摘  要：本实验以北京市樱桃沟淡水涡虫为材料，采用对不同浓度的LaCl3进行培养，生长统计结果表明：La3+的浓度与涡虫生长呈明显的负相关。基于CRED技术，分别提取对照组和处理组的DNA，用甲基化酶HAPII和MSPI酶处理，然后用40个随机引物进行PCR扩增。结果显示：①>0.5mM浓度的LaCl3对涡虫生长具有显著毒性作用；②La3+能使涡虫基因甲基化程度增高；③涡虫基因的甲基化，影响相关基因表达，阻碍涡虫生长甚至诱导死亡。

关键字：涡虫；La3+；CRED；甲基化

Effect of Lanthanum on DNA methylation of freshwater planarian based on CRED technique

Abstract: Freshwater planarian (collected from the Garden Cherry Valley, Beijing Botanical) were treated in different concentration of LaCl3. The results of growth status showed that there was significantly negatively correlation between La3+ and the planarian growth status. Based on CRED technique, DNA was extracted from control groups and the treatment group respectively, treated with two methylation enzyme, HAPII and MSPI, then PCR was performed by 40 random primers. The results showed as follow: ①>0.5 mM LaCl3 has significant toxic effect on planarian growth; ②La3+ can increase methylation level of planarian gene; ③The Planarian gene methylation can affect the expression of related gene, hinder the planarian growth ,and even induce death.

Key words: Planarian; La3+; CRED; Methylation

目    录

摘要 1

引言 2

1.材料与方法 3

1.1材料 3

1.1.1实验对象 3

1.1.2实验试剂 3

1.1.3实验器材 3

1.2方法 3

1.2.1涡虫再生实验 3

1.2.2生长统计 3

1.2.3 DNA提取 4

1.2.4 CRED检测 4

2.结果与分析 6

2.1淡水涡虫生长结果统计 6

2.2 CRED结果 7

3.讨论 9

3.1从实验数据分析la3+对淡水涡虫生长的影响 9

3.2 表观遗传学中甲基化的作用 10

3.3结合CRED结果，分析la3+胁迫对DNA甲基化的影响 11

4.结论 11

参考文献 11

致谢 14

基于CRED技术分析La3+对淡水涡虫DNA甲基化程度的影响

引言

淡水三角涡虫作为扁形动物的一种，隶属于扁形动物门(Platyhelminthes)、涡虫纲(Turbellaria)、三肠目(Tricladida)、淡水亚目(Paludicola)、三角涡虫科(Dugesiidae)、三角涡虫属(Dugesia)[1]，其身体细长柔软，常生活于淡水溪流的石块下，头部呈三角形，背面有两眼点，两侧具耳突，而腹部密生纤毛，有口无肛[2]。它是动物界中最早出现中胚层、两侧对称等特征的动物，在动物系统演化中占有重要地位，是动物演化发展的标志，也是科研和教学中重要的实验材料[3]。同时涡虫具有极强的再生能力，身体切下的任何一段均能再生出完整的个体。19世纪90年代，著名的遗传学家摩尔根曾研究过涡虫再生所需的最小组织块，根据研究显示，当切割下来的组织块小到涡虫虫体的1/279时，仍然能够再生出小涡虫，因此，涡虫也被称作“刀下永生的动物”。它的这一特性不断吸引着科学家的兴趣，在经过一系列的研究后，人们发现涡虫发育上的可塑性和惊人的再生能力是源自于一群称为Neoblasts的成体多潜能干细胞，它是涡虫成体中唯一具有增殖分裂能力的细胞，能够产生各种细胞类型，包括神经和生殖细胞[4-5]。摩尔根曾观察到涡虫不含有任何生殖系统残迹的头部片段不仅能够再生出躯干和尾，而且还能重新形成有功能的性腺。这种转分化现象是线虫和果蝇所不具备的。因此，涡虫是研究再生和干细胞分化调控的良好体系[6]。

镧作为一种稀土元素，在我国作为微肥及动物饲料添加剂已被广泛应用于农、林、畜牧及水产养殖业。稀土属低毒性，但具有明显的生物效应，高剂量条件下可引起若干生理影响或病理效应，随着稀土元素的广泛应用，必定对环境造成很大影响[7-8]。而涡虫通常作为水体污染的重要指示生物，一般生活在水质清澈，流速较缓的阴凉溪水中，对水质变化极其敏感[9]。研究稀土元素对涡虫这种模式生物的影响，特别是对涡虫再生生理机能的潜在影响，将显得极为重要。