水蛛(Argyronetaaquatica)的丝腺形态学观察及常见蜘蛛MaSp1基因的聚类分析

摘要

水蛛(Argyroneta aquatica)，是目前世界上唯一一种栖息在小溪、池塘、沼泽等小型水体中以捕食小鱼、小虾、昆虫幼虫为生的蜘蛛，并广泛分布于欧亚大陆。自上世纪80年代以来，随着欧洲各国的城市化发展、亚洲等国对植被的过度开发等行为导致的水土流失引发的溪水断流、池塘干涸，沼泽枯竭等一系列问题，加快了水蛛栖息地的消亡速度，在人们真正开始认识到这种生物之前，水蛛的生存现状已经开始变得不容乐观。水蛛的生活极其依赖对蛛丝的使用，而其生存的水下环境直接导致了其蛛丝与陆生蜘蛛蛛丝有所不同。本文对水蛛丝腺形态、蛛丝蛋白基因和气管结构等方面进行了研究，从蛛丝起源着手，结合分子数据对水蛛蛛丝蛋白进行一定的分析，并与其他常见陆生蜘蛛的丝腺形态、蛛丝蛋白基因进行了比较，为达成对水蛛的进一步完全认识提供了一定的基础，也为更好的了解蜘蛛这一特殊类群、人工合成蛛丝等方面提供了资料。
　　具体结果如下：
　　（1）在解剖镜下共观察到水蛛的5种丝腺并拍照记录，5种丝腺分别是大壶状腺、小壶状腺、管状腺、梨状腺和葡萄状腺，均为常见的丝腺种类；
　　（2）将水蛛丝腺与常见的大腹园蛛丝腺进行比对，发现水蛛缺少聚状腺与鞭状腺，但拥有在大腹园蛛中没有观察到的管状腺。水蛛与大腹园蛛所共有的丝腺为大壶状腺、小壶状腺、梨状腺和葡萄状腺。与大腹园蛛相比，水蛛的大壶状腺和小壶状腺均不如大腹园蛛复杂，梨状腺和葡萄状腺在两者之中数目、腺体形态等方面均大致相当。但通过分析，在水蛛中较为发达的管状腺所分泌的管状腺丝在其钟形网的构成中起了重要作用，为管状腺的发达提供了解释，同时也与其它陆生蜘蛛仅使用管状腺丝作为卵囊构成相比，体现了水蛛的特殊性，也提出了管状腺丝的另一种使用方法；
　　（3）设计出了一对可在部分蜘蛛类群中通用的引物，扩增出水蛛、森林漏斗蛛和华南壁钱三种蜘蛛的大壶状腺丝蛋白1基因（MaSp1）的部分序列；
　　（4）使用下载自NCBI数据库的蛛丝蛋白基因序列，构建了BI树，对目前现有的来自23科36属52种蜘蛛的10种蛛丝蛋白基因共220条序列进行了亲缘关系分析，确认了所得到的序列为大壶状腺丝蛋白1的序列片段。并发现蛛丝蛋白的演化遵循自原始蛛丝蛋白到葡萄状腺丝蛋白、梨状腺丝蛋白、管状腺丝蛋白、壶状腺丝蛋白到鞭状腺丝蛋白和聚状腺丝蛋白的过程，为蛛丝蛋白的演化提出了一种可能的演化过程。
　　（5）对水蛛气管结构进行了观察，并与3种常见陆生蜘蛛，宁波熊蛛、广缕网蛛及大腹园蛛的气管结构进行了对比。发现水蛛气管为两条并排的圆柱体，其圆柱体两端伸出许多小型气管分别向前向后延伸入水蛛头胸部以及水蛛腹部。其他三种蜘蛛的气管结构均为简单的4管型。水蛛气管的开口也更为靠近书肺和生殖沟，与其他3种蜘蛛将气管开口在纺器附近不同，体现了水蛛对气管更高效的利用率。同时经过观察，发现水蛛的气管结构也最为发达，说明其新陈代谢水平与运动水平也超过了常见的陆生蜘蛛种类。

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第一章 引 言

1.1 蛛丝研究概述

1.2 蜘蛛丝腺形态研究

1.3 蛛丝蛋白基因研究

1.4 蜘蛛气管研究

1.5 本研究的目的及意义

第二章 蜘蛛丝腺形态学观察与比较

2.1 样品采集地点与采样时间

2.2 样品采集与处理

2.3 蜘蛛丝腺的解剖与观察

2.4 蜘蛛丝腺形态学观察

2.5 水蛛丝腺与大腹园蛛丝腺形态的比对

2.6 丝腺在蜘蛛腹部的位置与分布的比对

2.7 讨论

第三章 蛛丝蛋白基因研究

3.1 蛛丝蛋白基因的提取、扩增与测序

3.2 蛛丝蛋白基因序列的获得

3.3 蛛丝蛋白基因的数据分析

3.4讨论

第四章 蜘蛛气管观察与比较

4.1 蜘蛛气管的解剖与观察

4.2 蜘蛛气管观察

4.3 水蛛气管与其它蜘蛛气管的比对

4.4 讨论

第五章 总结

参考文献

致谢

附录