链状亚历山大藻铜胺氧化酶基因的克隆和表达分析

本文以链状亚历山大藻为实验材料,克隆了2个铜胺氧化酶基因,分别命名为cad-1和cad-2。对获取的基因序列进行生物信息学分析,使用实时荧光定量PCR技术分析了cad-1和cad-2在链状亚历山大藻不同生长时期的表达。结果发现,cad-1开放阅读框全长1 023bp,编码340个氨基酸;cad-2开放阅读框全长1 800bp,编码599个氨基酸,含一个内含子1 065bp。2个基因编码的蛋白与颗石藻和抑食金球藻的铜胺氧化酶有较近的亲缘关系。荧光定量PCR分析结果显示,cad-1和cad-2在对数期和衰亡期分别是下调表达和上调表达。依据铜胺氧化酶的功能和链状亚历山大藻衰亡的相关研究,推测铜胺氧化酶可能通过催化多胺产生过量过氧化氢的方式参与链状亚历山大藻赤潮衰亡的过程。     

加权基因共表达网络探究链状亚历山大藻爆发性生长的分子机制

链状亚历山大藻(Alexandrium pacificum)作为典型的产毒赤潮甲藻,分布广泛,而对其爆发性生长的研究将有助于探究由其引发的赤潮的分子机制。本研究通过模拟赤潮爆发的条件对链状亚历山大藻进行表达谱测序,利用表达谱测序后得到的基因表达量数据,采用加权基因共表达网络(WGCNA)构建方法探究链状亚历山大藻的爆发性生长的分子机制。通过计算基因间表达量的相关性得到了35个基因共表达模块,将基因共表达模块与链状亚历山大藻爆发性生长性状相关联,在爆发性生长阶段,有6个显著性相关的模块,基于KEGG及GO功能富集分析,这些模块涉及蛋白质的加工合成、核糖体的合成,电子传递,碳水化合物代谢等过程,表明了细胞代谢能力的提升,为细胞增殖提供了物质基础。此外有大量的未知功能的枢纽基因被发现,基因模块可以用于推测这些基因的功能,从而为以后挖掘新基因,探究潜在的调控机制提供了基础。     

两种甲藻对人工海水中胶体磷的利用初探

采用批次培养方法,研究了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和链状亚历山大藻(Alexandrium catenlla)对胶体磷的生物可利用性,并初步探讨了甲藻利用胶体磷的机制问题.结果表明东海原甲藻和链状亚历山大藻均能利用胶体磷生长繁殖.东海原甲藻在接种11d后细胞密度在无机磷和胶体磷培养基中分别为10.53×107和3.43×107个/dm3.链状亚历山大藻在接种11d后细胞密度在无机磷和胶体磷培养基中分别为39.0×105和28.3×105个/dm3.通过对比细胞密度,胶体磷对东海原甲藻生长的促进作用要低于无机磷的作用;胶体磷对链状亚历山大藻生长的促进作用与无机磷的作用相当.东海原甲藻和链状亚历山大藻在胶体磷源下碱性磷酸酶活性迅速升高,前期均显著高于各自无机磷组的碱性磷酸酶活性,碱性磷酸酶活力最高值分别为0.29和0.30μmol/(dm3·h).初步结果表明,两种甲藻均能通过碱性磷酸酶的降解来利用胶体磷.     

链状亚历山大藻组蛋白H3基因克隆与生长过程中的表达分析

链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)是一种典型的产毒赤潮甲藻。甲藻曾被认为没有组蛋白,但近年来在多种甲藻中检测到全部四个核心组蛋白的活跃转录,而目前对甲藻中组蛋白表达模式与具体功能还缺乏深入的研究。本文报道了链状亚历山大藻组蛋白H3变体之一H3.c的全长ORF序列的克隆和分析;分析了链状亚历山大藻生长过程中组蛋白H3在基因和蛋白水平的表达。目前研究发现的链状亚历山大藻H3变体共三个,其中H3.b在N末端序列与其他物种差异最大,为链状亚历山大藻特有的H3变体。对数生长期的组蛋白H3在基因与蛋白水平上均活跃表达,但表达量并不会随着爆发性增长而显著变化,其中H3.b的基因表达在对数末期呈现上调;培养至衰亡期,各H3变体表达均下调,尤其在蛋白水平上呈现明显衰减。结合前期研究,本文认为链状亚历山大藻三个H3均为复制非依赖型(RI)变体,一些变体可响应伴随藻不断生长而逐渐增强的细胞密度等复杂胁迫,推测其参与某些表观遗传修饰,调控生长进程;而衰亡期基于H3的表观遗传调控受到抑制。     

