本文關(guān)鍵詞：滸苔響應(yīng)高鹽等環(huán)境脅迫因子的生理生化機(jī)制

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【摘要】：滸苔是綠潮的主要成因種。一旦綠潮爆發(fā),滸苔生物量在短時間內(nèi)迅速積累,形成厚厚的藻席;藻席上層藻體長時間暴露于空氣中,將經(jīng)受一些非生物逆境因子的脅迫。正常條件下,滸苔固著生長于潮間帶,由于潮汐的影響,同樣也會經(jīng)受失水和高鹽等脅迫。因此,滸苔無論處于何種狀態(tài)(漂浮或固著)都會經(jīng)歷環(huán)境因子(如高鹽、失水、碳利用方式改變等)脅迫。本論文以滸苔為對象,系統(tǒng)研究了其對高鹽等環(huán)境脅迫因子響應(yīng)的生理生化機(jī)制,主要研究內(nèi)容如下:(1)研究了在不同鹽度脅迫時滸苔光合作用的變化以及磷酸戊糖途徑的參與情況。藻體光合活性隨著鹽度的增加而顯著下降,在光系統(tǒng)II的活性降為0時,光系統(tǒng)I仍可維持運(yùn)轉(zhuǎn),表明光系統(tǒng)I對鹽度脅迫的耐受性明顯強(qiáng)于光系統(tǒng)II;在加入光系統(tǒng)II的特異性抑制劑之后,光系統(tǒng)I仍具有一定的活性,且隨著鹽度的增加而增強(qiáng)。結(jié)果表明光系統(tǒng)I的電子除了來源于光系統(tǒng)II外,還有其它的電子來源。另外,隨著鹽度的增加,藻體淀粉含量下降,可溶性糖含量升高,磷酸戊糖途徑的活性增強(qiáng),NADPH含量增加,RNA含量上升。這些結(jié)果表明在鹽度脅迫條件下,磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的外源性NADPH可為光系統(tǒng)I驅(qū)動的環(huán)式電子傳遞提供電子來源,同時核酸代謝的增強(qiáng)也在抗逆過程中起到了非常重要的作用。(2)比較分析了滸苔在不同鹽度處理條件下蛋白質(zhì)組的變化。結(jié)果顯示,許多抗逆蛋白在鹽度脅迫時表達(dá)量顯著上調(diào),如熱激蛋白、微管蛋白等,它們在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)正確折疊等過程中起著重要的作用;光系統(tǒng)II復(fù)合體相關(guān)蛋白的表達(dá)量隨著鹽度的增加而下降,而光系統(tǒng)I復(fù)合體相關(guān)蛋白則有所升高,這與光系統(tǒng)活性變化的結(jié)果是一致的,通過增加光系統(tǒng)I的組分和活性,將光能較多地分配到光系統(tǒng)I,有利于減輕對光系統(tǒng)II的損傷;中心碳代謝相關(guān)蛋白結(jié)果顯示卡爾文循環(huán)相關(guān)的酶在鹽度脅迫程度相對較低時,蛋白含量沒有顯著性變化,隨著鹽度脅迫程度的增加,表達(dá)量顯著下降。(3)研究了滸苔藻體在不同CO2濃度下光合作用的變化。發(fā)現(xiàn)滸苔無論是在正常條件下還是在適度的失水或鹽度脅迫條件下,光系統(tǒng)II的活性都隨著大氣中CO2濃度的增加而顯著增強(qiáng)。結(jié)果表明滸苔藻體即使經(jīng)受適度的脅迫,依然可以直接利用空氣中的CO2作為碳源進(jìn)行同化作用,形成生物量。這或許是漂浮滸苔在綠潮爆發(fā)時生物量可以大量積累的原因之一。本研究分析了滸苔在不同環(huán)境因子作用下生理生化的變化,發(fā)現(xiàn)在高鹽脅迫時,磷酸戊糖途徑加強(qiáng),產(chǎn)生的NADPH可以為光系統(tǒng)I驅(qū)動的環(huán)式電子傳遞提供電子來源;滸苔藻體在經(jīng)受適度脅迫時卡爾文循環(huán)相關(guān)酶的含量沒有顯著性變化,而此時藻體仍可以直接利用空氣中的CO2作為碳源進(jìn)行光合作用,這也許是綠潮爆發(fā)時滸苔生物量迅速積累的原因之一。
【關(guān)鍵詞】：滸苔 光合作用 高鹽脅迫 蛋白質(zhì)組 CO2
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X55
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 引言11-35
• 1.1 綠潮11-15
• 1.1.1 綠潮的發(fā)生和危害11-13
• 1.1.2 綠潮形成機(jī)制13
• 1.1.3 綠潮主要成因種—滸苔概述13-15
• 1.2 光合作用15-23
• 1.2.1 光合電子傳遞體16-19
• 1.2.2 光合電子傳遞鏈19-21
