土壤原生动物

笔者于1983年夏,对长白山北坡针阔混交林不同生境中土壤原生动物的生态分布进行了初步调查。目的是了解原生动物在针阔混交林的分布规律及其与生态条件的关系,为森林生态系统的结构与功能的研究打好基础。

一种游仆虫皮层纤维结构的扫描电镜研究

应用扫描电镜研究了一种游仆虫皮层纤维结构。结果显示,口围带托架由横向组排在一起的小膜托架单元组成,每个小膜托架是由40—50nm直径的纤维编织成的长方形薄片,波动膜托架是横向平行排列和纵向平行排列的两部分共60多股纤维交错编织成的网状结构;额腹横棘毛区表膜下含有纵纤维层、球形纤维层和深部纤维层三层纤维,其纵纤维层在相应于游仆虫皮层脊(或脊和唇)之间的表膜下方被纵沟分成几部分;背面表膜下含有纵纤维层,这层纤维下似乎也有球形纤维层。此外,作者也推测了这些皮层纤维结构在游仆虫皮层形态的保持,支持纤毛器和纤毛器运动及形态发生等方面的作用。

急纤虫Tachysoma pellionella无性生殖周期中核器和纤毛器的演化

应用能同时显示纤毛虫的皮膜结构及核器的蛋白银染色方法,研究了急纤虫Tachysoma pellionella的形态及其无性生殖周期中核器和纤毛器的发育演化过程。其中的形态发生过程是:(1)大核改组带出现后,在口围带(AZM)和腹棘毛VC4、VC5之间形成一条细线,于细线中发生许多成群的毛基体,逐渐演变成为后AZM原基区。最终,原基区颗粒组装成一片片整齐排列的小膜,它们构成为新AZM。老AZM也伴随着由基部向前更新,(2)在额棘毛FC5-FC8和腹棘毛VCl-VC3全部瓦解时紧接着产生前、后波动膜原基和新棘毛原基区,并发生波动膜的分化,棘毛的分化、移动和定位过程;(3)左、右缘棘毛原基的发育形式相同,但右缘棘毛原基的发育稍早。在右缘棘毛列中的第2(或第3)根和约第16根棘毛、左缘棘毛列的第1根和约第17根棘毛开始,随老棘毛基部的瓦解,于老棘毛基部位置各产生前、后两部分新缘棘毛原基,左、右每部分原基各占据了约六个老棘毛基部位置后分别朝所在的老棘毛列的外侧、内侧向后伸展开来;(4)在第1—3列背触毛中分别于每列之前、后两部分的中部范围产生前、后第1—3列新原基,每列原基向其两端伸展替代老背触毛列,它们后来成为前、后仔虫的相应的第1—3列新背触毛。接着在前,后各第3列背触毛原基后端发生前、后第4列原基,并稍偏向第3列原基的右侧向前伸展开来。前、后各第5、6列背触毛原基于虫体腹面相应的前、后右缘棘毛原基的前方出现,在虫体演化过程中它们转位到背面。

包囊游仆虫包囊形成和解脱过程中纤毛器的分化

包囊游仆虫(Euplotes encysticus)形成包囊时,各类纤毛器中的纤毛杆被部分地或全部地吸收,毛基体被保留下来。休眠包囊中,背纤毛器的定位无明显变化,但原腹面纤毛器中的口围带和波动膜、额腹棘毛和横棘毛,以及左、右尾棘毛都按序陷入在细胞质内深处,并相互汇聚在一起。脱包囊时,纤毛结构在原毛基体上再分化,新纤毛器按口围带、横棘毛、额腹棘毛和左、右尾棘毛的顺序从细胞内显露出来。