渤海裸甲藻和链状亚历山大藻的麻痹性贝毒毒素分析

目的:分析渤海裸甲藻(Gymnodinium sp.)和链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)的麻痹性贝毒毒素,为渤海天津海域的赤潮研究积累基础数据。方法:通过实验室培养裸甲藻和链状亚历山大藻,选取对数生长期、平台生长期的裸甲藻以及平台生长期的链状亚历山大藻,利用高效液相色谱法(HPLC)对这两种微藻进行麻痹性贝毒(PSP)毒素分析。结果:裸甲藻细胞内不含有麻痹性贝毒(PSP);链状亚历山大藻细胞内含有C毒素和GTX1-4毒素,该微藻每个细胞毒素含量约为10.81 fmol/cell。结论:裸甲藻细胞内虽不含有麻痹性贝毒(PSP),但不能排除其含有其它毒素的可能。链状亚历山大藻细胞内含有麻痹性贝毒(PSP),属于有毒微藻,需要对其进行密切监测。     

6种赤潮甲藻对荧光标记藻类的吞噬行为研究

选取6种在中国沿海广泛分布的赤潮甲藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea),采用经5-(4,6-二氯三嗪基)氨基荧光素(DTAF)标记灭活的荧光饵料藻进行投喂,观察目标甲藻是否存在吞噬行为,研究光照、营养盐条件对目标甲藻的吞噬行为的影响。结果发现,链状亚历山大藻能吞噬旋转海链藻(Thalassiosira curviseriata),东海原甲藻能摄食球等鞭金藻(Isochrysis galbana),但其摄食概率非常低,且不受光照和营养盐条件的影响。实验中,未观测到米氏凯伦藻、海洋原甲藻、微小原甲藻和锥状斯氏藻的吞噬行为。在黑暗中培养48-72h后,目标甲藻均出现不同程度的死亡,尤其是东海原甲藻和链状亚历山大藻。虽然东海原甲藻和链状亚历山大藻具吞噬行为属于混合营养生物,但光合自养是目标甲藻获取营养、维持生长最主要的方式。     

链状亚历山大藻不同生长状态差异表达microRNA的筛选和验证

从链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)延迟期、对数期2个小RNA文库中选择了2个差异表达的microRNA(osa-miR2876和rgl-miR5139),设计f/2培养下延迟期、对数期和高氮、高磷、高锰对数期5个条件,用qPCR的方法对其表达进行了检测。研究建立了以5.8srRNA为内参基因,以SYBR Green I为荧光染料,用加尾法荧光定量PCR检测microRNA在不同生长状态相对表达的方法。microRNA的表达量在对数期和诱导下对数期均低于延迟期,高锰条件下对数期均为最低,且延迟期的表达量分别是高锰条件表达量的18.63和14.12倍。microRNA负调控靶基因的表达,而osamiR2876和rgl-miR5139在对数期均为下调表达,说明其靶基因参与的细胞生理过程:DNA复制、修复、嘌呤、嘧啶碱基的代谢、RNA聚合酶的代谢等过程呈现激活状态,而上述生理过程的激活均有利于藻细胞增殖。这些结果表明:osamiR2876和rgl-miR5139可能在链状亚历山大藻的快速分裂和增殖中发挥着非常重要的调控作用。本文研究结果为甲藻兼性营养型正确性提供了进一步的证据,同时rgl-miR5139在细胞快速生长阶段的下调表达提示在该阶段下异养营养型可能占优势。本研究说明了microRNA在链状亚历山大藻快速生长过程中可能发挥着重要的调节作用。也为其他物种microRNA的研究和检测提供了快速简便、特异性好的研究方法。     

