Effect of high salinity on cell growth and protein production of Antarctic ice microalgae Chlamydomonas sp. ICE-L

Antarctic ice microalgae Chlamydomonas sp. ICE-L can survive and thrive in Antarctic sea ice. In this study, Chlamydomonas sp. ICE-L could survive at the salinity of 132‰ NaCl. SDS-PAGE showed that the density of 2 bands (26 and 36 kD) decreased obviously at the salinity of 99‰ NaCl compared to at the salinity of 33‰ NaCl. The soluble proteins in Chlamydomonas sp. ICE-L grown under salinity of 33‰ and 99% NaCl were compared by 2-D gel electrophoresis. After shocking with high salinity, 8 protein spots were found to disappear, and the density of 28 protein spots decreased. In addition, 19 protein spots were enhanced or induced, including one new peptide (51 kD). The changes of proteins might be correlated with the resistance for Chlamydomonas sp. ICE-L to high salinity.     

谷氨酸铜和表面活性剂协同灭除亚历山大藻的研究

对一种新的赤潮杀灭剂谷氨酸铜及促进剂阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDT-MAB)进行了初步研究.比较了硫酸铜及谷氨酸铜对亚历山大藻的去除效果;结果表明,谷氨酸铜对亚历山大藻的灭杀效率优于硫酸铜,谷氨酸铜可明显抑制亚历山大藻细胞的生长,但抑制作用并不随谷氨酸铜浓度加大而增强,HDTAMB可明显促进谷氨酸铜对亚历山大藻的去除,且促进作用基本随着HDTMAB浓度的提高而增强.对谷氨酸铜和HDTMAB杀灭赤潮的机制进行了初步探讨;研究发现,谷氨酸铜可促使藻细胞MDA含量升高,并使巯基含量下降,且在谷氨酸铜和HDT-MAB复合作用下,膜脂过氧化水平大大高于单纯谷氨酸铜作用下的水平,细胞中巯基含量显著降低,细胞膜透性增大,这表明谷氨酸铜和HDTMAB杀灭赤潮的机制是使藻细胞膜受到损伤,进而抑制藻细胞生长.     

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.     

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。     

Study on changes of plasmalemma permeability and some primary inorganic ions of Antarctic ice microalgae (Chlamydomonas sp. ICE-L) in the low-temperature stress

The changes of plasmalemma permeability and some primary inorganic ions of Antarctic ice microalgae (Chlamydomonas sp. ICE-L) in the low-temperature stress were examined. The plasmalemma of ICE-L could maintain the stability at the freezing condition of -6 ℃. That signifies that it could maintain the proper function of plasmalemma and stability of the intracellular environment during sea ice formation. The function of inorganic ions on low-temperature adaptation of ICE-L was investigated by using the X-ray microanalysis method. Low temperature (0～ -6 ℃) induces Ca~ 2+ concentration increment of cytoplasm, but after 24 h the content decrease quickly to normal value. As a matter of fact, Ca~ 2+ plays an important role as the second messenger in the low temperature adaptation of ICE-L. In addition, low temperature also influences on the other primary inorganic ions transfer and the cell maintains activity by keeping ratio balance among different ions. Above all, it is necessary for Antarctic ice microalgae to survive and breed by maintaining the stability of K~+ content and the balance of Na~+/Cl~-.     

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。     

南极石油烃降解嗜冷菌的筛选及其降解特性的研究

从385株南极海洋细菌中筛选出2株石油烃降解菌,并对其降解特性进行了初步研究。以柴油为唯一碳源进行降解实验的结果表明,南极嗜冷菌NJ276和NJ341在5℃、20d内对柴油的降解率分别达到23．47％和32．15％,在15℃、20d内降解率分别达到43．95％和62．47％,其降解能力随着培养温度的升高而显著增强;石油烃降解残油组分的GC～MS分析表明,柴油经过NJ276降解后的残油组分中能检测到C15～C21七种烷烃,柴油经过NJ341降解后的残油组分只能检测到少量C16,C17和C18三种烷烃。对它们进行16S rDNA基因序列的同源性和系统发育分析表明,菌株NJ276属于假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）,NJ341属于科尔韦尔氏属（Colwellia）。     

南极低温降解菌的筛选、鉴定与低温降解适应性分析

以南极海洋细菌为研究对象,采用2216E和MMC液体培养基结合的方法,从菌种库里筛选南极低温降解菌,进行石油烃降解率测定、表型特征确定和16SrRNA分子鉴定,构建系统发育树,并对南极低温降解菌NJ49的低温降解适应性进行了初步研究。结果表明,3株南极海洋细菌NJ41、NJ49和NJ289可以在以柴油为惟一碳源和能源的培养基中生长,被视为南极低温降解菌;16SrRNA分子鉴定结果表明,南极低温降解菌NJ41、NJ49和NJ289分别属于Planococcus、Shewanella和Pseudoalteromonas属;NJ49通过改变脂肪酸组分的膜修饰方式适应低温降解。     

有毒赤潮的快速检测和赤潮毒性标准建立

赤潮灾害于近几年频繁暴发,有毒赤潮危害更为严重,近年来国内外已发生了几次较大规模的有毒赤潮.综述了赤潮毒素的生物及化学检测法,HPLC法与传统方法相比,具有准确、快速等优点,是一种很好的快速检测赤潮毒素的方法.在对我国赤潮毒素进行检测研究的基础上,应尽快建立适合我国的赤潮毒性标准系统.     

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。