盐胁迫对盐生杜氏藻生长及叶绿素荧光特性的影响3期王帅,等:盐胁迫对盐生杜氏藻生长及叶绿素荧光特性的影响35

以盐生杜氏藻(Dunaliella salina)为实验材料,研究在不同盐度(5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130)下处理不同时间后(12、24和48h),该藻的生长及叶绿素荧光特性的变化情况。结果表明,盐生杜氏藻生长和进行光合作用的最适盐度为100,适宜盐度范围为20~110。在盐度过低(20)和过高(110)的胁迫条件下,盐生杜氏藻PSII的荧光指标(Fv/Fm、ΦPSII、Fv/Fo和rETR)显著降低。该藻的细胞密度和叶绿素含量均在盐度100时达到最大值。相关性分析结果表明,盐生杜氏藻的荧光指标(Fv/Fm、ΦPSII、Fv/Fo和rETR)与细胞密度呈极显著的正相关性,因此可通过PSII荧光指标的变化来反映该藻对盐胁迫的耐受性。本文还对盐胁迫下盐生杜氏藻的响应机制和叶绿素荧光技术在筛选耐盐微藻品种中的应用进行了初步探讨。     

低温胁迫对军曹鱼幼鱼脂代谢相关基因表达的影响

将两组军曹鱼(Rachycentron canadum)幼鱼分别在常温(30.5±1.0)℃和低温(20.0±0.5)℃环境下饲养7 d,并于第1天、第4天、第7天3个时间点采集肝脏、肌肉和腹腔脂肪,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析5个脂代谢相关基因的表达变化情况,以探究低温胁迫对军曹鱼脂质合成与分解代谢的影响。结果显示,第1天时,肝脏的肉碱脂酰基转移酶-1基因(cpt-1)、脂肪激素敏感脂肪酶基因(hsl)以及肌肉的cpt-1、hsl、单酰基甘油酯酶基因(mgl)等显著上调(p<0.05),肝脏、肌肉的乙酰辅酶A羧化酶基因(acc)和脂肪酸合成酶基因(fas)以及腹腔脂肪(IPF)5个脂代谢相关基因表达均显著下调(p<0.05);第4天时,肝脏的cpt-1、hsl、mgl和肌肉的hsl、mgl、acc、fas以及IPF的cpt-1、hsl、mgl、acc等表达上调(p<0.05),肝脏的acc、fas表达显著下调(p<0.05);第7天时,肝脏和IPF的cpt-1、hsl、mgl、acc和肌肉的hsl、mgl、acc等表达上调(p<0.05),肌肉cpt-1和肝脏fas表达显著下调(p<0.05)。结果表明,军曹鱼幼鱼在低温胁迫前期通过抑制脂合成代谢,促进肝脏和肌肉中的脂质水解,通过抑制腹腔脂肪的脂质分解来响应低温胁迫;在低温胁迫后期,军曹鱼幼鱼脂合成和分解代谢均显著提高,且利用脂肪酸提供能量的主要组织由前期的肝脏和肌肉转变为肝脏和腹腔脂肪。     

盐胁迫对塔胞藻生长及叶绿素荧光动力学的影响

利用调制式叶绿素荧光仪(Water-PAM)研究了盐度(1~120)胁迫不同时间(12,24,48 h)后,塔胞藻生长及叶绿素荧光动力学的变化。测定的主要参数有:PSⅡ的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ的实际光能转化效率(ΦPSⅡ=yield)、光合电子传递效率(ETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)。结果表明:在本实验条件下,塔胞藻生长和进行光合作用的最适盐度为20。高盐胁迫使塔胞藻的荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR,qP均明显降低,NPQ则先升高后降低,叶绿素含量和细胞密度也显著降低。还对盐胁迫下塔胞藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐盐微藻品种中的应用进行了初步探讨。     

