南极冰藻的总脂含量及脂肪酸组成与其低温适应性的关系

通过对南极水样中分离出来的4种南极冰藻（2种硅藻和2种绿藻）在不同温度下的总脂含量和脂肪酸组成的研究，发现2种硅藻（H1和H2）通过增加胞内脂肪含量和不饱和脂肪酸的组成来提高其低温适应性，而且单不饱和脂肪酸含量远高于多不饱和脂肪酸，发挥主要的作用；绿藻L1的总脂含量变化不大，但在低温条件下，其不饱和脂肪酸的含量亦相应提高；绿藻L4的总脂含量和脂肪酸组成变化与2种硅藻相似，但2种绿藻的多不饱和脂肪酸含量远高于单不饱和脂肪酸，发挥主要的作用。研究结果还显示，低温有利于短链脂肪酸的合成。同时作为膜磷脂重要组成成分的C22：6脂肪酸在4种冰藻中均保持稳定，含量相对较高，这也是对南极低温环境条件的适应。     

南极冰藻Chlorophyceae L-4抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应

为了了解在UV B辐射增强的胁迫下,南极冰藻ChlorophyceaeL 4细胞内保护酶系统对活性氧自由基的清除作用,对不同辐射强度下ChlorophyceaeL 4细胞中丙二醛含量的变化、自由基的产生速率和相应的保护酶系统的变化进行了测定。结果表明,在UV B辐射增强的初期(1～3d),ChlorophyceaeL 4中丙二醛含量的迅速提高,但随后很快降低,在低强度UV B(35μW·cm-2)辐照下保护酶活性能够恢复到基本水平。在UV B辐射增强的胁迫下,ChlorophyceaeL 4中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性明显比对照组的高,而且在高强度(70μW·cm-2)的辐照下,酶活性更高。ChlorophyceaeL 4中的抗坏血酸过氧化物酶的活性在UV B辐射增强的胁迫下略有升高或变化不大。本研究结果表明,保护酶系统在南极冰藻适应南极强辐射环境中起着非常重要的作用。     

南极冰藻极端环境适应性的研究进展

南极冰藻对南极海冰生态系统初级生产力的直接贡献率超过20%,是地球上能够在海冰中旺盛生长的罕见的生物群落.单细胞的南极冰藻,在低温、低光照和高盐度的海冰盐囊中能够生存是其在生理、代谢和遗传上进行了复杂的适应性改变,通过产生特殊的冰活性物质、不饱和脂肪酸、色素蛋白复合物等来适应这种极端环境.同时,尽管南极臭氧层被破坏甚至出现巨大空洞,紫外线辐射显著增强,但对南极冰藻的影响并不明显.南极冰藻中的抗辐射活性物质可能起着重要作用,这些抗辐射物质往往结构新颖且活性强,能消除或减轻紫外线的伤害.     

南极冰藻的总脂含量及脂肪酸组成与其低温适应性的关系

通过对南极水样中分离出来的 4种南极冰藻 (2种硅藻和 2种绿藻 )在不同温度下的总脂含量和脂肪酸组成的研究 ,发现 2种硅藻 (H1和 H2 )通过增加胞内脂肪含量和不饱和脂肪酸的组成来提高其低温适应性 ,而且单不饱和脂肪酸含量远高于多不饱和脂肪酸 ,发挥主要的作用 ;绿藻 L1的总脂含量变化不大 ,但在低温条件下 ,其不饱和脂肪酸的含量亦相应提高 ;绿藻 L4的总脂含量和脂肪酸组成变化与 2种硅藻相似 ,但 2种绿藻的多不饱和脂肪酸含量远高于单不饱和脂肪酸 ,发挥主要的作用。研究结果还显示 ,低温有利于短链脂肪酸的合成。同时作为膜磷脂重要组成成分的 C2 2∶ 6脂肪酸在 4种冰藻中均保持稳定 ,含量相对较高 ,这也是对南极低温环境条件的适应     

