4种南极冰藻的生化组成对UV - B辐射增强的响应

实验室人工模拟南极UV—B辐射环境，对南极冰藻的生化组成变化进行了测定和分析，结果表明．UV—B辐射增强(70μW／cm^2)后，4种南极冰藻的总蛋白含量显著减少，其中脯氨酸、羟脯氨酸等6种氨基酸增加，谷氨酸、缬氨酸等减少；总脂含量明显增加，绿藻增加30％以上，硅藻增加超过15％；饱和脂肪酸含量降低，不饱和脂肪酸含量增加，并且产生了一些新的不饱和脂肪酸；Mg、Na和Al元素的含量显著降低，而Fe、Ca、Zn、Mn等含量却明显增加。总体来说，4种南极冰藻的灰分含量显著下降，有机成分明显增加。表明了南极冰藻对UV—B增强的积极响应．能调整自身对强辐射环境的适应性，这为深入研究冰藻对南极强辐射环境的适应性提供了科学依据。     

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…     

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。     

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。     

海洋微藻Chlorella sp．1061的脂类特征与分类探讨

采用生化分析方法研究了海洋微藻Chlorella sp．1061色素、极性脂及其脂肪酸组成特点。结果表明，Chlorella sp．1061色素、极性脂及其脂肪酸组成均与小球藻属的其它藻类存在着很大差异。绿藻纲中的主要化合物，如叶绿素b、十六碳四烯酸[16：4(n-3)]和亚麻酸[18：3(n-3)]均未在Chlorella sp．1061中检测到。从Chlorella sp．1061中分离到占总极性甘油脂8mol％的甜菜碱-1，2-二酰基甘油一O-4’-(N，N，N-三甲基)高丝氨酸(DGTS)，并从半乳糖脂和DGTS等极性甘油脂中检测到大量的二十碳五烯酸[20：5(n-3)](EPA)。但是一般认为，小球藻属藻类中不含这两种化合物。根据Chlorella sp．1061的这些特点，作者认为它不应该被归到小球藻属中。由于Chlorella sp．1061在色素、极性甘油脂及其脂肪酸组成特征方面与大眼藻纲(Eustigmatophyceae)中的拟微绿球藻(Nannochloropsis)非常相似，因此，Chlorella sp．1061可能是Nannochloropsis中的一个种。     

久效磷对海洋微藻细胞的活性氧伤害

于1994年8月－1995年12月运用生态毒理学和生物化学实验方法对有机磷农药－久效磷对海洋微藻的毒性机理进行了研究。结果结果，随着久效磷胁迫时间的延长，3种海洋微藻：扁藻、叉鞭金藻和三角褐指藻细胞的膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量不断提高，与此同时，3种微藻细胞的电解质外渗率也相应地增加。这说明在久效磷的胁压力下，微藻细胞内过量的活性氧引起细胞膜的膜脂过氧化伤害，导致细胞膜透性增加，电解质大量外渗，微藻细胞严重受害，进而生长受到抑制甚至死亡。     

不同氮源下南极冰藻Chlamydomonas sp.ICE-L的生物量、氮吸收与脂肪酸组成研究

微藻培养过程中氮缺失有利于油脂和生物量的积累,然而不同氮源条件下微藻生长与生物量的研究有限,限制了生物油脂的相关研究。本文研究通过研究南极冰藻Chlamydomonas sp.ICE-L在不同氮源条件下的细胞生长与油脂积累,进一步探究其作为富集油脂微藻的潜力。研究发现：在含有NH₄CL的培养基中,Chlamydomonas sp.ICE-L生长速率最大;在含有NH₄NO₃的条件下,获得了最大干重量0.28 g/L。最高油脂含量0.21 g/g是在缺氮条件下获得,同时得到干重0.24 g/L。在多不饱和脂肪酸的产出方面,NH₄NO₃和NH₄Cl为氮源培养基时要好于缺氮和KNO₃培养基,在NH₄NO₃和NH₄Cl为氮源的培养条件下ICE-L胞内C18：3和C20：5的含量高。比较而言,缺氮和KNO₃培养基时C16：0、C18：1和C18：2的含量要高。     

The effect of decrease in salinity on the dynamics of abundance and the cell size of <Emphasis Type="Italic">Corethron Hystrix</Emphasis> (Bacillariophyta) in laboratory culture

Effect of salinity on abundance dynamics and cell size of microalga Corethron hystrix Hensen (Bacillariophyta) were studied. C. hystrix can normally grow within a rather narrow salinity range between 32 and 28‰. The viable cells of this microalga change their morphological characters at a salinity of 24‰. This salinity level probably marks the beginning of cell division restriction, because the general number of cells by the end of the experiment was lower than in the control. The decrease of salinity to 16‰ caused pronounced irreversible morphological changes: cell height increased, chloroplasts compressed, protoplasm became granular, cytoplasm retracted, and spines shortened.     

