研究了L-肉堿對(duì)海水小球藻的種群增長(zhǎng)和光合色素合成的調(diào)控作用,為探索外源L-肉堿促進(jìn)海水小球藻種群增長(zhǎng)的機(jī)理提供理論支持。本試驗(yàn)以海水小球藻(Chlorella sp.)為研究對(duì)象,人工基礎(chǔ)海水和f/2培養(yǎng)基為營(yíng)養(yǎng)源,用0(對(duì)照)、5、50、100、200 mg/L的L-肉堿強(qiáng)化培養(yǎng)10 d,每天檢測(cè)其種群密度,試驗(yàn)結(jié)束時(shí)收取全部海水小球藻樣本并檢測(cè)其種群增長(zhǎng),Fe、Mg元素含量,光合色素組成,色素蛋白復(fù)合體的抗氧化能力及關(guān)鍵合成酶基因表達(dá)量。試驗(yàn)結(jié)果顯示:(1)L-肉堿對(duì)海水小球藻種群增長(zhǎng),Fe、Mg元素含量及光合色素組成的影響在本試驗(yàn)條件下,穩(wěn)定期中,5 mg/L L-肉堿組海水小球藻的種群密度顯著(P0.05)提高,200 mg/L L-肉堿組的群密度顯著(P0.05)低于對(duì)照組。在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中,5、50 mg/L L-肉堿組海水小球藻的比生長(zhǎng)速率顯著(P0.05)高于對(duì)照組,200 mg/L L-肉堿組的比生長(zhǎng)速率顯著(P0.05)低于對(duì)照組。5、50 mg/L L-肉堿組海水小球藻的Fe含量顯著(P0.05)高于對(duì)照組,200 mg/L L-肉堿組的Fe含量顯著(P0.05)低于對(duì)照組。5 mg/L L-肉堿組海水小球藻的Mg含量顯著(P0.05)高于對(duì)照組。5、50 mg/L L-肉堿組海水小球藻的β-胡蘿卜素含量顯著(P0.05)高于對(duì)照組,200 mg/L L-肉堿組的β-胡蘿卜素含量顯著(P0.05)低于對(duì)照組。5 mg/L L-肉堿組海水小球藻的葉黃素含量及蝦青素含量均高于對(duì)照組,但無(wú)顯著(P0.05)差異。(2)L-肉堿對(duì)海水小球藻色素蛋白復(fù)合體的抗氧化能力的影響5、50 mg/L L-肉堿組色素蛋白復(fù)合體的DPPH自由基清除能力高于對(duì)照組,但無(wú)顯著(P0.05)差異。50 mg/L L-肉堿組色素蛋白復(fù)合體的超氧陰離子自由基清除能力顯著(P0.05)高于對(duì)照組及其他L-肉堿組,5、100、200 mg/L L-肉堿組的超氧陰離子自由基清除能力顯著(P0.05)高于對(duì)照組。5、50 mg/L L-肉堿組色素蛋白復(fù)合體的羥自由基清除能力顯著(P0.05)高于對(duì)照組及其他肉堿組。50、100、200 mg/L L-肉堿組色素蛋白復(fù)合體的脂質(zhì)過(guò)氧化抑制活性顯著(P0.05)高于對(duì)照組及5 mg/L L-肉堿組。5、50 mg/L L-肉堿組色素蛋白復(fù)合體的金屬螯合力顯著(P0.05)高于對(duì)照組。(3)L-肉堿對(duì)海水小球藻光合色素關(guān)鍵合成酶基因表達(dá)量的影響5、50 mg/L L-肉堿組海水小球藻的PSY mRNA相對(duì)表達(dá)量顯著(P0.05)高于對(duì)照組,100、200 mg/L L-肉堿組的PSY mRNA相對(duì)表達(dá)量均低于對(duì)照組但無(wú)顯著(P0.05)差異。5、50 mg/L L-肉堿組海水小球藻的CHLD mRNA相對(duì)表達(dá)量顯著(P0.05)高于對(duì)照組。5、200 mg/L L-肉堿組海水小球藻的CAO mRNA相對(duì)表達(dá)量相比對(duì)照組均有提高但差異不顯著(P0.05)。50、100 mg/L L-肉堿組的CAO mRNA相對(duì)表達(dá)量低于對(duì)照組差異不顯著(P0.05)。綜上所述,適宜濃度(5-50 mg/L)的L-肉堿能夠通過(guò)提高Fe、Mg元素含量,提高PSY、CHLD、CAO的活性,同時(shí)提高色素蛋白復(fù)合體的自由基清除效率、脂質(zhì)過(guò)氧化抑制活性、金屬螯合力,來(lái)抑制色素分解,以此來(lái)調(diào)控海水小球藻的光合色素合成,從而促進(jìn)其種群增長(zhǎng)。
【學(xué)位單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q948.8
【部分圖文】：

