蜘蛛卵袋结构、卵袋丝结构及力学性能与其繁殖对策的关系

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

30760041

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

蒋平

完成单位：

井冈山大学

中文关键词：

蜘蛛; 卵袋丝; 物理化学结构; 机械性能;

其他语种关键词：

Spider; Egg case silk; Physico-chemical structure; Mechanical properties

项目类型：

地区科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2008-01-01

结束日期：

2010-12-31

中文摘要：

蜘蛛丝进化了四亿多年，它的组成结构和性能与其生物学功能密切相关。本项目选取结圆网型蜘蛛（悦目金蛛、棒络新妇、横纹金蛛、摩鹿加云斑蛛等）和穴居型蜘蛛（黑隐石蛛等）的卵袋与卵袋丝为研究材料，采用SEM、AFM、氨基酸自动分析仪、FTIR与电子单纤强力仪对卵袋结构与纤维组成、卵袋丝氨基酸组成、结构与力学性能的进行了比较研究，结果表明同属蜘蛛卵袋特征、结构与组成相似；蜘蛛卵袋均主要由微米级柱状腺丝、大壶状腺丝、亚微米级或纳米级葡萄状腺丝构成。蜘蛛能调节卵袋层丝的颜色、直径、覆盖层的丝纤维和氨基酸组成, 使卵袋从超微结构、氨基酸和丝纤维组成及空间功能上都表现出梯度分布特征的趋势, 以适应卵袋结构和生物学功能的需要, 并使卵袋获得各方面最优化的功能,为卵或若蛛提供支持和保护。卵袋丝的超微形貌特征、极性氨基酸含量、大侧链与小侧链氨基酸的比值、无定型区、β- 折叠结构与结晶结构的含量等氨基酸组成种类与蛋白质二级结构特征，均满足各自生物学功能对断裂强度、延展性、初始模量等力学性能的要求。蜘蛛丝呈现出一定的机械性能策略，这与其繁殖对策是相一致的。这可为人们进行新型安全防护材料的仿生设计提供重要的指导意义。