• 1.2.3 光合作用的測定21-23
• 1.3 藻類及植物對非生物脅迫的響應(yīng)23-33
• 1.3.1 光合電子傳遞對逆境的響應(yīng)23-25
• 1.3.2 卡爾文循環(huán)對逆境的響應(yīng)25-27
• 1.3.3 磷酸戊糖途徑對逆境的響應(yīng)27-32
• 1.3.4 其它物質(zhì)對逆境的響應(yīng)32-33
• 1.4 論文研究內(nèi)容和技術(shù)路線33-35
• 1.4.1 研究內(nèi)容33-34
• 1.4.2 技術(shù)路線34-35
• 第二章 滸苔光合作用對高鹽脅迫的響應(yīng)與磷酸戊糖途徑的參與35-53
• 引言35-36
• 2.1 材料與方法36-43
• 2.2.1 藻體采集與培養(yǎng)36
• 2.2.2 藻體鹽度處理36
• 2.2.3 光合作用測定36-37
• 2.2.4 NAD(P)H和NAD(P)+測定37-39
• 2.2.5 可溶性糖含量的測定39-41
• 2.2.6 淀粉含量測定41-42
• 2.2.7 G6PDH及RPK酶活測定42
• 2.2.8 總RNA含量測定42-43
• 2.2 結(jié)果43-50
• 2.2.1 光合作用變化43-46
• 2.2.2 NAD(P)H和NAD(P)+含量的變化46-47
• 2.2.3 淀粉及可溶性糖含量的變化47-49
• 2.2.4 G6PDH及RPK酶活的變化49-50
• 2.2.5 RNA含量的變化50
• 2.3 討論50-53
• 2.3.1 光系統(tǒng)I活性在鹽度脅迫后可快速恢復(fù)50-51
• 2.3.2 淀粉與可溶性糖含量對高鹽脅迫的響應(yīng)51
• 2.3.3 磷酸戊糖途徑參與了滸苔應(yīng)對高鹽脅迫的響應(yīng)51-53
• 第三章 滸苔響應(yīng)高鹽脅迫時蛋白組學(xué)變化53-75
• 引言53
• 3.1 材料與方法53-56
• 3.1.1 藻體的采集與培養(yǎng)53-54
• 3.1.2 藻體的鹽度處理54
• 3.1.3 蛋白提取54-55
• 3.1.4 蛋白定量55-56
• 3.1.5 蛋白酶解56
• 3.1.6 LC-MS蛋白鑒定及質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理56
• 3.2 結(jié)果與討論56-75
• 3.2.1 質(zhì)譜鑒定得到的蛋白信息分析56-57
• 3.2.2 抗逆相關(guān)蛋白在不同處理條件下的含量變化及分析57-64
• 3.2.3 光合相關(guān)蛋白在不同處理條件下的含量變化及分析64-71
• 3.2.4 中心碳代謝相關(guān)蛋白在不同處理條件下的含量變化及分析71-75
• 第四章 滸苔對大氣中CO_2濃度變化的光合響應(yīng)75-89
• 引言75-77
• 4.1 材料與方法77-79
• 4.1.1 藻體的采集與培養(yǎng)77
• 4.1.2 大氣中不同CO_2濃度的調(diào)節(jié)77-78
• 4.1.3 光合作用的測定78-79
• 4.1.4 CO_2濃度對滸苔藻體光合作用的影響79
• 4.1.5 鹽度與CO_2濃度協(xié)同作用對滸苔藻體光合作用的影響79
• 4.1.6 失水與CO_2濃度協(xié)同作用對滸苔藻體光合作用的影響79
• 4.2 結(jié)果79-86
• 4.2.1 滸苔藻體光合作用對于不同CO_2濃度的響應(yīng)79-80
• 4.2.2 滸苔藻體光合作用對于鹽度和CO_2濃度協(xié)同作用的響應(yīng)80-83
• 4.2.3 滸苔藻體光合作用對于失水和CO_2濃度協(xié)同作用的響應(yīng)83-86
• 4.3 討論86-89
• 4.3.1 滸苔藻體可利用空氣中的CO_286-87
• 4.3.2 在適度逆境時藻體仍可利用空氣中的CO_287
• 4.3.3 綠潮爆發(fā)時滸苔生物量迅速積累的原因分析87-89
• 結(jié)論89-90
• 論文的后續(xù)研究工作90-91
• 參考文獻(xiàn)91-112
• 作者簡歷112-113
• 已發(fā)表或完成的論文目錄113-114

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 丁蘭平;欒日孝;;滸苔(Enteromorpha prolifera)的分類鑒定、生境習(xí)性及分布[J];海洋與湖沼;2009年01期

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本文編號：784350