环境因子对2种南极绿藻脂肪含量和脂肪酸组成的影响

通过气相色谱方法对南极冰藻的脂肪酸进行了分析,发现环境因素对2种绿藻总脂含量有一定的影响：(1)温度对Pymmixtomonas sp,总脂含量影响不大,一般为8．3％～8．9％,Chlorophyceae L-4在2℃时的总脂含量最高为10.33％;(2)光强显著地影响这2种绿藻脂肪在细胞内的积累。随着光强由限制生长的39 lx增加到3900 lx,2种绿藻的脂肪酸含量降低：(3)盐度的提高有利于2种绿藻脂肪的积累;(4)营养盐的限制也利于2种绿藻脂肪的积累。在氮源缺乏条件下,Pyramidomonas sp,和Chlorophyceae L-4细胞内脂肪大量积累,含量分别是以NH4Cl为氮源的2．2和3.2倍。环境因素对2种绿藻脂肪酸组成和含量的影响不同,其脂肪含量的改变反映了南极冰藻生长的改变。环境因子能够影响这2种绿藻的脂肪含量,同样也影响到它们的生长。在适合南极冰藻生长的条件下,脂肪酸积累降低;反之,在南极冰藻生长受到限制的条件下,脂肪合成增加。这表明2种绿藻的脂肪含量随生存环境的变化而变化。环境因子同样影响到2种绿藻的脂肪酸组成,尤其是不饱和脂肪酸的组成和含量,但组成和其生长不存在相关性。环境因子(温度、光强、盐度和营养盐)对2种绿藻脂肪酸的测定结果表明,在2种绿藻中,多不饱和脂肪酸的含量高于单不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸。因此。这2种绿藻可望为多不饱和脂肪酸的开发利用提供藻种资源。     

UV-B增强对南极蓝藻形态和超微结构影响的研究

采用两种微藻分离方法对本实验室在第18次南极考察采集的南极海冰和海水样品进行南极冰藻分离,得到包括1株南极蓝藻在内的8种南极冰藻。该蓝藻(南极蓝藻-B)的生长曲线表明,0—6d有一个明显的延滞期,第6天进入对数生长期,第20天达到生长稳定期。紫外辐射增强后,南极蓝藻的形态和超徽结构都发生了显著变化：细胞个体明显增大、细胞壁变厚、片层结构更加明显、多糖和脂肪颗粒数目增多。并发现了紫外辐射后的蓝藻向培养液中大量分泌物质的现象。这些现象表明,虽然南极地区紫外线辐射很强,但南极蓝藻可以产生多种抗紫外辐射的活性物质来适应这种极端环境。     

南极冰藻生化组成及其与低温适应性关系的研究

对4种南极冰藻(2种单细胞绿藻——Pyramimonas sp．和绿藻L4，以及2种硅藻——硅藻Hl和H2)的蛋白质、脂肪、糖、无机元素含量和组成，灰分含量，以及氨基酸和脂肪酸的组成等的基本生化组成进行测定。结果表明，4种冰藻的蛋白质含量均高于常温藻，蛋白质含量以绿藻L4的含量最高，为45．18％；Pyramimonas sp．的蛋白质含量最低为27．70％。4种冰藻的脂肪含量均高于常温藻，为14．02％～l9．89％；总糖含量为4．7％～l6．3％，与常温藻含量接近。Mg的含量在冰藻和常温藻的无机元素中都为最高，为13600～l24000mg／kg，但4种冰藻的含量均低于2种常温藻；4种冰藻的灰分含量均低于常温藻，表明冰藻含有更高的有机成分。冰藻的氨基酸含量与常温藻的含量没有明显不同，但绿藻L4含有较高含量的羟脯氨酸，占总氨基酸含量的2．48％。4种冰藻的脂肪酸组成，主要以多不饱和脂肪酸为主。冰藻的基本生化组成在一定程度上反映了冰藻对生存环境的适应性，并且完全符合作为水产养殖饵料的营养要求。     

