防污剂Irgarol1051对三角褐指藻影响机制的初步研究

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三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)是海洋中普遍存在的初级生产者,是生物学研究的模式藻种,而且具有生长周期短,广适性的特点。Irgarol1051是海洋船舶上常用的一种防污剂,但近年来却被认为对环境有潜在的危险。研究防污剂Irgarol1051对藻类的影响对于了解和掌握未来海洋环境的变化趋势具有重要意义。本文以三角褐指藻这种典型海洋硅藻为研究材料,探讨了藻的生长,呼吸和光合等生理过程和Irgarol1051浓度的关系,尝试从分子层面进行初步分析,同时研究了腐殖酸与防污剂Irgarol1051对三角褐指藻生理过程的修复影响。主要结果如下:  根据本研究, Irgarol1051的使用需要受到限制,因为它对海洋食物链初端---三角褐指藻的生长,在高于1μg L?1浓度暴露培养96h后有抑制作用。细胞内的叶绿素含量,在低浓度的时候有所增加,但是在高浓度的时候又降低了。对照组的暗呼吸速率比较稳定,保持在2.6-2.8nmol/107cell的区间内,而经过添加Irgarol1051的处理组则在培养48h后有一个明显的下降趋势,并在实验结束的96h时仍保持了下降的趋势。而Irgarol1051对三角褐指藻的表观光合速率的影响在0-48h时都属于相对平稳的一个状态,但是到72h后,表观光合速率有一个明显的上升趋势并在96h时达到平稳。另外,处理组的可溶性多糖,MDA的含量,POD以及SOD的酶活性都逐渐增加,但是可溶性蛋白的含量却减少了。同时,FDA的数据也随着Irgarol1051的浓度的增加而增加了。从分子层面,本研究数据的统计结果显示,参与藻体分裂、生长的相关的基因表达发生显著变化。这些基因包括epidermal growth factor receptor substrate15、ATP-binding protein involved in chromosome partitionin、chromosome3 predicted protein,他们的表达都有所下调,这表明细胞生长受到抑制。Redchlorophyll catabolite reductase、Protochlorophyllide reductase基因表达均上调,这验证了叶绿素合成代谢是一个及其复杂的过程。也许是植物光合作用补救和光保护作用的一种表现,藻体中的Triose phosphate/phosphate translocator等基因表达量上升,但是 Chloroplast precursor基因表达量明显下降,这可看出叶绿体受到了损伤。  本文在EC50浓度的Irgarol1051中加入腐殖酸,探讨了三角褐指藻生长变化。在4.17μg L?1Irgarol1051藻细胞培养液中,藻细胞的生长密度一直都处于一个低水平状态,而且抑制作用特别明显。在同时添加了Irgarol1051和腐殖酸的细胞培养液中,藻细胞的生长密度略高于只Irgarol1051的处理组,但是明显低于对照组。关于腐殖酸的修复,至少对三角褐指藻而言,能够降低Irgarol1051的胁迫作用。
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