三种纤毛虫生长率与IGS区间结构的相关性分析

论文摘要

纤毛虫（ciliates）是具纤毛的单细胞真核生物，通常指纤毛门（Ciliophora）的原生动物，是原生动物当中形态特化程度最高的一大类群，其一生中或至少某一阶段具有供作运动或摄食的纤毛，或由其特化而成的纤毛器。纤毛通常在虫体表面呈行列状排列，可汇合形成波动膜、小膜以及棘毛。具有两种功能不同的核型，前者为大核是多倍体，司营养；后者为小核是二倍体，司遗传和生殖。大部分纤毛虫营自由生活和水生生活（包括淡水与海水种类），少数虫种可寄生在无脊椎动物和脊椎动物的消化道内。细胞的生长与细胞结构物质（如蛋白质）合成的速率密切相关，因此细胞的内禀生长率（RM）可能与核糖体RNA基因（rDNA）的转录速率相关。纤毛虫既是细胞，又是生物体，所以是公认的细胞生长实验模式生物之一。本工作运用PCR扩增、克隆与测序等分子生物学基本方法获得了三种纤毛虫绿草履虫、具沟急游虫及榴弹虫的整个核糖体RNA操作子（rrn）全长（18S+ITS1+5.8S+ITS2+28S+IGS）DNA序列。其中，首次对纤毛虫核糖体RNA基因间隔区（IGS）序列进行扩增并重点对该序列的分子特征进行研究，如IGS中转录启动子序列的拷贝数、DNA片段长度等。同时，还测定了三种纤毛虫的内禀生长率，并比较三者之间的大小，目的在于对内禀增长率与IGS序列区间结构存在的相关性和IGS在纤毛虫系统分类学中的应用进行讨论分析。研究结果如下：三种纤毛虫的内禀生长率大小顺序为：具沟急游虫>绿草履虫>榴弹虫。从IGS的长度来看，具沟急游虫的区间长度为2.5kb，榴弹虫为3.8kb，绿草履虫为4.0kb。在此基础上，总结相关IGS研究的文献资料，表明纤毛虫内禀生长率与IGS的长度呈负相关（即IGS区间长度较短的虫种相对于较长虫种生长更快）；当IGS的区间长度区别不大时，IGS中转录启动子序列的重复数与生长率呈正相关（即序列重复数增多，生长率越大）。除此之外，我们还发现IGS序列中包含有很多其他的重复序列，其长度、组成类型也不相同，它们在核糖体RNA操纵子中存在的作用与意义还不得而知。另外，本工作为获得纤毛虫rDNA全长而新设计并验证的扩增引物及PCR扩增策略，将有助于纤毛虫的种间区分、种群区分、分子鉴定以及基于多基因的系统发育重建。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 纤毛虫概况
• 1.1.1 纤毛虫的主要特征及生活习性
• 1.1.2 纤毛虫研究现状
• 1.2 纤毛虫分子系统学常用标记及选择
• 1.2.1 纤毛虫分子系统学常用的标记
• 1.2.2 纤毛虫分子标记的选择
• 1.3 基因间隔区（Intergenic spacer region）概况
• 1.3.1 基因间隔区（丨GS）的组成及其概念
• 1.3.2 基因间隔区生物学特性
• 1.3.3 基因间隔区生物学功能
• 1.3.4 基闵间隔区在生物分类学中的应用
• 1.4 内稟生长率
• 1.5 G岛序列（CpG island）
• 1.6 研究目的
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 样品釆集与培养
• 2.2.2 样品镜检和特征鉴别
• 2.2.3 内禀生长率的测定
• 2.3 分子系统学研究方法
• 3 三种纤毛虫生长率及IGS序列的相关性研究
• 3.1 三种纤毛虫生长率及IGS序列研究结果
• 3.1.1 三种纤毛虫rm操纵子简要分析
• 3.1.2 三种纤毛虫丨GS序列分析
• 3.1.3 三种纤毛虫的内禀生长率
• 3.2 讨论
• 3.2.1 纤毛虫内禀生长率与IGS序列间的相关性
• 3.2.2 基于IGS序列探讨其在纤毛虫分类学中的应用
• 参考文献
• 附录：作者攻读硕士学位期间发表论文及科研情况
• 致谢