混合培养条件下几种赤潮藻对无机磷源的竞争生长研究

采用批次培养方式,研究混合培养的几种赤潮藻东海原甲藻(PrDrocentrum donghaiense)与中肋骨条藻(Skeletonema costatum)及东海原甲藻与链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)对溶解无机磷源的竞争生长响应.结果表明,在富磷及贫磷的培养条件下,中肋骨条藻的比生长率远超过东海原甲藻,而成为培养体系中的绝对优势种.在东海原甲藻与链状亚历山大藻的混合培养体系中,原甲藻大量死亡,可能存在亚历山大藻对原甲藻的他感作用.培养体系中,碱性磷酸酶活性随藻类磷胁迫而显著升高,可能在后期种群利用代谢有机磷源时发挥重要作用,且在不同培养体系中表现出酶活性大小及状态的差异性,该结果可能影响浮游植物对有机磷源的利用效率.     

一种快速制备甲藻细胞PCR扩增DNA模板的方法

报道了一种快速制备PCR扩增甲藻细胞模板DNA的方法。以赤潮甲藻塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense）和链状亚历山大藻（Acatenella）为目标藻，对藻液预处理后直接用于PCR扩增，获得5,8S核糖体RNA基因及其两侧的核糖体RNA基因转录单元内基因间隔区（internal transcribed spacer，ITS）序列片段，成功测序。此方法避免了复杂的DNA提取过程。     

不同氮源、磷源对链状裸甲藻生长与酶活性的影响

为揭示链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)对不同氮源和磷源营养条件的适应机制,通过在不同营养盐浓度和形态条件下对链状裸甲藻进行一次性培养,探究了氮源、磷源对链状裸甲藻生长和酶活性的影响。结果显示,链状裸甲藻可在多种形态氮和磷的条件中生存,其中链状裸甲藻在氮浓度0～800μmol/L范围内对NH₄Cl的亲和性最高,在磷浓度0～32μmol/L范围内对三磷酸腺苷(ATP)的利用能力最低。不同氮形态处理组中,培养初期谷氨酰胺合成酶在NH₄Cl为氮源的条件下活性表达最强;培养中后期,谷氨酰胺合成酶和脲酶在尿素为氮源条件中表达最高,而各处理组中的硝酸还原酶活性均较低,表明链状裸甲藻在低硝酸盐环境中没有竞争优势。不同磷形态处理中,各组碱性磷酸酶活性随培养时间先升高后降低,酸性磷酸酶活性(除ATP处理组外)逐渐降低。ATP为磷源的处理组具有最高的碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活性,其他三个处理组酶活性表达相似。研究发现不同氮源和磷源显著影响链状裸甲藻的生长,藻细胞可通过调节谷氨酰胺合成酶、脲酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性对不同形态营养盐进行利...     

应用免疫荧光技术对三种赤潮藻的研究

为探索和建立免疫学结合荧光技术对赤潮生物的定性、定量检测,制备了3种粒径不同的赤潮藻——赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、共生甲藻(Symbiodinium sp)、链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)的多克隆抗体,并采用封闭吸附处理以提高抗体的特异性;采用间接酶联免疫法检测了抗体的效价;结果表明未经吸附处理的赤潮异弯藻、共生甲藻的效价分别为1:41 000,1:18 000以上,显示是高亲合力的抗体;链状亚历山大藻抗体的效价达到1:3 500,相比另两种藻的效价较低;吸附处理后的3种多克隆抗体的特异性明显提高,而效价有所下降。3种多克隆抗体与各自藻细胞均有很强的结合力,赤潮异弯藻和共生甲藻的荧光信号均匀分布于细胞表面,链状亚历山大藻细胞的荧光信号在细胞表面分布不均匀,主要集中在腹部横沟内。制备的多克隆抗体只与自身藻细胞结合,与另外2种藻细胞无交叉反应。链状亚历山大藻抗体只与自身藻细胞结合,与塔马亚历山大藻无交叉反应,可作为同属内不同种的鉴别。结合了免疫学和荧光技术,具有特异、灵敏、直观和简便的优点,并且费用低,对于开拓赤潮准确定性、定量检测方法和技术具有重要价值。     

