土壤纤毛虫喜藤帕森虫皮层纤毛器微管胞器的形态观察

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摘要：应用荧光紫杉醇直接荧光标记，结果表明，土壤纤毛虫喜藤帕森虫（Pattersoniella vitiphila）皮层纤毛器微管胞器中额棘毛基部含极发达的前纵微管束和后纵微管束；迁移棘毛基部含放射状微管和后纵微管束；中腹棘毛基部含放射状微管束；横棘毛基部含前纵微管束；缘棘毛基部含前纵微管束、后纵微管束、横微管束、放射微管和短微管芽；背触毛基体微管由前纵微管和后纵微管组成。腹棘毛基部仅含有呈放射状的基部微管束，其他纤毛虫中未见报道；推测喜藤帕森虫的纤毛器基部微管具有与土壤环境相适应的结构特征。

关键词：土壤纤毛虫； 喜藤帕森虫（Pattersoniella vitiphila）； 微管胞器； 直接荧光标记

中图分类号：Q-336 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）15-3665-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.15.020

Abstract： The microtubular organelles in the cortical ciliature of soil ciliate Pattersoniella vitiphila were visualized by flutax direct fluorescent labeling. It was found that the anterior longitudinal microtubules and the posterior longitudinal microtubules were located in the basal part of frontal cirri， the radiate microtubules accured in transfer cirri and ventral cirri， and the transfer cirri also contained posterior longitudinal microtubules. Anterior longitudinal microtubules were discovered in the basal part of transverse cirri. The anterior longitudinal microtubules， posterior longitudinal microtubules， transeverse microtubules， radiate microtubules and sprout microtubules were visualized in the basal part of marginal cirri. The anterior longitudinal microtubules and posterior longitudinal microtubules were settled in the basal part of dorsal cirri. The result shows that the characteristic of microtubular structure of P. vitiphila was an adaption of soil environment， and it was first reported that ventral cirri only contains radiate microtubules in the basal part.

Key words： soil ciliate； Pattersoniella vitiphila； microtubular organelle； fluorescent labeling

自从Arregui等[1，2]提出运用荧光紫杉醇（FLUTAX）直接标记纤毛虫皮下微管后，腹毛目纤毛虫微管胞器的研究成为热点。史磊等[3]、翟羽佳等[4]运用蛋白银染色、扫描电镜术、荧光紫杉醇直接标记等方法分别对尖毛虫草丛土毛虫（Territricha stramenticola）和施氏腹柱虫（Gastrostyla steinii）营养期微管形态及无性生殖期间个体新老结构演化进行了探索研究，并详细描述了这两种尖毛虫无性生殖过程中新老结构的组装分化；刘兰侠等[5]观察到尾柱科纤毛虫大尾柱虫（Urostyla grandis）皮层纤毛器基部微管形态；俞丽丽等[6]应用荧光紫杉醇直接荧光标记显示了侧毛虫科纤毛虫拟翁口虫（Onychodromopsis sp.）营养期及无性生殖过程中纤毛器基部微管形态。本研究采用一种大型的土壤纤毛虫喜藤帕森虫（P. vitiphila），应用荧光紫杉醇直接荧光标记显示该种纤毛虫皮层微管形态和定位。

1 材料与方法

1.1 试验材料

喜藤帕森虫采自浙江省宁波市天童山竹林，将采集的枯竹叶与竹皮浸泡于培养水中分离得到营养生长状态的纤毛虫。在25 ℃条件下，以麦粒发酵产生的细菌作为食物，在竹叶浸出液中继续培养纤毛虫。

1.2 试验方法

参考何兰等[7]的FLUTAX法，具体步骤如下：①用微吸管吸取纤毛虫滴在载玻片上，取0.05%皂苷50 μL滴入纤毛虫液体中，渗透30 s后用PHEM清洗2次；②于50 μL 4%多聚甲醛中固定30 s，PHEM清洗2次；③用50 μL 0.02% TritonX-100抽提20 s，PHEM清洗2次；④于20 μL浓度为1 μmol/L的 FLUTAX-2（Sigma）中染色8～10 min，PBS清洗3次，盖片。采用Olympus BX荧光显微镜观察，Cool SNAP-Pro数码相机照相。

2 结果与分析

2.1 纤毛器微管

喜藤帕森虫营养期皮层纤毛器由口围带、波动膜、额腹横棘毛、左右缘棘毛和背触毛组成。口围带位于细胞前部分，呈“？”形，领部和翻领部共60～70片小膜，占细胞全长的2/5；波动膜位于口围带右侧，由口围带基部向细胞前方延伸。每片波动膜由紧密排列的纤毛组成；额棘毛2列，呈斜向平行排列，第1列7～8根，第2列5～6根；迁移棘毛2根，位于额棘毛右侧；中腹棘毛2列，自细胞右前方向后方成对排列；横棘毛位于最后1对腹棘毛后方，呈斜向排列；左右缘棘毛分别排列在细胞左右侧（图1-1）。

2.2 纤毛器附属微管

2.2.1 口围带和波动膜基部微管 口围带小膜托架由横向平行的基部微管托架构成，从口基部至翻领部中部，小膜托架逐渐变宽，翻领部中部与领部小膜托架宽度大致相等。领部小膜托架向细胞皮层内部发出2束微管束，呈“∧”形，其长度大约为口围带纤毛的一半。对应每片小膜由基部向右前发出1束微管束（图1-2、图1-5）。波动膜位于口围带右侧，由口内膜和口侧膜组成。口内膜靠近口围带，口侧膜靠右侧。波动膜基部与口围带基部相连接。口围带与波动膜微管形成发达的口区微管骨架（图1-3）。口底托架微管从口区基部沿着波动膜向前延伸。口底托架底部向右后方发出一束粗大的微管束，形成口后微管束（图1-4）。