盐胁迫对海滨香豌豆叶片三种物质含量的影响

实验检测在不同浓度的盐胁迫及不同的胁迫时间下，海滨香豌豆叶片内脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖三种成份含量的变化。得出：脯氨酸含量随盐胁迫浓度和胁迫时间变化呈现一定的正相关；可溶性蛋白则呈相对比较稳定的趋势；而可溶性糖则呈无规则变化。这些结果表明，在以上三指标中，脯氨酸对盐胁迫起主要的调节作用。     

泥蚶(Tegillarca granosa)个体发育过程中同工酶基因表达与调控的研究

采用不连续垂直聚丙烯酰胺凝胶电泳法，对泥蚶(Tegillarca granosa Linnaeus)19个发育阶段的ADH、LDH、EST、IDH、ALP、MDH、GDH、POD、ATPase和ME等10种同工酶的基因表达进行检测分析。结果表明，泥蚶在个体发育过程中随着机体分化和生理活动的改变，同工酶基因的表达呈现出显著的时序变化。在10种酶中，LDH和ATPase两种酶的所有酶带及EST、MDH和ME等的部分酶带在各个发育阶段持续表达，其他酶带只出现在发育阶段的某一或某些阶段，并且表现出了与泥蚶营养方式、代谢形式等生理活动的关联性。在泥蚶的个体发育阶段过程中，IDH、MDH、GDH、ME、ALP等5种酶在32细胞期表达的酶带数剧增，因此32细胞期可能是合子基因表达启动的时间；ADH、EST、LDH、MDH、GDH、ME等6种酶在泥蚶的附着变态期酶带大幅减少或产生新酶带，可能与泥蚶附着期运动方式、代谢强度及生活环境的改变有关。     

急性高温胁迫对虹鳟二倍体和三倍体幼鱼hsps基因表达的影响

本文以二倍体和三倍体虹鳟(Oncorhynchus mykiss)幼鱼为实验对象,探究急性高温胁迫下,不同倍性虹鳟热休克蛋白家族(hsps)基因表达水平。选取二倍体和三倍体虹鳟幼鱼,分别进行常温处理(14℃)和高温胁迫(22℃),并在高温胁迫48h后,将虹鳟置于常温(14℃)恢复48h。分别在实验开始的0,12,24,48,72和96h进行取样,测定实验虹鳟肝脏和肌肉组织中的hsp70s(hsp70a,hsp70b),hsp90s (hsp90a1a,hsp90a2a,hsp90a1b,hsp90a2a,hsp90b1,hsp90b2)mRNA水平。结果表明:hsp70s和hsp90s的各个亚型均能对热胁迫做出反应,并具有应答幅度的组织特异性和时间特异性。在胁迫6和24h后,上述基因mRNA水平达到最高,随后降低。三倍体幼鱼肝脏和肌肉hsps mRNA表达水平的峰值显著高于二倍体幼鱼。研究结果显示,三倍体虹鳟对高温环境更为敏感,需要消耗更多的能量用于适应高温环境。     

低盐胁迫对大黄鱼非特异性免疫酶活力的影响

以大黄鱼(Larimichthys crocea)为研究对象,研究急性、慢性低盐度胁迫对大黄鱼存活状况及非特异性免疫酶活力的影响。结果表明：急性低盐(15、8)胁迫下,在7 d的实验周期中,大黄鱼肝脏的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活力呈先上升后下降的趋势,在第1天显著上升(p<0.05)后逐渐下降至显著低于对照组水平;肝脏的过氧化氢酶(catalase, CAT)活力整体呈先下降后上升再下降的趋势,在第1天显著下降后开始升高,第3天后开始下降,至第7天时CAT活力仍显著低于对照组水平;血清中的酸性磷酸酶(acid phosphatase, ACP)活力呈下降后逐渐升高的趋势,在第1天时显著下降后逐步升高,至第7天时仍显著低于对照组;而血清中的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活力在实验开始的第1天到第3天逐渐升高,且均显著高于对照组,至第7天时开始下降至对照组水平;血清中的溶菌酶(lysozyme, LZM)含量呈波动变化,整体呈先上升后下降趋势。慢性低盐(8)养殖14 d后,大黄鱼的各项非特异性免疫酶活力均与...     