不同氮磷比和铁浓度对两种海洋微藻生产二甲基硫和二甲巯基丙酸内盐的实验研究

本文通过实验室培养研究了不同氮磷比(0∶1、5∶1、20∶1、50∶1)以及铁浓度(10、100、1 000nmol·L-1)对尖刺拟菱形藻、塔玛亚历山大藻二甲基硫(DMS)和二甲巯基丙酸内盐(DMSP)产生的影响。氮营养和磷营养对尖刺拟菱形藻释放DMSP和DMS没有明显的影响,但是塔玛亚历山大藻受N/P比的影响则很显著,低N/P比(0∶1)条件下的DMS浓度是高N/P比(50∶1)条件下的2.5倍。另外,培养液中不同初始铁浓度会影响到细胞内DMSP的合成和DMS的释放,且具有种间差异,高Fe3+浓度有助于尖刺拟菱形藻藻液中DMSPd的形成以及DMS的释放,却抑制了塔玛亚历山大藻细胞内DMSP的生产。总的来说,浮游植物产生DMSP先取决于对营养盐的总体需求,其次是营养盐的比例。     

罗源湾口柱状沉积物中的甲藻孢囊

通过对福建罗源湾口海域KMZK5柱状沉积物中甲藻孢囊的分析,共鉴定出15属30种甲藻孢囊。对比发现这30种甲藻孢囊是该湾以前未被记录的种类。其中12种是附近海域也未曾发现的种类,6种为有毒种类:缘亚历山大藻、小型亚历山大藻、塔玛亚历山大藻、具刺膝沟藻、链状裸甲藻、锥状斯氏藻.同时对甲藻孢囊的主要属种和有毒种类的丰度、分布在垂直方向上的变化特征进行了初步研究.     

塔玛亚历山大藻生成二甲基硫和二甲基硫丙酸的实验研究

主要研究在封闭培养条件下塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense)生长周期内藻体细胞的二甲基硫丙酸（DMSP（）含量以及释放至水体的二甲基硫（DMS）含量，结果表明：（1）塔玛亚历山大藻藻体细胞DMSP含量变化与该藻细胞数量动态变化趋势相一致，在生长周期的第7天最高值；（2）藻体细胞的DMSP含量以及释放至水体的DMS含量均与藻体细胞数量有显著相关；（3）单位细胞DMSP生成量的变化与DMS释放量变化呈现相反的趋势，在DMS释放量最高时，单位细胞DMSP生成量最低。     

网状原角藻化感作用的初步研究

为明确海洋甲藻——网状原角藻(Protoceratium reticulatum)对海洋微藻的化感作用,揭示其化感物质作为植物源抑藻剂的开发潜能,本文探讨了网状原角藻藻细胞和无细胞滤液对几种海洋微藻——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、拟旋链角毛藻(Chaetoceros pseudocurvisetus)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响,并进一步选取东海原甲藻和赤潮异弯藻作为受体藻种,以塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)作为阳性对照,比较了2种甲藻的藻细胞培养液和无细胞滤液对东海原甲藻、赤潮异弯藻生长的影响差异。通过比较发现,网状原角藻的无细胞滤液比塔玛亚历山大藻能更明显的抑制东海原甲藻和赤潮异弯藻的生长,尤其是对东海原甲藻,基本阻断其生长。     

罗源湾口柱状沉积物中的甲藻孢囊

通过时福建罗源湾口海域KMZK5柱状沉积物中甲藻孢囊的分析，共鉴定出15属30种甲藻孢囊，对比发现这30种甲藻孢囊是该湾以前未被记录的种类．其中12种是附近海域也未曾发现的种类，6种为有毒种类：缘亚历山大藻、小型亚历山大藻、塔玛亚历山大藻、具剌膝沟藻、链状裸甲藻、锥状斯氏藻，同时对甲藻孢囊的主要属种和有毒种类的丰度、分布在垂直方向上的变化特征进行了初步研究。     