一种游仆虫棘毛基部纤维的形态及其在形态发生过程中的演化

游仆虫皮层棘毛基部纤维包括纵纤维、前纵纤维和放射纤维:额腹棘毛基部后纵纤维一般长而粗大,前纵纤维次之,放射纤维较细小;横棘毛基部前纵纤维几乎纵贯额腹横棘毛区皮层,而放射纤维较为细小;尾棘毛基部仅与一类更为细小的放射纤维相联系。不同额腹棘毛基部的同种纤维大小、形态不尽一致,各种纤维由棘毛基部区向皮层细胞质多个方向伸展,表现出极性和不对称性。并且额腹横棘毛基部纤维相互交联在一起,导致这一皮层区域形成强大的棘毛基部纤维网络。 游仆虫形态发生中,横棘毛原基向皮层裂口上方伸出一束粗大的纤毛芽时,先后发生模棘毛原基前纵纤维芽、额腹棘毛原基后纵纤维芽,以及这些棘毛原基放射纤维芽。纤维芽的发育顺序是从左列棘毛原基开始,到右侧的棘毛原基。这种纤维物质生长的顺序性,与新棘毛原基的发生和分化是相一致的。并且额腹棘毛基部后纵纤维和横棘毛基部前纵纤维形成中显示出极性和方向性,纤维物质生长伸长的方向与相应的新棘毛迁移方向相反。 老棘毛基部纤维在游仆虫形态发生过程中必然要退化。我们推测,其瓦解过程与细胞分化中老棘毛逐渐失去功能是有联系的。

纤毛虫形成包囊和脱包囊的研究及其意义

原生动物纤毛虫的生活史中,经常涉及到无性生殖或有性生殖过程,这是众所周知的。而除此之外,许多纤毛虫生命活动受到阻碍时,又往往发生形成包囊(encystment)的过程。此封,纤毛虫由活动状态变为静止不动,在细胞团缩并逐渐失去某些结构的同时,分泌物质形成包囊壁(cyst wall),成为圆球形或近圆球形的包囊(cyst)。一旦环境适宜,形成包囊的细胞则会脱包囊(xcystment),恢复正常的活动。

红色角毛虫生理改组过程的研究

红色角毛虫在生理改组时,随着老纤毛器的瓦解,先后出现新的口器,额、腹、横棘毛,左、右缘棘毛和背触毛四个原基区,并发生原基区的分化、新结构的形成和定位。这种新、老结构的更替过程相似于同种纤毛虫正常形态发生时期纤毛器的演化过程,口围带改组时,新口围带原基在左列中腹棘毛左侧的范围形成,后来,随着老口围带的瓦解,它向前方移动并处于老口围带的右侧,并继续朝老口围带位置移动、替换老口围带。这不同于其他常见的腹毛类纤毛虫,生理改组时新口围带原基在瓦解着的老口围带的位置逐渐移动替换老口围带的情况。

阔口尖毛虫无性生殖和生理改组过程的比较

阔口尖毛虫无性生殖中先后发生后口围带原基,前、后的波动膜原基,额腹横棘毛原基和左、右缘棘毛原基,老口围带也在此期间更新,结果形成2套新纤毛结构,原老结构瓦解消失;生理改组时按同样顺序产生口围带原基等几类腹面纤毛原基,结果形成1套新纤毛结构,替换老结构。在这两个截然不同的过程中,新纤毛结构的分化和老纤毛结构退化时也表现出某些相似的特征。作者据此推测,这种纤毛虫无性生殖和生理改组中,纤毛原基的发生、发育和定位在细胞控制机理上可能是相同的。

尾柱虫(Urostyla cristata)的形态发生研究

U.cristata的表膜“纤毛图式”的构成多而复杂,棘毛大小、基部形状都不相同。在分裂时期产生四个新原基(primordium)区域:(1)口原基(AZM和PM),(2)额部、腹部和臀部棘毛原基(FVT),(3)缘棘毛原基和(4)背触毛原基。U.cristata在无性分裂时,以口原基的出现为第一迹象,PM和No.O棘毛及腹棘毛中部分棘毛产生新原基居中,而以缘棘毛和背触毛产生原基为最后。分裂过程中,后仔虫上的PM是在新AZM原基的右边产生的,而前仔虫上的老PM则在原位从上往下开始更新的,老AZM是在原位从下往上更新的。左右两边缘棘毛都是在最左一条棘毛排上出现上下两个原基区域的。背面各排触毛的原基是在虫体长1/3和2/3两个位置上出现的。

一种游仆虫无性生殖周期中大核及其DNA含量的变化

应用光学显微镜、显微光度计和定量细胞化学技术研究了一种游仆虫无性生殖周期中大核及其 DNA 含量的变化特征,获得如下结果:(1)游仆虫细胞周期分成 G_1期、S 期和 D 期,各个时期在整个细胞周期中所占的时间速率分别为36%、59%和5%。(2)游仆虫细胞周期中,G_1期大核迅速增大,但此时大核无 DNA 合成现象,DNA 分布密度随大核增大而降低;S 期大核前期增大,此后变小,大核 DNA 含量连续增加,大核 DNA 分布密度也随着增高。8期结束后,大核 DNA 含量相当于 G_1大核的两倍;D期大核又显著增大,DNA 分布密度稍高于 G_1期大核的水平。(3)由游仆虫孚尔根反应大核的形态,大核 DNA 三维吸收图像和显微光度术定量分析数据表明,游仆虫大核 DNA 含量的变化仅发生在 S 期,S 期大核中 DNA 合成与大核改组带相联系。