紫外辐射（UVB）胁迫下南极硅藻Phaeodactylumtricornutum ICE-H的生理生化与抗氧化活性响应

对分离自南极海冰的南极硅藻Phaeodactylum tricornutum ICE-H实施一定强度的中波紫外线(UVB)(70μw/cm²)辐射(0～7 d),研究了其生理生化指标的变化情况,并了解了UVB辐射对其生长及生物组成的影响。结果表明：(1)在UVB胁迫下,该南极硅藻生长速率下降,干重减少,总蛋白含量降低,总脂含量增加;(2)总单不饱和脂肪酸(MUFA)含量降低,总多不饱和脂肪酸(PUFA)含量升高;(3)叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均降低;(4)抗氧化系统作用相应明显,活性氧自由基(ROS)生成速率增加,丙二醛(MDA)大量产生及总超氧化物歧化酶(SOD)大量累积。本研究为进一步认识南极硅藻Phaeodactylum tricornutum ICE-H应对UVB辐射的机理以及南极生态系统对UV-B辐射响应提供启示。     

UV-B辐射对叉鞭金藻和三角褐指藻光合色素的影响

以叉鞭金藻和三角褐指藻为材料，采用室内一次性培养的方法研究了UV－B辐射对光合色素（叶绿素a和类胡萝卜素）含量的影响，结果显示，低剂量的UV－B辐射处理对叉鞭金藻的光合色素含量影响不明显，甚至可使光合色素的含量升高；而高剂量的UV－B辐射处理引起叉鞭金藻光合色素含量降低，三角褐指藻的叶绿素a和类胡萝卜素含量随着UV－B辐射的增强表现出逐渐降低的趋势，说明UV－B辐射增强对海洋微藻光合色素有严重的破坏作用。     

南极绿藻中类菌胞素氨基酸对UV-B胁迫的响应

南极上空臭氧层的破坏导致了紫外辐射日益增强,高强度的UV-B辐射会造成细胞中DNA的损伤,影响蛋白质、脂类和色素的代谢过程。生长在南极的绿藻具有一系列防御机制以应对增强的UV-B辐射,其中类菌胞素氨基酸(Mycosporine-like amino acids, MAAs)是一类重要的紫外防御物质。为探究类菌胞素氨基酸对UV-B辐射的响应,本文以南极冰藻(Chlamydomonassp.ICE-L)、针丝藻(Raphidonema nivale Lagerheim, NIES-2290)和胶球藻(Coccomyxa subellipsoidea E.Acton, NIES-2166)三种生活在南极的绿藻为材料,采用UV-B辐射胁迫(强度0.35 W/m~2,短时处理3 h),并通过液相色谱-质谱联用法检测类菌胞素氨基酸的种类和含量的变化。Mycosporine-glycine为三种南极绿藻中共有的MAAs,在UV-B辐射胁迫下三种南极绿藻中Mycosporine-glycine含量变化不尽相同,表明不同的南极绿藻中MAAs对UV-B辐射的响应各有其特性。首次在绿藻(南极冰藻和胶球藻)中检测到Gadusol。Gadusol作为MAAs的合成前体,它的合成积累使得生活在海冰环境的南极冰藻和胶球藻具有良好的抗UV-B辐射能力。其中南极冰藻抗紫外能力最强,这可能得益于不同MAAs间的动态转化,含量升高的Palythine及Usujirene/Palythene可能对南极冰藻的紫外屏蔽起着至关重要的作用。     

Changes of proteins in the Antarctic ice microalga Chlamydomonas sp.cultured under UV-B radiation stress

1 IntroductionAntarctic ice m icroalga Chlamydomonas sp., akind ofgreen algae in the Antarctic sea ice, playsavery important role in Antarctic ecological environm ents.Antarctic“ozonehole”enhancesthesolarUVradiationarrivingatseaiceandcontinent. M anyphy…     

Acclimatory responses to high-salt stress in Chlamydomonas (Chlorophyta, Chlorophyceae) from Antarctica