中国卤虫种群α—淀粉酶同工酶的基因表达特征

采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳法,对中国卤虫种群中２０个品系的α－淀粉酶（α－ＡＭＹ）同工酶基因的表达特征进行了分析。实验结果显示：Ａｒｔｅｍｉａｓｉｎｉｃａ和Ａ．ｐａｒｔｈｅｎｏｇｅｎｅｔｉｃａ各自有其独特的酶谱和基因型,Ａ．ｓｉｎｉｃａ的主要基因型为：０／ａｂ／ｂｂ和ａｂ／ａｂ／ａｂ,而Ａ．ｐａｒｔｈｅｎｏｇｅｎｅｔｉｃａ的主要基因型为０／ｂｂ／ａｂ和０／ｂｂ／ｂｂ,这可以作为区分两个种的重要生化指标;各品系间、品系内存在多态现象,并且平均杂合度值较高,与卤虫为了更好地适应不良的生活环境而积累大量有利基因和变异有关;从遗传距离和遗传相似系数可知Ａ．ｓｉｎｉｃａ和Ａ．ｐａｒｔｈｅｎｏｇｅｎｅｔｉｃａ有共同的祖先,两者分化时间大约在距今５７６万年至１００万年左右。     

重金属胁迫对杜氏盐藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了杜氏盐藻Dunaliella salina在不同浓度的Cu2+、Zn2+、Cd2+等重金属离子胁迫一段时间(24、48、72和96 h)后,叶绿素荧光特性的变化情况。测定的主要参数有:PSII的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(Yield)、相对光合电子传递效率(rETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)。研究结果表明,当Cu2+浓度范围在600~800μmol/L时,杜氏盐藻的Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR和qP均明显降低,NPQ变化不规律,随着胁迫时间的延长,除qP在96 h时有所上升外,各荧光参数均逐渐降低;Zn2+胁迫下Fv/Fm、Fv/Fo、Yield和rETR随着浓度的增加而降低,NPQ先下降后上升,qP仅在Zn2+浓度范围(800~3200μmol/L)下明显下降,随着胁迫时间的延长,各荧光参数均逐渐降低;Cd2+胁迫下各荧光参数均明显下降,随着胁迫时间的延长,Fv/Fm、Fv/Fo和NPQ先下降后上升,在48 h时达到最低值,Yield、rETR和qP均逐渐降低。在3种重金属离子胁迫下,细胞密度和叶绿素相对含量也显著降低。根据3种重金属离子的半抑制浓度(EC50),其毒性大小顺序为Cu2+Cd2+Zn2+。     

盐胁迫下夹竹桃生理光合特性及生态修复应用

海洋盐分主要通过地下水入侵、浪花飞溅、盐雾等方式对滨海植物的根、茎和叶产生影响。采用长势良好2年生夹竹桃（Nerium indicum）,分别设置对照0%、0.3%、0.6%、1%、2%、3%多个浓度梯度,开展根系和叶片耐盐实验。盐胁迫处理13周后正常浇水4周。在盐胁迫末期及正常浇水后测定叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、水分利用率（WUE）等光合指标;同时测定细胞膜透性、叶片饱和水分亏缺（WSD）等理化指标。结果表明：根系盐胁迫和叶片盐胁迫均会影响夹竹桃植株形态和生长,根系盐胁迫≥1.0%时,夹竹桃植株生长状态向着小于2的趋势发生不可逆下降;叶片盐胁迫≤3.0%时,夹竹桃生长状态普遍大于2。根系盐胁迫极显著降低夹竹桃叶片Pn、Tr和Gs;叶片盐胁迫对夹竹桃植株的Pn和WUE影响极显著,对Tr和Gs无显著影响。夹竹桃Tr与Gs之间极显著相关;高浓度根系盐胁迫下,气孔因素对夹竹桃光合影响较为显著。叶片盐胁迫下,夹竹桃细胞膜透性和WSD变化不显著,高浓度根系盐胁迫下,夹竹桃细胞膜透性和WSD发生不可逆改变;这与生长状态和光合特性的结果可以很好对应,说明膜系统受损反过来影响夹竹桃生长和光合作用。总体上,夹竹桃可耐受3.0%以下的叶片盐胁迫和1.0%以下的根系盐胁迫。将根系和叶片耐盐特性分别研究,可以更好地为夹竹桃在滨海生态和植被修复应用中提供理论指导。     

