条斑紫菜低覆盖度基因组草图分析

对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)进行Solexa 高通量测序, 获得低覆盖度全基因组草图。该基因组草图大小约220 Mbp, GC 质量分数53.08%; 包含26 629 个预测基因, 其中16 409 个基因具有内含子,平均每个基因含2.22 个内含子; 基因结构分析表明具有内含子的基因平均长度为2 214 bp, 内含子平均大小319 bp; 代谢通路分析表明嘌呤代谢是含有蛋白数量最多的代谢途径。本研究所得条斑紫菜低覆盖度全基因组草图快速获取了基因组大小和蛋白编码基因结构等基本信息, 证明了使用Solexa 高通量测序技术对条斑紫菜进行全基因组测序的可行性。     

条斑紫菜Tubulin和Kinesin基因家族鉴定及失水胁迫表达模式分析

微管是细胞骨架的主要成分,其结构及动力学机制对提高生物体耐受性具有重要作用。微管网络如何通过结构的动态变化调控适应环境变化已成为胁迫生物学领域的研究热点之一。条斑紫菜(Pyropiayezoensis)能够适应潮间带复杂多变的环境,是研究潮间带大型海藻抗逆机制的良好材料。目前对紫菜微管相关基因家族构成及其生物学功能的研究较少。本研究利用生物信息学方法,在条斑紫菜基因组中共鉴定出4个Tubulin基因(Pyα-tubulin 1、Pyα-tubulin 2、Pyβ-tubulin和Pyγ-tubulin)和11个Kinesin基因(PyKinesin1—PyKinesin11),并对其理化性质、基因结构、蛋白特征、染色体定位、系统进化和失水胁迫下的表达模式进行了系统分析。结果显示:条斑紫菜中有3种微管蛋白(Tubulin)亚型;该家族成员散布于1号和2号染色体上, Pyα-tubulin 1和Pyα-tubulin 2为串联重复基因;PyTubulin家族成员在基因结构和蛋白特征方面均较为保守,且在转录水平对失水胁迫不敏感。条斑紫菜中有5种驱动蛋白(Kinesin)亚型,亚家族种类和基因数量均少于高等植物;该家族基因散布于1号、2号和3号染色体上,无串联重复基因; PyKinesin家族成员在基因结构和蛋白特征方面存在一定差异,PyKinesin1在中高度失水胁迫下表达量显著上调。本研究为进一步理解Tubulin和Kinesin基因家族的进化和功能、解析微管在条斑紫菜响应失水胁迫中的作用奠定了基础。     

条斑紫菜酵母双杂交文库的构建及PyMAPK5互作蛋白的筛选

为进一步研究条斑紫菜促分裂原活化激酶家族PyMAPK5的下游互作蛋白,理解其生物学功能,本研究通过酵母双杂交的方法进行其相互作用蛋白的筛选。提取不同温度和失水逆境胁迫下的RNA,利用Invitrogen体系构建条斑紫菜酵母双杂交cDNA文库,其库容为1.44×107CFU,重组率为91.8%。以pGBKT7-PyMAPK5为诱饵蛋白载体,利用共转化方法,从文库中筛选得到26个与PyMAPK5互作的候选蛋白。候选蛋白集中在光系统II相关蛋白、捕光蛋白、微管蛋白、ATP酶、GTP结合蛋白及假设蛋白等。微管蛋白、捕光蛋白、光系统II蛋白一对一验证结果为阳性,表明在酵母体内存在互作。本研究为阐明条斑紫菜PyMAPK5与其互作蛋白的关系及解析PyMAPK5下游作用机制奠定了基础。     

氮、磷肥及其配合施用对条斑紫菜生长及氨基酸含量与组成的影响

本文探索在海水中施氮、磷肥对条斑紫菜生长、总蛋白氨基酸与游离氨基酸(FAA)含量及组成的影响。试验设4项处理培养条斑紫菜：以自然海水作为对照、单施氮肥、单施磷肥及氮肥与磷肥配合。结果显示：单施氮肥能略促进条斑紫菜的生长,并显著促进总氨基酸含量和FAA含量的增加;单施磷肥显著促进条斑紫菜生长,但使总氨基酸含量降低,FAA含量也显著低于单施氮肥组和氮肥与磷肥配合施用组;氮肥与磷肥配合施用,条斑紫菜生长的相对生长率最高,条斑紫菜的总氨基酸含量和FAA含量也显著增加,并使呈味氨基酸增加,改善条斑紫菜食用品质。所以氮肥和磷肥配合施用,对条斑紫菜生长和品质改善具有互助效应。     