2.2.2 额腹横棘毛基部微管 额棘毛基部微管包括前纵微管束和后纵微管束。第1列额棘毛前纵微管束较短，向口腔内壁延伸约5 μm；后纵微管束由基体向后延伸约10 μm。第2列额棘毛基部前纵微管束和后纵微管束均比第一排发达，其前纵微管束延伸至第一排额棘毛的后纵微管束末端，与前一排额棘毛后纵微管束几乎在一条直线上，且两者长度大致相同；后纵微管束的长度约30 μm，其向左后侧延伸汇聚（图1-6）。腹棘毛基部微管由放射微管束组成，放射微管以棘毛基部为中心，向四周放射状排布，不具有特定的方向性，向各方向伸展的放射微管粗细均匀且长度大致相等，每根微管伸展约20～30 μm（图1-7）。横棘毛基部前纵微管束由棘毛基部皮层向前方伸展，在第5对腹棘毛基部附近汇聚于一点。其中左、右两侧的微管束长约40 μm和80 μm，中间的微管束按自左至右的顺序在40～80 μm范围内逐渐增长。相对于十分发达的前纵微管束，其后纵微管束与横微管束则未观察到明显的分化（图1-8）。

2.2.3 左右缘棘毛基部微管 缘棘毛基部微管包括前纵微管束、后纵微管束、横微管束和短微管芽。前纵微管束自棘毛基部向细胞左前方伸展约20 μm；后纵微管束向细胞右后方延伸5～8 μm；左缘棘毛基部横微管束伸向细胞右侧，而右缘棘毛基部横微管束则伸向细胞左侧。自细胞后端至口区，横微管束逐渐加粗变长，介于20～30 μm之间。每根棘毛基部向后方发出一段小的微管芽，向所在皮层伸展约5 μm（图1-10、图1-11）。

2.2.4 背触毛基部微管 背触毛基体微管由前纵微管和后纵微管组成，两者长度大致相同，均为10 μm左右。相邻背触毛基体微管相互平行（图1-9）。

3 小结与讨论

Berger[9]将喜藤帕森虫归属为腹毛目尖毛科，但与其他自由生的尖毛科纤毛虫相比较，其皮层纤毛模式及其纤毛虫基部微管的形态显示较大的差异。喜藤帕森虫与阔口尖毛虫（Oxytricha platystoma）[10]比较，腹皮层纤毛器中，前者含2列平行排列的额棘毛、2列成对排列的中腹棘毛和1列（共10根）横棘毛，但后者的额-腹-横棘毛则按8-5-5模式排列；纤毛器基部微管中，前者的腹棘毛基部微管呈放射状排布，而后者腹棘毛基部含有前纵微管束和后纵微管束，且这两类微管的发达程度及定位方式不同；此外，喜藤帕森虫的额棘毛右侧含2根迁移棘毛，但在阔口尖毛虫中则未见迁移棘毛。将喜藤帕森虫与目前报道的土壤纤毛虫如草丛土毛虫相比较，其中两者在左、右缘棘毛基部均含有前纵微管束、后纵微管束、横微管束和后微管芽，且这些微管结构的定位方式显示相似的特征。由此表明，喜藤帕森虫的纤毛器基部微管具有与其他土壤腹毛类纤毛虫相似的与土壤环境相适应的结构特征。顾福康等[11]曾详细地描述了由蛋白银染色方法显示的游仆虫棘毛基部含前纵纤维、后纵纤维和放射纤维，而喜藤帕森虫中腹棘毛基部仅含有呈放射状的基部微管束，未见其他类基部微管，在其他纤毛虫中尚未见报道，初步推测该基部微管是一类处于进化中的纤毛器基部微管。

参考文献：

[1] ARREGUI L，MU？SOZ-FONTELA C， SERRANO S，et al. Direct visualization of the microtubular cytoskeleton of ciliate protozoa with a fluorescent taxoid[J].Journal of Eukaryotic Microbiology， 2002，49（4）：312-318.

[2] ARREGUI L，MU？SOZ-FONTELA C，GUINEA A，et al. FLUTAX facilitates visualization of the ciliature of Oxytrichid hypotrichs[J]. European Journal of Protistology，2003，39（2）：169-172.

[3] 史 磊，运迷霞，顾福康.草丛土毛虫皮层纤毛器的微管胞器研究[J].分子细胞生物学报，2009，42（2）：109-117.

[4] 翟羽佳，范鑫鹏，杨林颖，等.纤毛虫施氏腹柱虫细胞纤毛器微管的激光共聚焦显微观察[J].电子显微学报，2013，32（2）：156-162.

[5] 刘兰侠，余齐耀，俞丽丽，等.腹毛目纤毛虫大尾柱虫腹皮层纤毛器基部微管的荧光标记[J].四川动物，2010，29（（4）：576-579.

[6] 俞丽丽，运迷霞，翟 楠，等.拟翁口虫形态学及形态发生学现象的初步研究[J].动物学杂志，2011，46（4）：59-65.

[7] 何 兰，曾 红，沈 洁，等.FLUTAX法显示纤毛虫微管胞器的改良[J].动物学杂志，2006，41（3）：59-61.

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[9] BERGER H. Monograph of the Oxytrichidae[M]. Kluwer Academic Publishers，1999.

[10] 郭 键，张小翠，翟 楠，等.阔口尖毛虫纤毛器微管的激光共聚焦显微镜观察[J].动物学杂志，2011，46（2）：65-69.

[11] 顾福康，张作人.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[J].动物学研究，1989，10（2）：89-98.