三疣梭子蟹含硒谷胱甘肽过氧化物酶基因克隆及其表达分析

为探究三疣梭子蟹的免疫机制以及谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)在甲壳动物响应寄生虫感染免疫过程中的作用,本研究采用RACE方法从三疣梭子蟹中克隆获得硒半胱氨酸-谷胱甘肽过氧化物酶基因的全长cDNA序列,其cDNA序列全长为696bp,5′-UTR长度为102bp,3′-UTR长度为87bp,开放阅读框长度为507bp,编码168个氨基酸,其中含有一个典型的由蛋白石终止密码子(220TGA222)编码的硒半胱氨酸(40U)。预测了该基因编码的氨基酸序列及其中的保守结构域,包括GPx家族签名序列(64LAFPCNQF71)、活性位点序列(152WNFEKF157)以及与酶催化活性相关的氨基酸位点包括谷氨酰胺(74Q)、精氨酸(90R和168R)和色氨酸(142W)。相似性比对和系统发育分析结果表明,三疣梭子蟹硒半胱氨酸-谷胱甘肽过氧化物酶(SeGPx)与甲壳动物中的SeGPxs相似性较高,其中与拟穴青蟹SeGPx相似性最高,并与其在系统发育树中聚为一支。经血卵涡鞭虫侵染后(0—192h),SeGPx基因在三疣梭子蟹的血细胞、肝胰腺和鳃组织中的转录水平均发生显著性升高。该结果表明,SeGPx在三疣梭子蟹应对血卵涡鞭虫的免疫反应中发挥重要作用,可通过调控甲壳宿主体内被病原扰乱的氧化还原状态进而起到宿主组织保护作用。     

水杨酸和茉莉酸甲酯对高温龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)理化及基因表达的影响

本文研究了两种抗逆植物激素——水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MJ)对高温胁迫龙须菜的生长、脯氨酸和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、碳酸酐酶(CA)、硝酸还原酶(NR)活性及4种相关基因表达的影响。结果表明,100μmol/L SA(SA100)、50μmol/L MJ(MJ50)、50μmol/L SA+25μmol/L MJ(SA50/MJ25)实验组对龙须菜生长促进作用较大,其相对生长速率分别为对照组的1.78、1.65和1.29倍。这3个处理组均可提高龙须菜脯氨酸含量,其中SA100作用最强;对MDA含量的降低程度以SA50/MJ25组最强。SA100增强SOD和CA活性的作用最大,而MJ50可增强NR活性。SA100处理HSP70、Mn SOD、CA和NR基因表达量分别为对照组的2.04、4.65、2.15和1.58倍,MJ50处理后Mn SOD、CA和NR基因表达量则分别降为对照组的0.47、0.50和0.46倍,而SA50/MJ25则促进了HSP70基因表达,降低了CA和NR基因表达。本研究表明SA和MJ可以缓解高温胁迫对龙须菜的不利影响,其中以SA100的作用最大,MJ50作用最小。     

