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土壤原生动物是生活在土表凋落物和土壤中的重要动物类群,是除了细菌和真菌之外的第三大土壤生物区系,具有种类繁多,生物量巨大的特点,在土壤生态系统的物质循环和能量转换中起着至关重要的作用。由于土壤团粒组成微小的结构空间,土壤原生动物一般都为小型生物,大型的原生动物尤其是大型的纤毛虫十分少见。 我们实验室在原生动物的采集中,获得了一种大型的腹毛类土壤纤毛虫,其形态学特征与Foissner(1988)报道的土壤纤毛虫中的草丛土毛虫(Territricha stramenticola)相一致,为此将之定为该种。在土壤环境中生存的纤毛虫与其他土壤原生动物一样,于长期的适应和进化过程中,伴随着土壤干湿度的变化发生生理状态的变化,周期性地经历细胞结构尤其是纤毛结构的分化和脱分化。因此,了解这种纤毛虫在土壤环境中的生活及运动,其运动纤毛器的分化特征及其与其他常见水生纤毛虫的不同之处,其纤毛器骨架的特征,对于进一步揭示细胞结构与环境的作用关系、细胞的结构与功能及其生物的多样性等是有意义的。 本文采用荧光紫杉醇(FLUTAX)直接荧光标记和抗α-微管蛋白抗体间接免疫荧光标记,通过显示草丛土毛虫基础纤毛模式,对其纤毛器微管胞器进行了较详细的观察。并利用生化抽提结合SDS-PAGE电泳方法对其蛋白组分进行了初步分析。结果如下: 1.草丛土毛虫皮层微管胞器的形态根据荧光标记结果显示,土壤纤毛虫草丛土毛虫(T.stramenticola)的皮层纤毛器基部微管,按其口围带、波动膜、额腹横棘毛、左右缘棘毛、背触毛等纤毛图式的分布和定位进行观察,口围带和波动膜基部含小膜托架、小膜附属微管和波动膜骨架;额腹横棘毛基部含前纵微管束、后纵微管束和横微管束;左右缘棘毛基部含前纵微管束、后纵微管束、横微管束及后微管芽;背触毛基部含前纵微管束、后纵微管束。横棘毛基部含有较发达的横微管束,缘棘毛基部含后微管芽及其横微管束的定位可能具有种的特异性。纤毛器基部微管在细胞表膜下分化形成的骨架和微管层使细胞的运动纤毛器与强国的微管骨架结构网相联系,这可能是细胞对土壤生存环境的一种适应。 2.草丛土毛虫无性分裂和生理改组期间皮层微管胞器的形态发生形态发生过程中,草丛土毛虫虫体新口发生早于老口更新,老口围带是在形态发生阶段逐步进行更新的,且口原基出现时近旁的中腹棘毛已经瓦解消失,随后口围带下方出现额腹横棘毛原基,按序产生新、老仔虫的口围带、波动膜,额腹横棘毛和左右缘棘毛及其附属微管等结构;生理改组过程中,草丛土毛虫的口围带、波动膜、额腹横棘毛、左右缘棘毛等纤毛器经历瓦解更新的过程,最终形成1套新的纤毛器。在皮层微管胞器的发生过程中,老棘毛结构对新结构的发生和形成具有定位和物质贡献的作用,并且老结构在新结构分化和成熟期间也经历着行使相应的生理功能及逐渐失去功能的过程。 3.草丛土毛虫细胞蛋白组分以及与水生种类的比较采用草丛土毛虫为实验材料,对其细胞营养期和休眠期全蛋白以及利用生化方法对全蛋白抽提处理得到的土毛虫骨架蛋白进行电泳分析,结果发现:草丛土毛虫骨架蛋白的表达主要集中在40-66kDa区间,通过和水生相似种类纤毛虫皮层微管胞器蛋白组分的比较,推断微管蛋白在纤毛虫微管类细胞骨架具有保守性。