皺紋盤鮑（Haliotis discus hannai Ino）貝殼生物礦化的“在體”和“離體”研究.pdf

1、本文從“在體”和“離體”方面對貝殼生物礦化的機(jī)理進(jìn)行了探討。主要包括：(1)利用“平珠”方法，研究正常條件下皺紋盤鮑貝殼的沉積過程；愈創(chuàng)木酚對于皺紋盤鮑貝殼沉積過程的影響。(2)通過體外飽和碳酸鈣實(shí)驗(yàn)，研究Mg2+和全殼蛋白質(zhì)的交互作用對于碳酸鈣晶體生長的影響；蔗糖和葡萄糖與碳酸鈣結(jié)晶之間的相互作用。研究結(jié)果總結(jié)如下： (1)利用“平珠”生成法，分析插入皺紋盤鮑外套膜外腔中的玻片上沉積的物質(zhì)。利用掃描電鏡(SEM)觀察玻片上沉積

2、物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，傅立葉變換紅外光譜(FTIR)分析玻片上沉積晶體的晶相，透射電鏡(TEM)觀察與玻片接觸部分的外套膜的超微結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在將玻片插入外套膜外腔后的4-88小時內(nèi)，有機(jī)質(zhì)首先在玻片上規(guī)則沉積。插入玻片88小時后方解石晶體開始沉積，104小時后出現(xiàn)圓形方解石晶體單位。8天后在方解石晶體表面出現(xiàn)文石晶體突起，15天后出現(xiàn)明顯的堆垛型文石片層。27天后突然轉(zhuǎn)變?yōu)榉浇馐w的沉積。由此可見皺紋盤鮑貝殼的沉積具有一定的周期性，即方

3、解石→文石→方解石的轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€周期。透射電鏡觀察外套膜結(jié)構(gòu)表明在不同的插片時間，外套膜的超微結(jié)構(gòu)不一樣。插入玻片24小時后，高柱狀細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體消失，高爾基體數(shù)量減少。3天后，大顆粒細(xì)胞增多，細(xì)胞內(nèi)充滿分泌顆粒。7天后，外套膜上皮細(xì)胞新分泌的有機(jī)質(zhì)染色較淺。 (2)配制愈創(chuàng)木酚濃度為50mg/kg的半精制飼料，飼養(yǎng)鮑魚40天后，采用“平珠”技術(shù)，將圓形玻片插入鮑魚的外套膜外腔，再用同樣的飼料養(yǎng)殖鮑魚1個月。在此期間的不

4、同時間段取出玻片和對應(yīng)的外套膜樣品，分析樣品并與正?！捌街椤钡某练e規(guī)律作比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：愈創(chuàng)木酚顯著改變外套膜細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)了細(xì)胞的分泌能力；愈創(chuàng)木酚促進(jìn)了貝殼碳酸鈣晶體的沉積，在30天內(nèi)，碳酸鈣晶體的沉積經(jīng)歷了方解石→文石→方解石→文石→方解石→文石的轉(zhuǎn)變。 (3)利用5％的醋酸從皺紋盤鮑貝殼中提取出可溶性基質(zhì)(SM)，并利用陰離子交換分離SM，得到2個蛋白組分SMⅠ和SMⅡ。利用反相對這兩個成分進(jìn)一步的分離，發(fā)現(xiàn)SMⅠ

5、成分很雜，為蛋白質(zhì)混合物，SMⅡ?yàn)閱我唤M分。體外飽和碳酸鈣溶液結(jié)晶實(shí)驗(yàn)表明，貝殼有機(jī)質(zhì)能顯著影響體外碳酸鈣晶體的形成，全殼蛋白、蛋白SMⅠ以及蛋白SMⅡ都誘導(dǎo)方解石晶體的形成。在貝殼蛋白質(zhì)溶液中加入Mg2+，發(fā)現(xiàn)Mg2+和貝殼有機(jī)質(zhì)之間存在交互作用，當(dāng)Mg2+/Ca2+=1：2和Mg2+/Ca2+=4：1時，形成方解石晶體，當(dāng)Mg2+/Ca2+=1：1和Mg2+/Ca2+=2：1時，可以誘導(dǎo)文石晶體形成。 (4)依據(jù)生物礦化的基