一株蹄形藻(Kirchneriella sp.)的生长和油脂积累潜力评价

优质产油藻种是实现微藻油脂产业化生产的基础,蹄形藻可以积累高含量的储藏性三酰甘油,但其是否具有微藻油脂开发潜力,目前仍然缺少系统的评价。利用形态学和分子技术对分离自暨南大学南湖的一株微藻进行鉴定,通过设置4种硝酸钠浓度(3.6、9.0、18.0和36.0 mmol/L),测定生物质浓度、总脂含量、脂肪酸组成、光合效率等指标,评价该藻株的产油能力,并利用现有模型,计算生物柴油的质量参数。经鉴定该藻株为蹄形藻JNU-3201 (Kirchneriella sp. JNU-3201),在整个培养周期内,其碳水化合物含量(干重)均低于20%,蛋白质含量呈降低趋势,总脂含量逐渐增加,说明脂类是该藻的主要储能物质;主要脂肪酸包括油酸(C18︰1)、棕榈酸(C16︰0)和亚油酸(C18︰2);该藻株的生长和油脂含量明显受氮素水平影响,在最低氮浓度条件下(3.6mmol/L),获得最高总脂含量(46.92%±1.52%,干重),在最高氮浓度条件下(36.0mmol/L),获得最高生物质浓度[(6.53±0.11)g/L],在18.0 mmol/L条件下,获得最高总脂产量[(2.43±0.06) g/L...     

不同模式高盐胁迫对浒苔光台生理及相关基因表达的影响

为探讨高盐及盐度变化对浒苔光合生理的影响以及浒苔在面临高盐胁迫时表现出的耐盐性,本文选取浒苔(Ulva prolifera)为供试材料,设置3个盐度变化处理组:对照组(CK)始终保持盐度25;处理组1(T1)经过盐度30适应3 d后增加到盐度35;处理组2(T2)长期处于盐度35,研究高盐及盐度变化对浒苔生长、光合色素含量、暗呼吸速率和光合放氧速率以及核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和钙调蛋白(CaM)的基因表达量水平的影响。结果表明:与对照组相比,高盐会抑制浒苔的相对生长速率和光合生理,T1、T2处理组均显著抑制浒苔的生长以及净光合作用速率,且T2处理组的抑制作用更强。高盐处理对浒苔光合色素的含量及其比值、暗呼吸速率的影响不显著,但随着藻体的成熟,浒苔光合色素的含量显著降低,并且暗呼吸速率显著增加。高盐也同时影响了rbcL和cam的基因表达水平,比较0、3和6 d三个取样点结果,T1盐度递增组的基因表达量高于T2长期高盐组,盐度逐步提高有利于增加浒苔对高盐度的适应能力。这一结果有助于解释浒苔在形成绿潮草垫以及退潮干出期间对盐度提高的适应。     

大尺度环流异常对南极印度洋扇区海表面高盐异常的影响

南极印度洋扇区分布了许多南极底层水的生成区,此海域海水盐度变化对全球的气候变化有着深远影响。本文采用EN4再分析数据、实测海豹资料和WOD18数据,结合大气再分析和海冰密集度数据,对南极印度洋扇区表面盐度长期变化及其对大尺度环流异常的响应进行探究。2008年以来,南极沿岸出现显著的海表面持续性高盐异常,其中印度洋扇区变化最为显著,表层高盐水主要集中在达恩利冰间湖附近与沙克尔顿冰架以北的海域。沿岸海域的高盐陆架水向北扩张且影响深度不断加深,高盐的绕极深层水上涌也更加明显。此高盐异常与南极涛动(Antarctic Oscillation,AAO)、印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)两种大尺度环流密切相关。AAO与IOD正位相下,西风显著增强,促进海冰大量生成,为海表面提供了大量的盐通量。同时,海表面出现更显著的风场旋度负异常与低压异常,促进高盐深层水上涌,对高盐异常有重要维持作用。此外,纬向风剪切与蒸发增强也是影响该高盐异常的重要局地过程。     

4 种经济海藻脂肪酸组成分析

采用改进的Bligh-Dyer法提取脂溶性成分,气相色谱-质谱联用法(GC-MS)进行分离和鉴定,C19:0内标确定总脂及各组分含量,研究了鼠尾藻(Sargassum thunbergii)、浒苔(Enteromorpha prolifera)、龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)和红毛菜(Bangia sp.)4种经济海藻的脂肪酸组成及含量。结果表明,4种海藻都检测出C14-C22脂肪酸,总脂含量在12～19 mg/g之间,不饱和脂肪酸为主要组成成分,含量均超过60%。不饱和脂肪酸中以多不饱和脂肪酸(PUFAs)为主,富含n-3和n-6系列PUFAs,n-6与n-3系列PUFAs之比均低于2。比较4种海藻脂肪酸组成特点表明,鼠尾藻以C16、C18和C20为主要组成成分,具褐藻类脂肪酸组成特征;浒苔以C16和C18为主要组成成分,具绿藻类脂肪酸组成特征;龙须菜和红毛菜以C16和C20类脂肪酸为主,具典型红藻类脂肪酸组成特征,同时二者又有不同之处,分别显示真红藻与原始红藻脂肪酸组成的特点。     

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.     