紫菜纳豆菌发酵物中醇提物和多糖生物活性的初步研究

纳豆菌(Bacillus natto)发酵后的条斑紫菜经稀释、离心后上清液用一定浓度的乙醇处理获得醇沉物和醇溶液。将醇沉物去蛋白得到粗多糖,进行抗氧化活性的研究;将醇溶液旋转蒸发得到浸膏,将浸膏按极性大小分相萃取分别得到石油醚相、乙酸乙酯相和正丁醇相浸膏,探讨分相浸膏对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、四联微球菌的抑菌效果。通过测定多糖和分相浸膏对羟自由基(·OH)和DPPH自由基的清除能力评价其抗氧化能力。结果表明:醇溶物对金黄色葡萄球菌具有抑制作用,且随着浓度的升高各相浸膏对羟基自由基的清除率随之升高,其中,正丁醇相浸膏在质量浓度为0.5 mg/m L时对羟自由基的清除率达到91.6%,说明条斑紫菜经纳豆菌发酵可能产生了活性化合物;与对照组相比,利用纳豆菌发酵紫菜发酵物中多糖提取率增加了0.24%,发酵得到的多糖在质量浓度为5.0 mg/m L时对羟自由基的清除率达到了95.7%。     

光线强度对条斑紫菜单孢子形成、放散和附着的影响

随着条斑紫菜栽培事业和科学实验的进展,人们已对紫菜丝状体生长发育的规律有了较详细的了解,从而能够有效地促进紫菜丝状体大量形成和放散壳孢子及壳孢子的附着。然而对于紫菜叶状体形成、放散单孢子及其附着,除右田清治曾对单孢子的附着光强进行过研究外,尚未见到其他的报道。本实验就条斑紫菜单孢子的形成、放散和附着同光线强度的关系做了进一步实验观察,现将实验结果报告如下。     

不同条件下条斑紫菜光合效率的比较研究

用叶绿素荧光仪测试了7个条斑紫菜品系在不同氮磷浓度、盐度、pH及光质条件下的光合效率及光合色素含量。结果显示,条斑紫菜叶状体最适氮浓度为1.0～1.5mg/L,最适磷浓度为0.05～0.15mg/L;在盐度为20～30条件下紫菜的光合效率保持较高的水平;紫菜生长的适宜pH值为8.0。在其它条件相同时,紫菜在不同的光质照射下光合效率顺序为:白光绿光红光蓝光。所实验紫菜品系的藻红蛋白含量和变异幅度均显著大于藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白,而叶绿素含量无明显变异。     

条斑紫菜高纯度总DNA及其质粒状DNA的提取

提取条斑紫菜高纯度总DNA及其质粒状DNA的新方法。先用海螺酶处理紫菜叶状体制备细胞,然后用SDS-蛋白酶K裂解细胞提取总DNA,再用玻璃粉浆(glassmilk)对其纯化,经纯化后的总DNA能被EcoRI,Dral与HaeⅢ等限制酶完全酶切,并在酶切图谱上形成明显的DNA带型。当用异硫氰酸胍一十二烷基肌氨酸钠裂解紫菜细胞时,在总DNA提取物中直接发现有一条质粒状DNA带(2.3Kb),即建立了一种极简便的质粒状DNA提取方法。     

中国产紫菜属藻胆蛋白的研究

本研究以羟基磷灰石(Hydroxyla patite)为吸附剂的柱层析法分离和纯化了中国产紫菜属(Porphyra)6种紫菜——条斑紫菜(P.yezoensis)、少精紫菜(P.oligospermatangia)、华北半叶紫菜(P.katadai var.hemiphylla)、甘紫菜(P.tenera)、坛紫菜(P.haitanensis)和边紫菜(P.marginata)——中的藻胆蛋白。吸收光谱测定的结果显示,R-藻红蛋白(R-phycoerythrin)和变藻蓝蛋白(Allophycocyanin)存在于所研究的6种紫菜中,而C-藻蓝蛋白(C-phycocyanin)只出现于甘紫菜、条斑紫菜、少精紫菜和华北半叶紫菜中,而R-藻蓝蛋白(R-phycocyanin)则只出现于坛紫菜和边紫菜中。     