酶（GluTR）、谷氨酸-1-半醛氨基轉(zhuǎn)移酶（GSA-AM）催化形體，首先，2 個(gè) 5-ALA 經(jīng)膽色素原合成酶（PBGS）催化形成膽色脫氨酶（PBGD）催化去氨基，與四個(gè) PBG 分子結(jié)合形成前脲（UROS）催化，經(jīng)過(guò)環(huán)化與異構(gòu)形成脲卟啉原Ⅲ，后經(jīng)脲卟化形成糞卟啉原Ⅲ，經(jīng)糞卟啉原Ⅲ氧化酶（CPOX）氧化脫羧卟啉原Ⅸ氧化酶（PPOX）氧化形成原卟啉Ⅸ。在 ATP 依賴型啉Ⅸ螯合酶催化 Mg2+插入到原卟啉Ⅸ中形成 Mg2+-原卟啉Ⅸ-甲Mg-PME）轉(zhuǎn)化為二乙烯原葉綠素酸酯[75]。在光依賴型反應(yīng)中綠素酸酯氧化還原酶（POR）催化原葉綠素酸酯形成葉綠素酸合體上進(jìn)行，之后經(jīng)葉綠素合酶催化形成葉綠素 a[76]。葉綠素7 側(cè)鏈的甲基氧化成甲�；纬扇~綠素 b。CHLD 與 CHLH、C三個(gè)亞基（ChlD、ChlH、ChlI）。CAO 編碼葉綠酸酯 a 加氧酶調(diào)節(jié)酶[77]。

圖 1-2 藻類及光合細(xì)菌中類胡蘿卜素的合成途徑和相關(guān)酶[93]g.1-2 Synthetic pathways and related enzymes of carotenoids of algae and photosynthetic bac 藻膽素膽素主要存在于藍(lán)藻和紅藻的藻膽體（PBS）中，在隱藻和一些甲藻也有分，Gantt 等關(guān)于紫球藻超微結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)藻膽體位于葉綠體的類囊體膜表是目前研究發(fā)現(xiàn)的最大的捕光蛋白復(fù)合物，能將吸收的光能以極高的效率傳中心。藻膽體是藍(lán)細(xì)菌和紅藻中最重要的捕光天線。2017 年，Zhang 等研究界上第一個(gè)完整的藻膽體三維結(jié)構(gòu)，揭示了連接子和藻膽蛋白之間特異性相機(jī)制，以及連接子骨架的形成[95]。藻膽素與蛋白結(jié)合形成藻膽蛋白是存在藻組成形式。包含藻膽素的藻膽蛋白分為藻藍(lán)蛋白，藻紅蛋白和別藻藍(lán)蛋白等結(jié)構(gòu)與葉綠素類似，由 4 個(gè)吡咯環(huán)通過(guò)甲烯基連接，但形成直鏈并且不含鎂內(nèi)的藻膽素來(lái)源于亞鐵血紅素代謝途徑，膽綠素是關(guān)鍵的過(guò)渡色素，其由亞紅素氧化酶的催化下形成，然后膽綠素在鐵氧化還原酶的催化下，轉(zhuǎn)化為一7]。

3 結(jié)果.1 L-肉堿對(duì)海水小球藻種群增長(zhǎng)的影響試驗(yàn)結(jié)果（圖 2-1）顯示：試驗(yàn) 1-3 d，5 mg/L L-肉堿組的海水小球藻種群密<0.05）高于對(duì)照組及 100、200 mg/L L-肉堿組，與 50 mg/L L-肉堿組無(wú)顯著（。試驗(yàn) 4-5 d，5 mg/L L-肉堿組的海水小球藻種群密度顯著（P<0.05）高于對(duì)100、200 mg/L L-肉堿組，50、100 mg/L L-肉堿組顯著（P>0.05）高于對(duì)照組間無(wú)顯著差異，200 mg/L L-肉堿組低于對(duì)照組但無(wú)顯著（P>0.05）差異。試驗(yàn)50 mg/L L-肉堿組的海水小球藻種群密度顯著（P<0.05）高于對(duì)照組及 100、200組，100 mg/L L-肉堿組和對(duì)照組之間無(wú)顯著（P>0.05）差異，200 mg/L L-肉堿<0.05）低于對(duì)照。
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本文編號(hào)：2882109