论文部分内容阅读
在0~80 mJ/cm~2的紫外辐射剂量条件下,探究紫外辐射对普通小球藻的形态生理、光合性能以及油脂积累的影响,并利用荧光定量PCR技术检测藻细胞内与油脂合成相关基因的表达情况,确定出最佳的辐射剂量。在40 mJ/cm~2剂量下,藻细胞的致死率达81.5%,表明其有良好的突变性。经紫外辐射后,藻细胞出现细胞破碎和成团聚集的现象。经过28天的培养后,正常培养条件下的藻细胞干重为513 mg/L,在20 m J/cm~2、40 m J/cm~2、60 m J/cm~2、80m J/cm~2的剂量条件下,藻细胞干重分别为530 mg/L、515 mg/L、448 mg/L、336mg/L。当剂量低于40 m J/cm~2时,藻细胞的生长速率和生物量均接近于正常培养条件;当剂量高于40 m J/cm~2时,藻细胞的生长速率和生物量均低于正常培养条件。藻细胞内的多糖和蛋白质的含量均有不同程度的下降,但仍符合藻细胞的营养物质组成。在20 mJ/cm~2剂量下,Fv/Fm值和Y(Ⅱ)值分别稳定在0.56~0.60和0.58~0.62之间;在40 m J/cm~2剂量下,Fv/Fm值和Y(Ⅱ)值分别稳定在0.54~0.58和0.56~0.60之间;在这两种剂量条件下,r ETR达到20~25μmolm-2s-1的正常范围,各项叶绿素荧光参数值与正常培养条件相差不大,表明小球藻的光合性能良好。在60m J/cm~2剂量下,Fv/Fm值和Y(Ⅱ)值分别稳定在0.50~0.55和0.52~0.56之间;在80 m J/cm~2剂量下,Fv/Fm值和Y(Ⅱ)值分别稳定在0.50~0.53和0.52~0.54之间;在这两种剂量条件下,r ETR未达到20μmolm-2s-1,各项叶绿素荧光参数值与正常培养条件的差距较大,表明小球藻的光合性能变差。在20 mJ/cm~2剂量下,油脂产率达41%,油脂产量为217 mg/L,比正常培养条件下提高了27.45%;在40 m J/cm~2剂量下,油脂产率高达46%,油脂产量为237mg/L,比正常培养条件下提高了39.22%;在剂量为60 m J/cm~2下,油脂产率达39%,油脂产量为175 mg/L,仅提高了2.94%;在80 m J/cm~2剂量下,油脂产率和油脂产量均未提高,油脂产率为32%,油脂产量为108 mg/L。在各个辐射剂量下,acc D和gap A基因相对表达量均较正常培养条件下提高,提升幅度因剂量的不同而有所差异。在40 m J/cm~2剂量下,acc D和gap A基因的相对表达量分别提高了约2.5和5倍;在80 m J/cm~2剂量下,acc D和gap A基因的相对表达量分别提高了2.2和4.5倍;在20 m J/cm~2、60 m J/cm~2剂量下,acc D基因的相对表达量均提高了近1倍,gap A基因的相对表达量分别提高了0.5倍、3倍。对于Me基因,20 m J/cm~2、40 m J/cm~2剂量下的相对表达量与正常培养条件下基本相等,60 m J/cm~2剂量下的相对表达量比正常培养条件提高了近1倍,80m J/cm~2剂量下的相对表达量则呈较大幅度的降低。对于Pk基因,仅40 m J/cm~2剂量下的相对表达量与正常培养条件下基本相等,其他剂量下的相对表达量均呈现较大幅度的降低。综合比较各项参数的测定结果,确定40m J/cm~2为最佳的紫外辐射剂量,在该剂量条件下,小球藻有良好的突变性,生物量未有明显的降低,荧光参数值维持在较高水平,油脂积累量大幅提升,与油脂相关基因的相对表达量相应增加。