Antarctic ice microalga can survive and thrive in channels or pores containing high salinity in Antarctic ice layer. In this study, it was found that cell membrane permeability of green microalga Chlamydomonas sp. L4 from Antarctic sea ice was high in cells treated with hypersalinity due to the induction of active oxygen and radicals. However, increased super oxide dismutase (SOD) scavenged harmful free radicals effectively to keep cell membrane integrity. Also, the analysis of membrane fatty acids demonstrated the content of saturated fatty acids and monounsaturated fatty acids increased and polyunsaturated fatty acids decreased under the high-salt treatment for 14 d, which effectively reduced the membrane fluidity and minimized the injury to cell membrane. The morphological changes showed that hypersalinity induced the increase of cell volume and the consumption of starch granules. However, because of the increase in detoxification of vacuoles, electron-dense deposits and SOD activity under high-salt stress, the complete noninterference thylakoids, mitochondria and cell nucleus maintained cellular fundamental metabolism. Global-expression profiling of proteins showed eight protein spots disappeared, 18 protein spots decreased and 18 protein spots were enhanced after the high-salt shock obviously (P<0.05). One new peptide (pI 6.90; MW 51 kDa) was primarily confirmed as the processor of light reaction center protein CP43 in photosystem Ⅱ, which increased photosynthesis ability of Chlamydomonas sp. L4 treated with high salinity.     

南极冰藻Chlamydomonas sp. ICE-L过氧化氢酶的热胁迫响应

为了研究南极冰藻的热胁迫应答机制，本文根据转录组测序得到的冰藻Chlamydomonas sp. ICE-L过氧化氢酶CiCAT基因分析了其编码蛋白的特征，同时研究了CiCAT基因表达和过氧化氢酶活性在培养温度升高时的响应变化情况。结果表明:CiCAT基因序列全长为2 066 bp，编码492个氨基酸。在过氧化氢酶的系统进化树中，南极冰藻与其他绿藻聚类为一个分支。CiCAT编码的蛋白序列与盐藻和红球藻的过氧化氢酶序列相似性较高，分别为80.5%和78.9%。当南极冰藻处于热胁迫条件下，CiCAT基因的相对表达量和过氧化氢酶活均呈现出先上升后下降的趋势，但在胁迫24 h时CiCAT基因的表达量变化不明显，而实验组的酶活显著高于对照组。在胁迫72 h时，基因表达量和酶活均达到最高值。研究初步表明，与在常温藻类和高等植物中的功能相似，在经受热胁迫的情况下，南极冰藻中的抗氧化酶系统也发挥着重要作用。     

Effect of ultraviolet irradiation on the production and composition of fatty acids in plankton in a sub-Antarctic environment

We investigated the effects of ultraviolet-B (UV-B) radiation on the natural phytoplankton assemblage in Marine Cove on King George Island, Antarctica, in December 2005. The amount of newly synthesized phytoplankton polyunsaturated fatty acids (PUFAs) was lower with exposure to full irradiation (PAR+UV-A+UV-B) than without such exposure (exposed instead to PAR+UV-A radiation) in an in situ incubation under the light conditions in two different types of incubation bottles: quartz bottles transmitting all light wavelengths including UV-B and polycarbonate bottles with no UV-B transmission and 20 % reduced PAR compared to the quartz bottle. However, the amount of newly synthesized saturated fatty acids was greater with than without UV-B radiation. Thus, UV-B radiation may have a significant influence on fatty acid synthesis in phytoplankton. In particular, the production of eicosapentaenoic acid [20:5(n-3)] and docosahexaenoic acid [22:6(n-3)] was reduced during incubation under the natural solar radiation including UV-B. To understand the indirect influence of UV-B on herbivores (the secondary producer), we conducted feeding experiments with amphipods fed in situ on the natural phytoplankton assemblage. The amphipods fed on the phytoplankton with the low PUFA values also exhibited a low PUFA accumulation rate, which could negatively affect their growth, development, and reproduction. Consequently, the diminished rate of essential fatty acid synthesis [especially 20:5(n-3) and 22:6(n-3)] in primary producers caused by UV-B exposure could affect the structure and function of the Antarctic marine ecosystem.     

