發(fā)布時(shí)間：2020-11-16 09:50

　　 不同于以光合作用為基礎(chǔ)進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量流動(dòng)的沿岸淺海生態(tài)體系,深海極端環(huán)境存在一種基于化能合成作用的生態(tài)系統(tǒng),其同樣孕育著繁茂的生物群落�；�能自養(yǎng)微生物作為初級(jí)生產(chǎn)者,氧化環(huán)境中的硫化氫、甲烷等物質(zhì)為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量。深海偏頂蛤(Bathymodiolus platifrons)是深�；�能合成生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)種,也是深海共生體系研究的模式物種,其通過足絲粘附于自生碳酸鹽巖等硬質(zhì)基底,對(duì)海洋環(huán)境具有廣泛適應(yīng)性。與淺海貽貝通過過濾海水中的浮游生物和顆粒有機(jī)物獲取食物的方式不同,深海偏頂蛤鰓上皮細(xì)胞-特化細(xì)胞(bacteriocytes)含有大量的共生菌,這些共生菌利用環(huán)境中的甲烷、硫化氫、氫氣等為宿主提供絕大部分的能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。海洋后生生物與化能自養(yǎng)微生物之間良好的共生關(guān)系的建立是深海生物群落維持生命活動(dòng)的主要原因。然而隨著研究的深入,傳統(tǒng)技術(shù)手段在深海生命過程研究中的不足逐漸凸顯,拉曼光譜技術(shù)由于其無損的、非接觸的原位檢測(cè)優(yōu)勢(shì),可以提供生物組織、單細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)信息、分布特征,為深海生命過程研究打開新的窗戶。本文圍繞廣泛分布于中國(guó)南海冷泉區(qū)的深海偏頂蛤(Bathymodiolus platifrons)展開研究,利用共聚焦顯微拉曼光譜技術(shù)對(duì)深海偏頂蛤帶菌鰓絲、去共生10周的不帶菌鰓絲、甲烷氧化菌、去共生10周深海偏頂蛤的不帶菌鰓細(xì)胞、深海偏頂蛤以及大連小平島貽貝足組織分別進(jìn)行拉曼分析,旨在從生物組織和單細(xì)胞水平初步探究深海偏頂蛤的共生關(guān)系以及貽貝為應(yīng)對(duì)環(huán)境所形成的適應(yīng)機(jī)制�；�于拉曼光譜數(shù)據(jù)對(duì)比分析得到如下結(jié)論:(1)去共生前后的深海偏頂蛤的鰓絲在形態(tài)和組分上發(fā)生明顯變化。形態(tài)上帶菌鰓絲相對(duì)較肥大飽滿,中心腔相對(duì)集中,去共生不帶菌鰓絲較瘦小,中心腔相對(duì)分散;組分上去共生前后拉曼信鰓絲的拉曼信號(hào)發(fā)生明顯變化,甲烷氧化菌的拉曼光譜位于749 cm~(-1)具有高強(qiáng)度遺傳信息信號(hào),可能作為篩選甲烷氧化菌的標(biāo)記圖譜。(2)去共生的深海偏頂蛤鰓細(xì)胞與常見的生物細(xì)胞組分以及形態(tài)結(jié)構(gòu)基本相似。拉曼譜圖表明鰓細(xì)胞組分主要由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等組成,分別以位于789 cm~(-1)的DNA特征峰、1006 cm~(-1)苯丙氨酸特征峰、1747 cm~(-1)脂質(zhì)的特征峰表示細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜,得到鰓細(xì)胞的2D拉曼彩色編碼圖。圖像直觀地展示了細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)以及組分分布情況。(3)深海偏頂蛤(Bathymodiolus platifrons)和大連小平島貽貝(Mytilus edulis)的足絲表觀差異是由貽貝足腺體分布特征決定的,是貽貝對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性表現(xiàn)。表觀上深海貝足絲的粗度約為淺海貝的5.7倍,其外皮表面相對(duì)粗糙雜亂且粘附盤較大;足腺體分布特征上深海貝足腺體分布相對(duì)分散,淺海貝足腺體分布相對(duì)集中。足絲是貽貝足內(nèi)部腺體的外在表現(xiàn)形式,不同海域貽貝足絲的表觀差異的內(nèi)在原因是其足腺體分布特征的差異,是貽貝為應(yīng)對(duì)不同海域環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q958.8
【部分圖文】：