氮限制条件下链状亚历山大藻H3K4me3的调控机制解析

为探索链状亚历山大藻(Alexandrium pacificam)在低氮条件下的适应性反应机制,本研究采用结合位点分析法(ChIP-seq)比较了链状亚历山大藻氮限制和氮正常条件下组蛋白第三亚基四号赖氨酸的三甲基化(H3K4me3)修饰情况及调控机制,GO分析结果表明H3K4me3修饰在低氮条件下调控了跨膜转运蛋白活性,表明在低氮条件下链状亚历山大藻增强了转运体活性来获取外界营养物质。通过KEGG分析发现还富集了植物病原菌相互作用途径和谷胱甘肽代谢途径,表明链状亚历山大藻在低氮条件下,病原菌防御和抗氧化应激对其生存至关重要。此外还发现在低氮条件下H3K4me3调控了泛素介导的蛋白质降解和自噬途径来缓解氮的耗竭而响应氮胁迫。     

生物胺对赤潮藻生长的影响作用初探

选取东海赤潮高发区常见的两种甲藻[东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)]和两种硅藻[中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、海链藻(Thalassiosirasp.)],以2-苯基乙胺、腐胺、亚精胺、精胺四种赤潮水体中常见的生物胺为因素,设置0、5、25、100nmol/L四个浓度水平,进行L16(45)正交添加培养实验。根据Logistic生长模型进行曲线拟合,分析得到的生长参数。结果显示,不同的生物胺对各赤潮藻生长影响的大小、趋势均存在差异。其中,2-苯基乙胺对四种赤潮藻的生长影响最显著。高浓度的2-苯基乙胺对中肋骨条藻的生长具有明显的抑制作用,对塔玛亚历山大藻的生长具有明显的促进作用。多胺物质(腐胺、亚精胺和精胺)对甲藻(东海原甲藻和塔玛亚历山大藻)生长的促进作用大于硅藻(海链藻和中肋骨条藻)。多胺中的亚精胺对塔玛亚历山大藻和海链藻的生长影响最大,精胺对东海原甲藻和中肋骨条藻的生长影响最大。多胺可能是2010年东海赤潮由中肋骨条藻向东海原甲藻演替的一个诱导因素,其中精胺可能发挥的作用较大。     

适合海洋微藻活体染色的方法评价

为了评估一种快速简单用以确定海洋微藻细胞活性的技术,针对船舶压载水中常见的3个门类中11种10～50μm单细胞微藻用中性红(NR)、5-氯甲基荧光素二乙酸酯(CMFDA)、荧光素二乙酸酯(FDA)三种染料进行染色,通过光镜和荧光显微镜对染色结果进行测定。结果表明,NR(中性红)是检测本实验中全部海洋微藻藻株细胞活性的最佳染料,染色最佳浓度为1/10 000,染色时间为30min;5-氯甲基荧光素二乙酸酯(CMFDA)、荧光素二乙酸酯(FDA)和双荧光染色对海洋微藻藻株活细胞着色时间短,染色效果明显,但其应用具有局限性,适用于检测本实验中甲藻门(塔玛亚历山大藻、链状亚历山大藻、微小原甲藻、利玛原甲藻、东海原甲藻、米氏凯伦藻)和绿藻门(青岛大扁藻和杜氏盐藻)的活性,染色最佳浓度为5μmol/L FDA+2.5μmol/L CMFDA,染色时间为10min,但不适用于检测硅藻门的细胞活性。因此,中性红更适合检测船舶压载水中微藻活细胞,根据光镜下微藻细胞着色情况而判断细胞活性。     

磷酸盐对两种东海典型赤潮藻影响的围隔实验

采用了围隔生态实验方法,研究了围隔中营养盐含量及结构变化和磷酸盐对东海典型赤潮藻种(东海原甲藻和中肋骨条藻)生长的影响。结果表明,在高磷条件下,中肋骨条藻快速增殖,稳定期缩短,细胞数很快下降,而东海原甲藻由于氮源的限制生长期明显缩短。在磷限制条件下,中肋骨条藻细胞增殖受到明显抑制,生物量偏低,而东海原甲藻受到的影响较小。磷可能是东海原甲藻及中肋骨条藻生长的限制因子。氮磷比会影响浮游生物的生长,较高的氮磷比可能对东海原甲藻的生长有利,较低氮磷比则可能有利于中肋骨条藻生长。东海原甲藻能在营养盐浓度较低的生长环境中占有优势,相反,营养盐浓度较高的环境更适合中肋骨条藻的生长,中肋骨条藻具有更强的竞争能力。