全 文 ：第 3卷 第 4 期
1 9 94 年 7 月
厦 门大学学
J ou rna l o fX ia m e nU级 (自然科学版 )s e r ity (Na t u ra l Se ie n e e) V ol . 3 3J ul . N 0 .4 14 9 9
· 研究简报 ·
杜氏藻细胞的无性增殖过程①
刘广发 楼士林
(生物学系 )
由于杜 氏藻富含蛋 白质 、 甘油和 件胡萝 卜素等物质 , 美 、 澳 、 以等国 自 70 年代起已竞相投
入巨资进行研究和大规模养殖 〔’ · ’ 〕 . 杜氏藻通常 以细胞纵裂方式进行无性增殖 s[] . 本文借助光
学和电子显微镜观察 , 剖视了杜氏藻细胞纵裂过程中的重要变化 ,希望能对它们的生物学研究
和养殖业有所裨益 .
1 材料与方法
杜 氏藻 ( D u n a l i e l l a p e i cr e i N i e o l a i ) 由青岛海洋大学微藻研究室赠送 ,培养在 B e n 一 A m o t z
的培养基中 4[] . 27 士 1 ℃ 2 5 0 0 L x 荧光灯连续光照 5 d . 取样在光学显微镜下观察 、 拍照 . 另
取样根据文献 s[] 的方法在 电镜下观察 、 拍照 .
2 结 果
D
.
P ie cr ie 无性纵裂 时 , 细胞首先横向拉宽 , 其纵轴与横轴之 比近 1 : 2( 图 1 ) , 细胞变 扁
了 . 同时细胞核也从圆形拉成椭圆形 ,核孔的数量减少 , 孔径缩小 . 随后细胞核一分为二 ( 图
2)
. 两个子核都呈肾形 , 极相似 . 它们的凹处都朝向细胞外侧 , 以后才逐渐变成圆形 . 在有丝
分裂末期 , 两子核间出现由双层质膜构成的新隔膜 . 该隔膜与细胞的横轴约成 6 0 度角 . 在细
胞核分裂行将完成时 , 细胞后部的淀粉核才开始分割 (图 3) . 光学显微镜下可明显地看到 两个
淀粉核并存于一个母细胞的情景 .
D
.
eP i cr ie 母细胞从它的前端开始纵裂 , 该处的细胞膜逐渐 内陷 . 这种进程深入到细胞纵
长约三分之一时 , 另一端的细胞膜才渐内凹 ( 图 4) . 在这个收缩区里发现了一些线粒体和许多
纵横交错的微管 ( 图 5) . 推测这些线粒体为微管提供大量 A T P , 使微管带动细胞膜内陷 ,最终
两个子细胞在此处分开 . 此外 , D . eP i cr ie 细胞的前端具两根等长的鞭毛 . 这两根鞭毛间的距
离随着细胞纵裂时横向加宽而逐步拉大 . 随后在这两根鞭毛之间 , 同时从胞内长出两根新鞭
毛 . 两个子细胞分 开时 , 它们各带 原鞭 毛一根 , 及仅长到 原鞭毛长度约三分之一 的新鞭毛
一根 . 在 D . P el cr ie 细胞纵裂时 , 眼点的复制严重滞后 . 原眼点保 留在 一个子细胞中 , 另一个
子细胞在分裂后的数小时 内没有眼点 ( 图 6) .
D
.
P ie cr ie 细胞仅有一个 “ 杯形 ” 叶绿体 ,细胞质和 细胞核大部分落在它的 “ 杯 口 ” 中 sj[ . 由
于细胞纵裂 , “ 杯形 ” 叶绿体被从中劈开 . 从这时起至子细胞过独立生活的一段生活里 ,在新生
成的细胞膜下面 , 叶绿体的光合片层 尚未形成 . 因此这时的叶绿体呈 “ 半杯形 ” (图 4 ) , 叶绿体
从三个侧面及底部包围细胞质和细胞核 .