脊尾白虾酚氧化酶原基因克隆及表达分析

利用RACE方法获得了脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)酚氧化酶原(Prophenoloxidase,proPO)基因。该基因cDNA全长3092bp,开放阅读框2013bp,编码671个氨基酸,其预测分子量为74.82kDa。脊尾白虾酚氧化酶原基因推导的氨基酸序列与其他虾类酚氧化酶原氨基酸序列同源性较高(65%—78%),该氨基酸序列具有铜离子结合位点等酚氧化酶原基因所具有的典型特征位点。组织表达分析结果表明,proPO基因在脊尾白虾血细胞中表达量最高,其次是鳃和肝胰腺组织,在肌肉中几乎不表达。利用荧光定量PCR分析了不同盐度胁迫下脊尾白虾血细胞和鳃组织中的表达变化规律,结果发现在不同盐度胁迫后血淋巴proPO表达量显著高于对照组,盐度胁迫初期鳃组织proPO表达量显著高于对照组。本研究结果表明脊尾白虾酚氧化酶原基因参与了盐度胁迫引起的机体应激反应。     

饲料中添加益生菌对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)非特异免疫基因表达量和抗病力的影响

采用实时荧光定量PCR方法,进行肠道复合益生菌对凡纳滨对虾相关免疫基因表达量的研究。通过感染实验,分析饲料中添加益生菌对凡纳滨对虾病毒感染能力的影响。结果表明,Real-time PCR揭示在投喂期间饲料中添加芽孢杆菌/溶藻弧菌组的对虾血淋巴细胞中的proPO、SOD和LZM的相对表达量均显著高于对照组(P<0.05);感染WSSV后,对芽孢杆菌/溶藻弧菌组凡纳滨对虾血淋巴7个采样时间点的proPO、SOD、LZM的表达进行Real-time PCR分析,检测表明WSSV刺激24h后,对虾血淋巴中的proPO、SOD和LZM的表达呈现显著性上调,且分别在48h、96h、96h达到最大值。累积死亡率结果证实饲料中添加益生菌均可提高其对虾抗WSSV感染的能力,尤其以坚强芽孢杆菌活菌与溶藻弧菌活菌配合使用效果更佳。     

双壳贝类CK1基因家族的鉴定及表达分析

酪蛋白激酶1 (CK1)是一种重要的蛋白激酶家族,其在DNA损伤应答和修复、细胞增殖和凋亡、胚胎发育和稳态等重要的生物学过程中都具有复杂多样的调控作用。为了理解CK1基因家族在双壳贝类中的特征、进化及生物学功能,实验采用比较基因组学及生物信息学的方法对双壳贝类CK1基因家族进行了鉴定分析,通过虾夷扇贝高温应激实验,研究了CK1基因家族在高温应激时的表达规律。结果显示,在虾夷扇贝、栉孔扇贝、长牡蛎与侏儒蛤中均存在CK1α,CK1αlike,CK1δ,CK1γ3,并发现CK1ε,CK1γ1,CK1γ2在双壳贝类中发生了丢失。时空表达分析发现,双壳贝类CK1基因均在胚胎发育早期集中表达,并以多细胞/囊胚期为界呈现出母源/合子特异性表达模式。CK1为关键基因的基因共表达模块显著富集在错配修复、核苷酸剪切修复等相关通路上,暗示了CK1基因在双壳贝类胚胎发育过程中参与调控DNA损伤修复过程,从而维持早期胚胎发育时的基因组稳定性。双壳贝类CK1基因在成体中呈现组织特异的表达模式,主要在鳃和雄性性腺中具有相对较高的表达量。虾夷扇贝受到高温应激后,其鳃中PyCK1α, PyCK1αlike和PyCK1δ...     

植物同工酶基因定位方法初探

根据基因在异源多倍体染色体组间的变异，提出通过缺对一四体和双端体的酶谱分析，无需在不同品种间杂交，即可将同工酶结构基因定位在特定的染色体臂上。还提出，由于等位基因在双体和三体间的变异．通过三体酶谱分析，也能有效地进行同工酶基因定位。     

