本课题的研究意义和技术路线

4.1 本课题的理论意义

4.2 本课题的实践意义

4.3 本课题的技术路线

第二章角质层和表皮在赤子爱胜蚓抗菌免疫中的作用

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 实验方法

1.3 统计分析

2 实验结果

2.1 大肠杆菌对赤子爱胜蚓体表角质层的影响

2.2 大肠杆菌对赤子爱胜蚓体表表皮的影响

3.讨论与分析

3.1 角质层在赤子爱胜蚓抗菌屏障中的作用

3.2 表皮在赤子爱胜蚓抗菌屏障中的作用

第三章体表粘液在赤子爱胜蚓抗菌免疫中的作用

1.材料与方法

1.1 实验材料

1.2 细菌诱导对蚯蚓体表粘液部分特性的影响

1.3 蚯蚓体表粘液中凝集素的分离及部分特性研究

1.4 蚯蚓体表粘液中的抗菌肽的分离纯化及部分特性研究

2.实验结果

2.1 大肠杆菌诱导对蚯蚓体表粘液抑菌效果的影响

2.2 大肠杆菌诱导对蚯蚓体表粘液最低抑菌浓度的影响

2.3 大肠杆菌诱导对蚯蚓体表粘液蛋白组分的影响

2.4 蚯蚓体表粘液中凝集素的分离纯化

2.5 大肠杆菌诱导对蚯蚓体表粘液凝集素中总糖含量的影响

2.6 大肠杆菌诱导对蚯蚓体表粘液凝集素抗菌活力和溶菌活力的影响

2.7 蚯蚓体表粘液中抗菌肽的分离纯化及纯度测定

2.8 蚯蚓体表粘液抗菌肽的纯化及氨基酸组成的测定

2.9 蚯蚓体表粘液抗菌肽ESP-1的分子量

2.10 蚯蚓体表粘液抗菌肽ESP和ESP-1最低抑菌浓度测定

3.分析与讨论

3.1 蚯蚓体表粘液的抑菌作用

3.2 蚯蚓体表粘液的凝集素

3.3 蚯蚓体表粘液中抗菌肽的分离纯化及部分特性

第四章脂肪及脂肪酸在赤子爱胜蚓抗菌免疫中的作用

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 实验方法

1.3 统计分析

2 实验结果

2.1 赤子爱胜蚓及其体腔液中的脂肪含量

2.2 蚯蚓脂肪的抑菌作用及其最小抑菌浓度

2.3 细菌诱导前后蚯蚓体内脂肪酸含量的变化

3 讨论与分析

3.1 蚯蚓脂肪及脂肪酸的抑菌作用

3.2 蚯蚓脂肪抑菌作用的选择性

3.3 蚯蚓脂肪在物理抗菌屏障中的作用

第五章粘多糖在赤子爱胜蚓抗菌免疫中的作用

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 实验方法

2 实验结果

2.1 蚯蚓粘多糖中的糖含量

2.2 赤子爱胜蚓粘多糖的抑菌作用

2.3 蚯蚓粘多糖最小抑菌浓度(MIC)的测定

2.4 蚯蚓粘多糖的纯化

2.5 蚯蚓粘多糖组成的初步解析

3 讨论与分析

3.1 蚯蚓粘多糖的抑菌作用

3.2 大肠杆菌诱导对蚯蚓粘多糖组成的影响

第六章赤子爱胜蚓体腔液中抗菌蛋白的协同作用

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 细菌诱导对蚯蚓体腔液中凝集素部分特性的影响研究

1.3 体腔液中抗菌蛋白的协同作用

1.4 统计分析

2 实验结果

2.1 大肠杆菌诱导对蚯蚓体腔液抗菌活力和溶菌活力的影响

2.2 大肠杆菌诱导对蚯蚓体腔液中最低抑菌浓度的影响

2.3 蚯蚓体腔液中凝集素的分离，纯化

2.4 大肠杆菌诱导对蚯蚓体腔液凝集素中总糖含量的影响

2.5 大肠杆菌诱导对蚯蚓体腔液凝集素抗菌活力和溶菌活力的影响

2.6 蚯蚓体腔液中不同的粗组分的抗菌活力和溶菌活力

3 讨论与分析

3.1 大肠杆菌诱导对蚯蚓体腔液抗菌特性的影响

3.2 大肠杆菌诱导对蚯蚓体腔液凝集素凝血活性和抗菌特性的影响

第七章蚯蚓生态免疫系统中的协同防御作用

1 蚯蚓体壁屏障中的协同作用

1.1 组织间的协同作用

1.2 物理排除和随分泌排除的协同作用

1.3 抗菌物质间的协同作用

2 蚯蚓体表粘液中的协同作用

2.1 蚯蚓体表粘液中凝集素的协同作用

2.2 蚯蚓体表粘液中抗菌肽的协同作用

2.3 蚯蚓体表粘液凝集素中的糖和蛋白在抗菌过程中具有协同作用

3 蚯蚓体腔液中的协同作用

3.1 蚯蚓体腔液中凝集素的协同作用

3.2 蚯蚓体腔液凝集素中的糖和蛋白在抗菌过程中具有协同作用

3.3 蚯蚓体腔液中抗菌蛋白之间的协同作用

4 小结

第八章结论与展望

参考文献

致谢

作者简历

发布时间: 2005-07-18

参考文献

[1].重金属和有机污染物对赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）的生态毒理效应及机制差异[D]. 段晓尘.南京农业大学2015
[2].两种蚯蚓对土壤中四溴双酚A和镉的敏感性差异及机理[D]. 陈娴.南京大学2017

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