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相传在广西南端 (主要是合浦),时而有鲛人出没,每逢月圆之夜,多愁善感的鲛人常常会对月哭泣,流下的泪滴便会化为颗颗珍珠。鲛人泣珠的凄美传说至今仍广为流传,而瑰丽的南珠也被人们珍爱了千年。
南珠是中华民族的瑰宝。据《后汉尝传》记载,合浦采珠业始于周朝,距今已有2000多年的历史,我国自秦代起便用南珠进贡帝皇。南珠不仅享誉国内,更蜚声海外,英国女王王冠上那颗拇指大的璀璨珍珠亦为中国南珠。提到南珠,就不得不提它的“首席推荐官”——明朝学者屈大均,其在所著的《广东新语》里评论道:“东珠豆青白色,其光色不如西珠,西珠又不如南珠。”进一步确立了南珠为“天下第一珠”的历史地位。
抛开具有浪漫主义色彩的鲛人泣珠,众所周知珠取于贝,但可不是随便哪种贝都可以孕育出珍贵的南珠。那么真正能“化泪为南珠”的到底是“何方神圣”?科学家们又对其做了哪些探索?让我们带着疑问一起来了解吧!
01
珠还合浦——合浦珠母贝
借“珠还合浦”这一耳熟能详的成语引出本文的主角——合浦珠母贝 (Pinctada martensii)。合浦珠母贝又称马氏珠母贝,隶属于软体动物门、瓣鳃纲、珍珠贝目、珍珠贝科、珠母贝属,是世界上生产海水珍珠的主要贝种,也是我国生产海水养殖珍珠——南珠的主要贝类之一。
▲ “其貌不扬”的合浦珠母贝
合浦珠母贝的左右两壳不完全对称,左壳稍突起,右壳较平。贝壳呈斜方形,壳质薄而脆。壳顶位于前方,两侧有耳,前耳小,后耳大。背缘平直,腹缘圆。壳面同心生长线细密,呈片状,极易脱落,边缘的排列极密,延伸成小舌状,末端翘起。壳外表面呈淡黄褐色,常有数条黑褐色放射线。内表面珍珠层发达,富有珍珠光泽,边缘呈淡黄色,无珍珠层。
▲ 合浦珠母贝的形态特征和基本情况
自1965年起,我国科学家成功开展了合浦珠母贝的人工育苗和插核育珠,促进了我国海水珍珠养殖的迅速发展。进入80年代,我国成为了世界海水珍珠养殖大国,合浦珠母贝培育的珍珠成为海南、广东、广西发展海洋经济的支柱产业之一。1987年中国水产科学研究院南海水产研究所热带水产研究开发中心培育出了中国海水“珍珠王”及大批量的大型海水珍珠,填补了我国大珍珠生产的空白,并荣获国家科技进步奖一等奖。
▲ 南海水产研究所培育的海水“珍珠王”
02
突破:人工插核育珠技术
中国水产科学研究院南海水产研究所等单位对合浦珠母贝插核育珠的研究经历了不断的挫折与成长,经过10年磨练,终于掌握了合浦珠母贝的内在生理规律,创立了特殊手术与处理新方法,首次培育出我国大型商品珍珠。
人工育珠原理
当珍珠贝的外套膜被沙粒等异物侵入时,在贝体的自保机制下,受刺激处的外套膜表皮细胞会以异物为中心陷入外套膜的结缔组织中,陷入的一部分外套膜表皮细胞会不断分裂、包裹,形成以异物为核的囊状结构,也就是珍珠囊。珍珠囊细胞分泌珍珠质并持续包裹异物,随着时间的推移,珍珠质加厚,最终就形成了以异物为核的坚硬宝石——珍珠。这种因异物侵入并以其为核的珍珠,称为“有核珍珠”。
插核育珠技术要点
预处理:抑制产卵,阻止其生殖腺再度发育和成熟;排贝栓口,把木楔塞入两壳内,使其露出软体部,为下一步插核作准备。制作细胞小片:细胞小片源于母贝的外套膜组织,是形成珍珠囊并分泌珍珠质的物质基础,在制作时要特别小心。用剪刀从小片贝体上取出外套膜的游离部分,用清洁海水洗净,并进行修整,切除边缘部分,然后将其切割成方块状,大小为珠核直径的1/3。切成的方块小片,先用2%红汞消毒染色,之后用清洁海水浸润待用。插核育珠:有表面贴片插核法、滚核推片插核法和先送片后送核插核法3种,产生的效果各不相同;第一种育珠质量最好,圆形者占比例较多,后二者育珠质量较差,污珠和尾巴珠较多。表面贴片插核法是将每个核位送核之后,立即用送片针把一块细胞小片送贴于核面上,贴片时务必将小片外表皮紧贴于核面;手术完毕取出木塞,将施术贝暂养于水盆中即可。