江蓠属不同种质资源中藻胆蛋白和琼胶含量差异及综合提取工艺研究

藻胆蛋白和琼胶是来源于藻类的重要活性物质,随着藻胆蛋白和琼胶需求量的日益提升,寻找合适的提取原料尤为重要。本研究比较了中国8种常见江蓠(Gracilaria)的藻胆蛋白和琼胶含量,建立了一种环保的综合提取工艺并进一步优化了琼胶提取条件。研究结果显示不同品种江蓠的藻胆蛋白和琼胶含量有显著差异,张氏江蓠(Gracilaria changii)的藻胆蛋白和琼胶含量相对较高。以张氏江蓠为综合提取藻源,藻蓝蛋白的得率为0.073mg/g,藻红蛋白得率为0.088mg/g,通过单因素实验和正交模型优化琼胶提取工艺,最佳提取工艺为碱浓度4%,碱处理时间2h,碱处理温度65℃,琼胶得率为43.51%。结果表明,张氏江蓠有较高生物资源利用率,综合提取藻胆蛋白和琼胶可以提高张氏江蓠的应用价值,研究为张氏江蓠的综合开发提供理论依据。     

条斑紫菜栽培过程中有害藻类的分离与鉴定

针对条斑紫菜栽培过程中出现的有害藻类问题,进行了叶状体和丝状体有害藻类分离与鉴定等相关研究。通过形态学分析和分子生物学鉴定,发现叶状体中的杂藻主要有大型绿藻(浒苔、曲浒苔)、大型红藻(红毛菜)以及微型绿藻和硅藻,丝状体中的杂藻主要为褐藻、微型绿藻和硅藻。针对部分微型杂藻进行了抑制剂处理实验,结果表明低浓度的抗生素可以有效抑制部分硅藻和绿藻的生长,二氧化锗对硅藻生长具有显著的抑制效果。研究结果为系统、全面认识条斑紫菜栽培过程中的有害藻类提供了科学依据。     

条斑紫菜叶状体不同区域光合活性的研究

以幼嫩条斑紫菜（eorphyra yezoensisUeda）为材料,研究了叶状体基部到梢部组织的固碳率和光合活性的变化。结果表明：（1）基部到梢部不同区域组织的固碳率不同,基部区域组织固碳率明显低于其他区域,靠近梢部区域的固碳率最高;（2）基部到梢部不同区域的光合活性和叶绿素水平也不一样,基部和梢部组织的光合活性偏低...     

脱水对条斑紫菜叶状体psbA和psbD基因表达量的影响

从处于不同脱水复水阶段的条斑紫菜(Porphyra yezoensis Ueda)叶状体中提取总RNA,用荧光定量PCR技术检测条斑紫菜不同脱水和复水过程中psbA和psbD基因的转录水平上的相对表达量的变化.实验结果表明,psbA和psbD基因转录水平上的相对表达量的变化趋势相似但变化幅度不一致.在相对含水量约为71...     

条斑紫菜PyMGST3基因克隆、表达及功能分析

微粒体谷光甘肽硫转移酶(microsomal glutathione S-transferases,MGST)作为膜结合蛋白之一,具有谷光甘肽转移酶和过氧化物酶活性,在细胞及细胞器的抗氧化胁迫中扮演着重要角色,但MGST基因在紫菜(Pyropia yezoensis)中的鉴定与分析还未见报道。本文采用RACE-PCR方法首次克隆了条斑紫菜的微粒体GST基因的全长,命名为PyMGST3,同时利用生物信息学及实时定量PCR方法对该基因的序列及诱导表达特征进行了分析,并通过原核表达进一步验证了该基因的酶活性及在抗氧化胁迫中的作用。结果表明,PyMGST3基因的c DNA序列全长为681bp,其中开放阅读框长度417bp,5'-UTR长度80bp,3'-UTR长度184bp,在受到Cd~(2+)和Cu~(2+)胁迫时,上调表达;PyMGST3蛋白具有三个跨膜结构域及跨膜疏水区,与皱波角叉菜的MGST蛋白相似性最高为60%,与其它藻类的MGST蛋白的相似性较低;在大肠杆菌中表达及纯化后的PyMGST3蛋白具有谷光甘肽转移酶活性;此外,超表达PyMGST3蛋白的重组菌株提高了对抗Cd~(2+)和Cu~(2+)毒害的能力。这些结果暗示PyMGST3基因很可能在条斑紫菜遭遇重金属等引起的氧化胁迫时起到重要的保护作用。     