海水和淡化养殖凡纳滨对虾的组织成分比较研究

对海水（盐度为28）和淡化（盐度为2）条件下养殖8周的凡纳滨对虾体营养成分蛋白质、脂肪、灰分、矿物质、氨基酸以及脂肪酸组成等进行了比较研究.2种盐度养殖的全虾粗蛋白与粗脂肪含量没有显著差异,但淡化养殖的全虾灰分含量显著降低.从2种盐度养殖的虾壳、肝胰腺、肌肉与血清等组织的矿物元素含量来看,淡化养殖对对虾的组织矿化程度造成一定的影响.淡化养殖的对虾血清蛋白含量下降,而肝胰腺指数却显著上升.2种盐度养殖的对虾肌肉氨基酸总量与脂肪酸总量没有显著差异,但淡化养殖的对虾肌肉必需氨基酸含量上升,而不饱和脂肪酸含量略微下降.结果表明,盐度对对虾各组织成分的影响是对虾对不同盐度的生境进行渗透调节与离子调控的适应性反应.     

一种能源微藻IOAC689S的筛选和优化培养

利用氯仿-甲醇(2:1)提取和气相色谱技术,对采集自渤海、黄海,东海、南海海域以及实验室现有的海洋微藻进行了总脂和脂肪酸检测,从中筛选到一株高产油微藻 IOAC689S,其油脂含量在快速生长阶段达到37.5%,其中可作为生物柴油开发的18C以下脂肪酸占总脂肪酸的91.03%.通过对其ITS和5.8S rDNA全序列进行...     

泥蚶快速生长季生化代谢物的变化特征

研究了象山港泥蚶(Tegillarca granosa)快速生长季(2020年5—11月)糖原、游离氨基酸和脂肪酸等代谢物的组成、含量及其变化,并对其营养特征变化进行了分析。结果显示,7—9月为泥蚶快速生长期,此期前后泥蚶生长缓慢。泥蚶肌肉糖原含量约5.6~11.1mg/g;牛磺酸、丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸是其主要的游离氨基酸;不饱和脂肪酸含量丰富,且主要为多不饱和脂肪酸。生长过程中几种生化代谢物含量变化显著:5—7月间,糖原含量显著降低、氨基酸和脂肪酸组成发生显著变化。7—9月间,糖原含量、生糖和呈味氨基酸含量显著升高、饱和及单不饱和脂肪酸含量显著降低,但脂肪酸组成结构无显著差异。11月,氨基酸及多不饱和脂肪酸含量均显著升高。11月泥蚶具有高的营养品质。本研究为泥蚶养殖管理及水产品营养研究提供参考。     

南极海冰和陆架冰的变化特征

利用美国冰中心和雪冰中心提供的海冰资料和我国南极考察现场的海冰观测资料,对南极海冰的长期变化进行了研究.研究表明20世纪70年代后期是多冰期;80年代是少冰期;90年代南极海冰属于上升趋势,后期偏多,区域性变化差别大,东南极海冰偏多,西南极海冰即南极半岛两侧尤其是威德尔海区和别林斯高晋海的冰明显偏少.东南极和西南极海冰的变化趋势总是反相的.90年代后期普里兹湾的海冰明显偏多,南极大陆陆架冰外缘线总体没有明显的收缩,有崩解也有再生的自然变化现象.西南极威德尔海的龙尼冰架和罗斯海冰架东部崩解和收缩趋势明显,东南极的冰架也有崩解和收缩,但没有西南极明显.陆架冰崩解向海洋输送的冰山对全球海平面升高有一定的影响.目前南极冰盖断裂崩解形成的冰山,向海洋输入的水量可使全球海平面上升约14mm.南极海冰没有随着全球气候温暖化而明显减少,而是按照东南极和西南极反相的变化规律进行周期性的变化、调整和制约.