▲ 插核育珠技术培育的珍珠
03
新探索:无核育珠技术
近年来马氏珠母贝种质退化,育珠贝病害严重,插核后的死亡率和吐核率增加,且优质珠率下降。为了突破插核技术的局限性,人工将供体珍珠贝的外套膜组织块或细胞小片一起移植到受体珍珠贝体内,诱导其组织大量分泌珍珠质,以实现无核珍珠的培育。但目前无核育珠技术尚处于探索阶段,还不够成熟。在无核育珠操作过程中,最关键的技术当属合浦珠母贝外套膜细胞和组织的体外培养。为了进一步突破外套膜细胞和组织的体外培养技术,以实现无核育珠产业化发展,近年来中国水产科学研究院南海水产研究所马振华研究员带领团队对马氏珠母贝外套膜组织添加茶多酚进行了探索。
不同浓度茶多酚对外套膜细胞活性的影响
茶多酚是从茶叶中提取的多羟基酚类物质的总称,主要包括黄烷醇类(儿茶素类) 、黄酮、花色苷类等。茶多酚具有抗氧化性、抑菌及解毒等特性,可促进细胞生长增殖,达到提高细胞生物活性的目标。不同浓度的茶多酚对马氏珠母贝外套膜细胞活性的影响如图所示。在不同浓度的茶多酚刺激下,5个实验组间的细胞活性均存在显著性差异 (P<0.05),同时对各组细胞活性的影响差别较大。当茶多酚的浓度为1.0%时,细胞的相对活性提高3倍,对细胞活性的促进作用最大,其次依次为为1.5%、0.5%、2.0%组。
▲ 不同浓度茶多酚对外套膜细胞活性的影响
不同浓度茶多酚对外套膜细胞生长的影响
马氏珠母贝外套膜细胞在5组培养液中的生长曲线均呈“S”型,分为4个阶段:潜伏期 (第0—第2天)、对数生长期 (第3—第5天)、平台期 (第6—第14天) 和衰退期 (第16—第30天)。其中1.0%组峰值最高,在培养第12天时细胞密度达69×104 个·cm−2,其他4组峰值高度依次为1.5%组>0.5%组>2.0%组>0%组。在细胞培养的第30天,细胞密度最高的为1.0%组,最低的为0%组。结果表明,茶多酚对马氏珠母贝外套膜细胞的活性具有显著的促进作用,有利于细胞的增殖生长,当浓度为1.0%时,促进效果最佳。
▲ 马氏珠母贝外套膜细胞生长曲线
研究表明,马氏珠母贝外套膜组织和细胞培养液作为无核育珠的关键技术之一,可通过添加1.0% 的茶多酚进行优化和改良,这不仅填补了茶多酚在贝类细胞培养研究中的空白,也为贝类育珠的实际生产提供了重要的参考依据。
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方伟, 丁瑞霞, 陈明强, 王雨, 赵旺, 温为庚, 马振华*. 茶多酚对马氏珠母贝外套膜组织和细胞培养的影响[J]. 南方水产科学, 2023, 19(5): 58-65.
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撰文|方伟,江睿
编辑|江睿
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GMT+8, 2024-11-24 04:23
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