第 1 章 緒論化碳作為碳源，并氧化硫化物進(jìn)行二氧化碳固定，反應(yīng)釋放的能量為宿主提供能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（Duperron et al., 2009）。氫酶基因片段氫氧化作為替代能源的潛力（Petersen et al., 2011）。宿主貽貝為體一個(gè)可以進(jìn)行化學(xué)能轉(zhuǎn)化的穩(wěn)定物理化學(xué)環(huán)境。反過來，共生菌為養(yǎng)物質(zhì)以供其生存。此外，共生菌還可能通過分泌抗生素、蛋白酶助宿主適應(yīng)不同的生物和非生物環(huán)境壓力（Pimenov et al., 2000）�；�菌的貽貝而言，其可以利用環(huán)境中的硫化氫使得宿主可以避免硫此深海偏頂蛤?qū)τ谏詈；�能合成生態(tài)系統(tǒng)的研究具有重要意義。

共聚焦顯微拉曼光譜技術(shù)在深海偏頂蛤環(huán)境適應(yīng)性機(jī)制中的應(yīng)用級(jí)的基態(tài)振動(dòng)能級(jí)躍遷到受激虛態(tài)再返回到電子基態(tài)的第一振動(dòng)能級(jí)，此時(shí)散射光子能量為 h(ν0-Δν)，產(chǎn)生的拉曼線稱為 Stokes 線，其頻率低于入射光頻率，如處于基態(tài)電子能級(jí)第一振動(dòng)激發(fā)態(tài)的分子躍遷到受激虛態(tài)再返回到基態(tài)振動(dòng)能級(jí)，此時(shí)能量為 h(ν0+Δν)，所產(chǎn)生的拉曼線稱為 anti-Stokes 線，其頻率高于入射光頻率。結(jié)合玻爾茲曼分布，在常溫下處于基態(tài)的分子占絕大百分比，所以 Stokes線強(qiáng)度要高于 anti-Stokes 線，且隨溫度升高，Stokes 線強(qiáng)度降低，anti-Stokes 線強(qiáng)度升高。Stokes 線或 anti-Stokes 線與入射光的頻率差稱為拉曼位移（Δν=ν0-νR），對(duì)于同一種物質(zhì)分子，當(dāng)入射光頻率改變時(shí)，拉曼線頻率也隨之改變，但拉曼位移不變，因此拉曼位移只與分子振動(dòng)能級(jí)躍遷有關(guān)，與入射光頻率無關(guān)。

顯微拉曼光譜儀的布局模式圖：1.拉曼光譜儀，2.光子晶體裝置，5.激光光源，6.光纖，7.柯勒白光照明，8.物鏡，9.聚焦10.壓電掃描臺(tái)與機(jī)械平臺(tái)ayout pattern of confocal Raman micro-spectroscopy: 1. Ramastal filter, 3. CCD detector, 4. Filer, 5. Laser light source, 6.opt for kohler illumination source, 8. Objective, 9.z axis electric m10.piezoelectric scanning station and mechanical platform與激發(fā)功率成正比，激光功率的選擇取決于激光波長(zhǎng)和其他成像條件（激光聚焦直徑等），所以激發(fā)激光到足夠多的信號(hào)又要保證在樣品熱分解點(diǎn)以下。術(shù)技術(shù)主要是在光路中引入針孔，焦平面的焦點(diǎn)位置度聚集通過針孔后被探測(cè)器接收，而位于焦平面上下
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本文編號(hào)：2885991