基于 R-藻红蛋白及硫酸多糖提取的次等紫菜综合利用技术

末水条斑紫菜以组织捣碎机粉碎,在10 mmol/L磷酸盐缓冲液(p H 6.8)中反复冻融3次,收集上清液,通过膨化床疏水层析技术分离R-藻红蛋白(R-PE),剩余残渣用于硫酸多糖提取。使用膨化柱分离,粗提液中约17%的藻红蛋白可以被回收,DEAE-Sepharose离子交换树脂纯化后,约12%的R-藻红蛋白得到回收,光谱纯度大于3.2,纯化得率为0.66 mg/g鲜紫菜。吸收光谱、荧光发射光谱以及凝胶电泳均显示该藻红蛋白属于典型三峰型R-藻红蛋白。利用藻红蛋白提取后的残渣,每克条斑紫菜可回收到30.5 mg的粗多糖,其中硫酸基含量为21.8%。实验证明,微波辅助抽提与热水浸提对硫酸多糖得率无显著影响。纯化的R-藻红蛋白与紫菜硫酸多糖可用于食品、化妆品添加,或药品、保健品的开发。本文对探索次等紫菜生物质的综合、高值化利用,进一步促进我国相关产品的开发与应用具有重要意义。     

中肋骨条藻蛋白质双向电泳样品制备方法的比较

比较了裂解液法和直接三氯乙酸(TCA)-丙酮沉淀法对中肋骨条藻Skeletonema costatum 蛋白双向电泳的提取效果并优化了提取条件,结果表明:裂解液-TCA-丙酮沉淀法在去除胞内干扰物质方面,较裂解液-超滤管法和裂解液-试剂盒法的效果都好。 裂解液-TCA-丙酮沉淀法和直接TCA-丙酮沉淀法都能取得背景干净、蛋白点清晰的双向电泳图谱,但后者的双向电泳图谱聚焦更完全,在进一步优化条件后(即蛋白沉淀12 h并增加超声波洗涤过程),可作为提取中肋骨条藻蛋白的最适方法。     

紫菜特征挥发性物质分析

应用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,对坛紫菜(Porphyra haitanensis)、条斑紫菜(Porphyra yezoensis)与其一个突变品系的生长藻体挥发性物质进行分析,共分离鉴定出66种挥发性组分,3个紫菜试样中分别含有36、44和45种.鉴定组分中有21种为紫菜共有挥发性物质,其中8-十七烯和...     

Similarity of electrophoretic dissolved protein spectra from coastal to pelagic seawaters

Dissolved proteins in seawater samples collected from a coastal area of Tokyo Bay, Sagami Bay and a location off the Kuroshio Current were investigated by one-dimensional sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and high resolution two-dimensional electrophoresis (2-DE). Four to nine protein bands were detected in SDS-PAGE in the apparent molecular weight (MW) range from 12 kilo Dalton (kDa) to 49 kDa. The 2-DE technique distinguished 10 to 46 protein spots exhibiting isoelectric point (pI)/MW ranging 4.3–9.2/12–63 kDa. The elecrophoretic patterns were similar between the coastal and pelagic samples, as well as previously reported patterns from various pelagic areas. The close similarity of electrophoretic mobility on both SDS-PAGE and 2-DE gels indicates the compositional homogeneity of dissolved proteins in seawater throughout a broad range of marine environments. Proteinaceous dissolved organic matter (DOM) that was unresolved and smeared staining characteristics on both SDS-PAGE and 2-DE gels was first observed in Tokyo Bay waters in the present study and its possible sources are discussed. Although the two protein species, 48 kDa and 39 kDa proteins, have been identified as homologues of Porin P and low molecular weight-alkaline phosphatase of Pseudomonas aeruginosa PAO1, respectively, four strains of P. aeruginosa and two species of Pseudomonas spp. have been newly identified as the source organisms of these proteins using the N-terminal amino acid sequence data determined in previous studies.     

条斑紫菜丝裂原活化蛋白激酶PyMAPK3基因的克隆及胁迫条件下的功能分析

本研究从条斑紫菜中克隆了一个丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase)基因,命名为PyMAPK3。该基因全长2155bp,开放阅读框(ORF)1401bp,编码466个氨基酸,含有两个内含子。氨基酸序列分析表明,PyMAPK3磷酸化位点的氨基酸基序为TDY,其等电点为7.17,蛋白分子量为51.6KDa,亚细胞定位于叶绿体。荧光定量PCR技术对该基因在不同非生物胁迫条件下的转录差异分析结果显示,极端胁迫条件下基因表达量显著增加。蛋白免疫印迹技术对蛋白在不同胁迫条件下的表达量分析结果显示,在不同的胁迫条件下其翻译水平的表达模式表现出与转录水平的不一致性。本研究为深入了解条斑紫菜在逆境适应机制中MAPK蛋白的作用奠定基础,同时为条斑紫菜抗逆品系的选育提供理论指导。