胃促生长素Ghrelin在不同盐度胁迫下对黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)部分免疫指标的影响

鱼类Ghrelin的研究主要集中在摄食和生长方面,在免疫方面的研究甚少。本文以沿海经济鱼类黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)为研究对象,检测了不同盐度(10、20、30)环境下腹腔注射Ghrelin(生理浓度,10ng/100g体重)对黑鲷部分免疫指标(超氧化物歧化酶SOD、溶菌酶活性LYS、血清补体3含量C3、免疫球蛋白M含量Ig M和丙二醛含量MDA)的影响。结果如下:在30盐度(正常盐度)时,腹腔注射Ghrelin对SOD和C3无显著影响(P0.05),1h后Ig M含量显著提高(P0.05),2h后LYS和MDA也明显增加(P0.05);在20盐度(轻盐度胁迫)时,腹腔注射Ghrelin不影响Ig M含量(P0.05),1h后SOD、LYS、C3均有明显上升(P0.05),而MDA则显著下降(P0.05),影响持续时间较长;在10盐度(重盐度胁迫)时,腹腔注射Ghrelin对所检测的5种免疫指标均有显著影响,其中1h后LYS、C3、Ig M含量明显提高(P0.05),3h后MDA下降,6h后SOD明显升高(P0.05)。以上结果表明:在低盐度肋迫下,Ghrelin可显著提高海水鱼黑鲷血清中SOD、LYS、C3和Ig M水平,降低MDA水平(P0.05),使黑鲷免疫力提高,以缓解其对低盐度胁迫的适应。因此,Ghrelin在海鱼的淡化驯养中具有潜在的应用前景,有望开发为一种海鱼淡化驯养的饲料添加剂。     

基于高度计数据的南极冰水边界识别算法研究

海冰边缘线是南极海冰监测的重要内容之一。本文基于ENVI RA-2(ENVISAT Radar Altimeter 2)高度计数据开展了南极海冰边缘线提取方法研究。首先根据海冰和海水后向散射系数的不同,利用其各自方差对两者进行区分,获得了冰水分界线;其次通过ENVISAT-ASAR(ENVISAT-Advanced Synthetic Aperture Radar)数据和冰况图对提取的海冰边缘线的正确性进行了验证;最后简要分析了误差存在的原因。研究结果表明,高度计数据在提取大范围海冰边缘线方面具有优势。     

盐度对乌鳢(Channa argus)生长和肌肉品质的影响

设置盐度为0(对照组)、5.0、7.5、10.0的4个水体,饲养平均体重为(402.4±44.6)g的乌鳢30天,测定乌鳢生长性能、肌肉成分、游离氨基酸和肌肉物理性能指标,研究盐度对乌鳢生长和肌肉品质的影响。结果表明,各组乌鳢的增重率分别为37.7%、33.9%、31.5%、6.3%,成活率分别为100%、100%、100%和63.6%,表现出随盐度增加而下降的趋势,但盐度0、5.0、7.5各组间无显著差异,在盐度为10.0的水体中,乌鳢成活率和增重率均显著降低(P<0.05),饲料系数显著增加(P<0.05);随盐度增加,肌肉水分和肌肉失水率增加,而脂肪含量减少;肌肉蛋白含量和胶原蛋白含量在盐度0、5.0、7.5各组间无差异,但在盐度10组显著降低;与对照组相比,盐度7.5组的肌原纤维耐折力增加,肌纤维直径减小;随盐度升高,肌肉质构指标(硬度、弹性、黏性、咀嚼性、凝聚性)均有不同程度改善;在肌肉游离氨基酸方面,随盐度增加,肌肉游离呈味氨基酸和总游离氨基酸含量呈上升趋势,其中盐度10.0组较对照组分别增加88.2%、42.7%(P<0.05)。上述研究表明,适宜的盐度可改善乌鳢的肌肉品质,结合鱼体生长性能,适宜的盐度为7.5。     