棘尾虫对折右纵断片的再生和纤毛模式形成的研究

应用切割嫁接方法获得的棘尾虫完全对折和部分对拆右纵断片都经历了一面调整极性、一面再生和形态发生的过程。推测这两种断片在纤毛模式形成中发生的诸多现象可能与所在断片再生时的极性调整变化状态有关。

冠突伪尾柱虫(Pseudourostyla cristata)接合生殖的研究 Ⅰ.核器演化

在25℃条件下,冠突伪尾柱虫接合生殖全程历时10天左右。接合生殖过程中的核器演化包括:①数十枚老的大核逐步瓦解。电镜观察表明,老的大核是以一种类似于食物泡消化的方式被吸收的,并在此过程中伴有大量溶酶体出现。②仅8枚左右小核中的一枚参与新核器的发生。首先,位于胞口后部的一枚小核膨大并进行一次预备分裂,接着发生三次成熟分裂。每一接合体内形成一枚雄原核和一枚雌原核。雄原核互向对方迁移并与其雌原核融合成为合子核。合子核分裂两次,四枚子核之一发育为大核原基,另一枚发育为小核原基,其余两枚退化。预备分裂和前两次成熟分裂各自产生的两枚子核中,仅一枚进入下一次分裂,另一枚解体消失。在第一次成熟分裂前期,“降落伞”的形成和发展经历着复杂的结构变化,持续一小时以上。③大核原基经过长时间的发育,伴有多线染色体的形成和解体等一系列变化,方达成熟状态。成熟的大核原基以伸长断裂、分叉断裂和哑铃形缢缩三种方式进行分裂,小核原基亦随之分裂,逐步形成具60枚左右大核、8枚左右小核的正常营养体。其后,大核融合,开始配后第一次无性分裂。值得注意的是,大核原基发育到将成熟时,最初的迹象是染色质向大核原基中央集结成团,染色质团与核膜之间充满着匀质的核液。

伪尖毛虫Oxytricha fallax的形态学研究

伪尖毛虫Oxytricha fallax系原生动物门、纤毛虫纲、腹毛目、尖毛虫科的一种常见的单细胞动物。一般认为分裂间期的伪尖毛虫具有两个长圆形大核和两个圆球形小核。虫体腹面生有八根额棘毛、五根腹棘毛及五根肛棘毛,周缘左右两侧还生有缘棘毛,背面则有五列背触毛。 伪尖毛虫是原生动物中高度进化的类型,大、小核有显著的分化,细胞表面的纤毛小器官复杂而又明显,因此它是用以进行研究的一种良好材料。对它的核器与纤毛小器官以及它们在无性分裂过程中的发生和变化进行认真的探讨,可以使我们较详细地掌握该虫的形态特征,同时也能为进一步的研究提供一些资料。

冠突伪尾柱虫(Pseudourostyla cristata)接合生殖的研究

冠突伪尾柱虫行暂时接合,两接合体融合的部位为额下区,与其它腹毛类纤毛虫所发现的不对称接合方式不同。该种接合双方的排列是对称的。从比较分析中我们发现,纤毛器吸收的模式决定于接合方式。在为期10天左右的接合生殖过程中,共发生三次皮膜更新。第一次改组开始于第二次成熟分裂的前中期。这次改组中,各类纤毛器原基产生的部位、时序与无性分裂时的后仔虫基本相同。第二次更新发生于大核原基内染色质向中央聚集时。这次更新是在旧的纤毛器和毛基粒完全丧失数天之后重新发生的。第三次改组发生于具10枚左右大核的时候(另一种情况则发生于成熟大核原基缢缩呈哑铃形或三节串珠形时)。这次改组是以一种类似于生理改组的方式进行的。第一和第二次皮膜形态发生具有不成熟的特点,即各种纤毛器的个员数趋于减少,甚至缺如。第三次改组完成后,各种纤毛器恢复到原来的水平。皮膜改组和核器发生之间没有发现严格的相关性,二者似乎是以两个相对独立的系统分别进行的。

