原生动物纤毛虫是一种单细胞真核生物,在环境不利于其生命活动时,往往会分泌特殊物质形成包囊并且转入休眠状态。之后,如果环境条件转为有利于其生命活动时,形成包囊的纤毛虫又会脱囊而出,进行正常的生命活动。有研究表明,纤毛虫在形成包囊和脱包囊过程中,细胞会经历不同于营养细胞的分化和调控过程,这使得休眠包囊成为一种不同于营养细胞的研究样本。纤毛虫包囊现象的研究已成为探讨纤毛虫系统学和细胞结构与功能、细胞模式形成及其控制机理的一个重要内容。目前国内外对纤毛虫休眠现象的研究主要集中在包囊结构的形成以及形成包囊过程中细胞质及细胞核的显微和亚显微水平变化；包囊形成过程中细胞皮层纤毛小器官的脱分化和再分化的形态学变化等方面。在分子方面对纤毛虫休眠现象进行探讨的很少。从生化与分子水平上展开研究,能更深刻地阐明纤毛虫包囊现象的本质和调控机理。本文在以往工作的基础上,以腹毛目纤毛虫冠突伪尾柱虫和大尾柱虫作为实验材料,利用实时荧光定量PCR,双向电泳技术,质谱分析及生物信息学等技术,从生物化学和分子生物学水平上多种角度对纤毛虫休眠包囊和营养细胞进行比较研究,重点对这两种纤毛虫休眠包囊和营养细胞的差异基因和差异蛋白进行定性和定量分析。目的是通过休眠包囊和营养细胞在分子水平的比较,寻找出可能与调控纤毛虫进入休眠状态有关的基因,及了解这个过程中的蛋白变化。所得研究结果有助于我们进一步了解纤毛虫休眠包囊的生命活动物质基础及其可能的功能,有利于我们深刻理解真核细胞在休眠状态下的结构与功能及代谢与调控等。所得的实验结果与结论如下：1.冠突伪尾柱虫休眠包囊和营养细胞基因表达水平的相对定量分析利用实时荧光定量PCR技术对冠突伪尾柱虫休眠包囊和营养细胞的基因表达水平进行了比较研究。后续还对扩增出的DNA片段进行了测序,并在NCBI中进行了BLASTx和BLASTn搜索,通过与已知功能蛋白或核酸序列进行相似性比较,探讨这些基因在冠突伪尾柱虫由营养细胞转变为休眠包囊的过程中可能发挥的作用。结果表明,利用设计合成的15条引物,冠突伪尾柱虫的休眠包囊和营养细胞都扩增出了相应的DNA片段,但是在量上有所不同,而且通过多次的重复实验验证了这种差异具有一定稳定性。其中,1个候选基因在休眠包囊中表达下调,而14个候选基因在休眠包囊中表达上调。实验结果表明,冠突伪尾柱虫休眠包囊和营养细胞中这些基因在表达量上存在着一定的差异,因此推测基因表达的变化是冠突伪尾柱虫从代谢旺盛的营养状态进入相对静止状态的休眠期所需的。2.大尾柱虫休眠包囊和营养细胞基因拷贝数的相对定量分析应用实时荧光定量PCR技术对大尾柱虫休眠包囊和营养细胞的基因拷贝数进行了比较分析。后续还对扩增出的DNA片段进行了测序,并在NCBI中进行了BLASTx和BLASTn搜索,通过与已知功能蛋白或核酸序列进行相似性比较,探讨这些基因在大尾柱虫由营养细胞转变为休眠包囊的过程中可能发挥的作用。结果表明,利用设计合成的7条特定引物,在大尾柱虫的休眠包囊和营养细胞中都扩增出了相应的DNA片段,但是7个候选基因的拷贝数在休眠包囊中都下降了,而且通过多次的实验验证了这种差异具有一定稳定性。实验结果表明,大尾柱虫休眠包囊和营养细胞的这些基因在基因拷贝数上存在着一定的差异,而基因拷贝数的差异也可能会在一定程度上影响该基因的表达量,从而影响该生物的性状。因此推测基因拷贝数的变化可能会影响到相应基因的表达,从而调控大尾柱虫由营养细胞转变为休眠包囊。3.大尾柱虫休眠包囊和营养细胞全蛋白的双向电泳分析及质谱分析应用蛋白质组学的三大关键技术,即双向电泳技术、质谱技术和生物信息学,比较分析了大尾柱虫休眠包囊和营养细胞全蛋白的成分。对这两种不同生理状态下的大尾柱虫进行双向电泳图谱比较分析后,共筛选出32个蛋白量差异在3倍以上的蛋白点,其中20个是上调蛋白点,即休眠包囊中表达量明显增加的蛋白质,12个是下调蛋白点,即休眠包囊中表达量明显减少的蛋白质。再从上调蛋白点中选择了6个蛋白点进行质谱分析,其中4个蛋白点得到与其较匹配的已知功能的蛋白,分别是氨基酸ABC转运蛋白、耐热丝氨酸蛋白酶和Ⅱ型角蛋白,并具体分析了这些蛋白在纤毛虫包囊形成过程中可能发挥的作用。