红鳍笛鲷(Lutjnaus erythropterus)酪氨酸酶相关蛋白1基因克隆及表达分析

本文利用RACE技术克隆获得红鳍笛鲷(Lutjnaus erythropterus)酪氨酸酶相关蛋白1基因全长,并利用生物信息学方法对该基因的m RNA序列特征、氨基酸序列特征、分类及系统发生进行了分析。结果表明,在红鳍笛鲷中,酪氨酸酶相关蛋白1基因含有TYRP1a和TYRP1b两个拷贝,其中TYRP1a序列全长3178bp,开放阅读框(ORF)长1566bp,5?端235bp,3?端1377bp;TYRP1b基因c DNA全长1871bp,ORF区长1656bp,5?端89bp,3?端126bp。序列分析发现,TYRP1a和TYRP1b基因与其它物种的同源基因保守性较高,尤其是酪氨酸酶基因家族典型的酶活性位点序列在脊椎动物中具有高度保守性。进化分析发现,TYRP1a和TYRP1b基因的种间同源性高于两个基因间的同源性。荧光定量PCR数据分析表明,TYRP1a和TYRP1b基因都在眼睛部位具有最高表达,TYRP1b在黑色皮肤也有较高表达。结果可为进一步阐述TYRP1基因在红鳍笛鲷身体和眼睛部位的色素合成机制提供一定的理论基础。     

日本沼虾(Macrobrachium nipponense)组蛋白酶B基因克隆及其在组织和卵巢发育过程中的表达

组蛋白酶B广泛存在于生物体内,与免疫、消化和繁殖等生理功能息息相关。为了研究组蛋白酶B在甲壳动物体内的作用尤其在卵巢发育过程中的作用,本研究采用3’RACE和5’RACE技术,首次克隆获得日本沼虾(Macrobrachium nipponense)组蛋白酶B(简称Mn CB)基因c DNA全长,并采用实时荧光定量(q PCR)测定了Mn CB在日本沼虾不同组织中和卵巢发育过程中m RNA的表达量。序列结果分析表明:Mn CB序列含有12 bp的5’-UTR,996 bp的ORF和702 bp的3’-UTR。ORF共编码331个氨基酸的多肽,此多肽由16个氨基酸的信号肽、63个氨基酸的前导肽和252个氨基酸的成熟肽组成,其理论p I为6.36,分子量为36.5KDa。q PCR的结果表明:Mn CB在测定的所有组织中均有表达,在心脏中表达量最高,肌肉、肝胰腺和胸神经节中表达量中等,肠、鳃和血细胞中的表达量较低。Mn CB的表达量在卵巢的发育过程中逐步升高,卵巢发育至初级卵黄发生期(Ⅲ期)Mn CB的表达量显著增加(P0.05),次级卵黄发生期(Ⅳ期)表达量继续增加,并增至最大值,Ⅳ期与Ⅲ期表达量差异不显著(P0.05),成熟期(V期)表达量显著下降(P0.05)。上述研究结果表明Mn CB广泛存在于日本沼虾的组织中,并且参与卵黄蛋白原或卵黄蛋白的水解。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)胞内氯离子通道蛋白基因克隆及其表达分析

本研究克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)胞内氯离子通道蛋白基因,命名为Pt CLIC。该基因c DNA全长2000bp,5’和3’非编码区(UTR)长分别为76bp和1162bp,开放阅读框长762bp,推测编码253个氨基酸,预测分子量为29.2k Da,理论等电点为5.93。生物信息学分析表明,Pt CLIC基因中未发现跨膜结构域,属于不稳定蛋白;同源性分析表明,Pt CLIC基因编码的氨基酸序列与蚤状溞(Daphnia pulex)CLIC基因的同源性高达83%;系统进化分析表明,三疣梭子蟹与拟穴青蟹首先聚为一支;实时荧光定量RT-PCR分析表明,Pt CLIC基因在选取的所有组织中均有表达,在肝胰腺中的相对表达量最高,且显著高于其它组织(P0.05)。低盐度胁迫显著改变了Pt CLIC基因在三疣梭子蟹鳃和肝胰腺中的表达模式,整体呈先上调后下调的趋势,并发现该基因在低盐耐受和低盐敏感家系中的表达规律差异显著。研究结果表明Pt CLIC基因在三疣梭子蟹渗透压调节中发挥重要作用,可辅助三疣梭子蟹耐低盐品系的选育。