The lipid geochemistry of antarctic marine sediments: Bransfield strait

Ten sections of a 10m long sediment core from Bransfield Strait, Antarctic region, have been examined for hydrocarbons, fatty acids, fatty alcohols, sterols, hopanoic acids, lignins and stable isotope ratios. The resolvable lipid compound classes generally occur in the following order of abundance: n-fatty acids > n-alkanes > n-alcohols > sterols > PAH with n-fatty acids comprising 50–80% of the lipids. The distribution of various lipid components indicate that they are principally from marine autochthonous sources, largely from diatoms and bacteria and to a lesser extent from dinoflagellates. There is no evidence from the lipid fraction of significant terrestrial plant input, which was also confirmed by the absence of methoxyphenols of the lignin degradation products. Aeolian transport from other continents appears to be minor or negligible. Minor amounts of epigenetic (mature) triterpenoids and polynuclear aromatic hydrocarbons found in all the samples are probably derived from submarine outcrops of weathered coaliferous shales. Stable carbon isotope ratios fall within a narrow range (−25 to −26‰), characteristic of Antarctic plankton. Coprostanol is the major stanol identified in the sediment core, most probably derived from the excreta of marine mammals, i.e. whales. Perylene, the dominant PAH, appears to be of marine origin in these Antarctic sediments. The presence of labile alkenes, unsaturated fatty acids and diploptene to a depth of 10m implies that little diagenetic alteration of the lipids has occurred. The sub-zero bottom water temperatures and the anoxic environmental conditions of this basin have preserved the total organic matter in the sediments, at least down to a depth of 10m.     

盐度对香螺行为、鳃和肾抗氧化酶活性与组织结构的影响

为明确不同盐度胁迫下香螺的生理生态学响应及其适应机制,本文采用行为学、组织学和生物化学手段研究了不同盐度条件下(16、20、24、28、32、36、40、44、48)香螺的行为、病理损伤以及抗氧化酶活性。结果显示,在高盐和低盐胁迫下,香螺出现应激反应,摄食率下降,死亡率升高。随盐度升高,香螺的总抗氧化能力先升高后降低,在盐度32时达到峰值;香螺鳃的过氧化氢酶(CAT)活力和超氧化物歧化酶(SOD)活力呈先降低后升高的趋势;肾的CAT和SOD活力呈先升高后降低的趋势。组织切片结果显示,在高盐和低盐胁迫下,香螺嗅检器和鳃丝的形态呈现显著变化,黏液细胞数量均增加。上述结果表明,盐度显著影响香螺的生理生态反应,且香螺可通过行为变化、调节抗氧化酶以及改变组织形态结构从而适应外界盐度的变化。     

微拟球藻I 型脂酰辅酶A: 二脂酰甘油酰基转移酶编码基因NoDGAT1A的功能分析

从微拟球藻高产油藻株IMET1 的cDNA 中, 克隆出一个I 型脂酰辅酶A: 二脂酰甘油酰基转移酶的编码基因NoDGAT1A, 该基因共编码437 个氨基酸, 与拟南芥I 型DGAT 的氨基酸序列相似度为38%, 且含有至少9 段高疏水区。随后, NoDGAT1A被转化入营养缺陷型酿酒酵母三脂酰甘油合成突变株H1246 中进行诱导表达。结果表明, 在外加二十碳五烯酸(EPA)时, 表达NoDGAT1A 的H1246 能够产生三脂酰甘油(TAG), 针对其TAG 的分析表明, 与酵母DGAT 相比, 表达NoDGAT1A 的H1246 产生的TAG 中含有更多的EPA, 说明NoDGAT1A 具有更强的合成含EPA 的TAG 之能力。此外, 16: 0(63.82%)和18: 0(27.98%)是其TAG 中主要的脂肪酸链成分, 说明NoDGAT1A 合成的TAG 侧链仍以长链饱和脂肪酸为主。NoDGAT1A对微拟球藻中TAG 的合成具有重要作用, 也为以微拟球藻为模式的产油微藻TAG 和EPA 代谢网络提供参考。     

不同盐胁迫时间下秋茄幼苗叶片膜脂过氧化作用的研究

对长时间和短时间盐胁迫下红树植物秋茄(Kandelin candel)叶片膜脂过氧化作用、叶绿素含量、电解质渗透率、叶片肉质化程度等与盐胁迫强度之间的关系进行了对比研究.结果表明,短时间盐胁迫和长时间盐胁迫下秋茄叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、叶片肉质化程度等随盐胁迫强度的提高而有不同的变化规律.在短时间盐胁迫下,随基质盐度的提高,SOD活性(fw)变化呈“U”型,在盐度15～20处叶片SOD活性最低,MDA含量变化不明显,电解质渗透率和叶片肉质化程度先升高而后下降,在盐度20处最高;在长时间盐胁迫下,SOD活性先随盐度的提高而提高,当盐度高于10时又随盐度的提高而下降,而MDA含量随盐胁迫程度的提高而下降,电解质渗透率和肉质化程度却上升,不同盐胁迫时间下红树植物秋茄具有不同的耐盐机制.膜脂过氧化不是盐胁迫下秋茄叶片膜损伤的主要原因.