膜口类纤毛虫闪瞬目虫Glaucoma scintillans的形态学和形态发生过程的研究

应用细胞学染色技术和扫描电子显微镜技术,观察和描述了闪瞬目虫的形态结构和形态发生过程。实验第一次发现了闪瞬目虫无性生殖周期中伴随着后仔虫口器发生过程的一个特殊现象,即后仔虫口器的“移位”现象。本文从该虫的口器特点及口原基发生特点上,解释了这种“移位”现象。闪瞬目虫的口器“移位”运动分两步进行:当后仔虫的口原基发育到三片口小膜和一片波动膜基本分化成形以后,口原基先由纵向排列的位置顺时针旋转到近似水平的位置(约 90°旋转),再由水平位置过时针旋转到倾斜位置(约60°旋转)。从而保证了闪瞬目虫无性生殖后期前、后仔虫的口器在纵轴位置和倾斜角度上的一致性。

不同生长期瞬目虫(Glaucoma scintillans)的同工酶的比较研究

以无菌培养的原生动物纤毛虫瞬目虫(Glaucoma scintillans)为材料,比较它们对数生长期和衰老期的酯酶同工酶,酸性磷酸酶同工酶,苹果酸脱氢酶同工酶及乳酸脱氢酶同工酶的差异.结果表明在不同生活状态下,四种酶同工酶蛋白带有明显差异;对数生长期细胞的同工酶活力和数量明显高于衰老期细胞的同工酶的活力和数量.说明同工酶不但是生物体代谢的调节者,亦能作为生物衰老的一种指标.

冠突尾往虫(Urostyla cristata)实验再生的研究——皮层纤毛小器官的观察

对冠突尾柱虫进行显微手术,得到合融合大核的后断片,进而观察它们的表膜小器官的形态发生。其整个形态发生过程基本上是尾柱虫形态发生的延续。值得指出的是尽管大核DNA含量发生了明显的变化,但这种有高度组织化的,有顺序的形态发生没有改变,依然按照它们正常模式发育,不受大核DNA含量变化影响。实验结果说明了细胞表面模式是不易受到细胞内部或外部因素的影响。

急纤虫Tachysoma pellionella的实验再生

观察急纤虫Tachysoma pellionela切割后的断片的再生过程,发现急纤虫的大核对再生过程具有重要作用。急纤虫在再生过程中它的毛基系的形态发生与所在的皮膜本身相联系,这与其他的许多研究相一致;并且急纤虫的皮膜其老口围带对再生过程中新棘毛原基的棘毛的分化和移动具有抑制作用,它对其远端的抑制作用弱,对近端的强,这种抑制作用随老口围带的小膜的瓦解、吸收和新口围带小膜的改组更新而消失。

冠突伪尾柱虫(Pseudourostyla cristata)实验再生研究

冠突伪尾柱虫(Pseudvurostyla cristata) 含约70枚大核。我们用显微手术横切G1期细胞,得前后两块相等断片;分别培养。60小时后,断片再生完成。在再生过程中,随细胞体积增大,大核数目也增加。大核的数目和细胞体积存在着一定的均衡关系。在细胞无性分裂过程中,许多大核改组后,融合成一个融合大核。这个融合大核具两个仔虫的大核数目和DNA量。我们用显微手术得到含融合大核的后断片。在后断片再生后恢复的虫体内,我们发现本应分配到两个仔虫中去的大核数目,被限制在一个虫体的大核数目上。这说明了细胞质可以影响和调节大核的数目。并还证明了这种虫体大核DNA量较正常虫的大核DNA量约多一倍。其中大部分虫体分裂时,大核不经改组就开始融合和分裂;从而使DNA量回复正常。同讨还发现小部分虫体通过排出大核多余核物质方式来调节大核DNA量。这些现象说明了细胞核质之间存在着一种调节相对平衡和相互协调的机制。

一种长期维持四膜虫种源的方法

平菇Pleurotus ostreatus(一种人工栽培的食用真菌)的水提取液作为长期维持梨形四膜虫Tetrahymena pyriformis种源的培养液。在这种培养液中接入对数生长的四膜虫,并在它的上面复盖一层液体石腊油,置室温(温度变化范围为8—30℃)下维持达到一年以上。 用这种方法维持一年后的四膜虫,细胞大小和细胞大核直径都要比在丰富有机培养基中正常生长的对数期细胞要小一些,除外,没有其它明显的形态变化。 用这种方法维持一年后的四膜虫,只需经过一次转接到丰富有机培养基中,其细胞大小、细胞大核直径就能恢复到正常情况,但是转接后发现有较长的停滞期。