D
.
eP i cr ie 经纵裂生成的两个子细胞其最后分割点位于何处 ? oB ld 3[] 以图示意在子细胞的
① 本文 1 9 9 -3 1 0 一 13 收到
·
5 6 6
· 厦门大学学报 (自然科学版 ) 1 9 9 4年
末端分开 .经我们检查所培养的 10 种 (株 )杜氏藻的纵裂方式 , 发现几乎所有的子细胞都是在
距细胞后端约三分之一的地方最后分开的 . 图 4 也进一步支持了这个观点 . 不过仍有少数例
外 , 图 7 就是一例 . 一个 D . eP i “ i 细胞分裂成一大一小两个子 细胞 ,它 们的最后分割点位于
大细胞前端三分之一和 小细胞后端的联接 处 . 这种现象 出现的机理及其生物学意义尚不清
楚 .
3 讨 论
杜 氏藻的进化地位是较低的 . 它们的生活史中以单倍体时期为主 ;具双鞭毛能游动 ;具中
心体川 ;具红色眼点 ;利用微管的收缩进行细胞 的内凹分割 ; 细胞外被 由糖蛋 白纤维构成 . 所
有这些特征都与动物细胞相似 . 然而它们具叶绿体 , 有雏形基粒 s[] , 进行光合作用 . 根据这个
重要特点 , 杜氏藻最终还是被归入植物界 . 我们认为 ,如果说在地球生命演化的早期曾出现一
些即象动物又似植物的原始生命形式的话 ,上述杜氏藻的特征表 明了它们很可能是这些生物
的后裔或近亲 . 或许 ,将杜 氏藻划归所谓的 “ 介核生物 ” 更为合适 〔 6〕 . 我们最近关于杜 氏藻异
养转变的实验进一步支持了这个观点 . 最后 , 根据杜氏藻纵裂时叶绿体对细胞质和细胞核的包
围出现较大 “ 缺 口 ” 的特点 ( 图 3 和图 4 中两个相连子细胞内侧 的细胞膜下无光合 片层分布 ) ,
如果在这个时期 (对数生长期 )将外源 D N A 导入杜氏藻 ,其成功 的可能性会更大些 .
本校电镜室倪子绵 、 陈萍同志进行电镜样品制备 , 特此致谢 .
参 考 文 献
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5 刘广发 , 楼士林 · 杜氏藻 D . eP i cr ie 超微结构研究 . 厦门大学学报 (自然科学版 ) , 1 9 93 , 3 2 ( 3 ) : 3 51 一 35 5
6 黄厚哲 . 生物学概论 . 北京 : 高等教育出版社 , 19 84 . 31 7~ 319
S t u d i e s o n t h e P r o p a g a t i o n o f t h e C e l l o f D u n a l i e l l a P e i r c e i
L iu G u a n g f a L o u S h i li n
( D `户t . of iB ol
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距细胞后端约三分之一的地方最后分开的 . 图 4 也进一步支持了这个观点 . 不过仍有少数例
外 , 图 7 就是一例 . 一个 D . eP i “ i 细胞分裂成一大一小两个子 细胞 ,它 们的最后分割点位于
大细胞前端三分之一和 小细胞后端的联接 处 . 这种现象 出现的机理及其生物学意义尚不清
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杜 氏藻的进化地位是较低的 . 它们的生活史中以单倍体时期为主 ;具双鞭毛能游动 ;具中
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有这些特征都与动物细胞相似 . 然而它们具叶绿体 , 有雏形基粒 s[] , 进行光合作用 . 根据这个
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的后裔或近亲 . 或许 ,将杜 氏藻划归所谓的 “ 介核生物 ” 更为合适 〔 6〕 . 我们最近关于杜 氏藻异
养转变的实验进一步支持了这个观点 . 最后 , 根据杜氏藻纵裂时叶绿体对细胞质和细胞核的包
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