论文部分内容阅读
自天津长芦汉沽盐场的水样中分离纯化并鉴定了一株杜氏盐藻,对其培养基和营养模式进行筛选;研究了杜氏盐藻在不同光强、不同光质条件下生长、转录表达的差异及其适应机制:使用光合作用的抑制剂培养杜氏盐藻,在不同光强条件下探究β-胡萝卜素生物合成相关基因与光合电子传递链氧化还原状态的关系,主要结果如下:(1)自天津长芦汉沽盐场的高盐水样中,分离纯化得到一株单细胞绿藻;经ITS内转录间隔区的PCR扩增、测序、序列比对和系统进化树构建,表明该藻株为杜氏盐藻(Dunalielle salina)。(2)比较七种不同的培养基对杜氏盐藻生长的影响,发现改良的Pick培养基培养最适合杜氏盐藻的生长。分别使用不同浓度的葡萄糖、甘油和乙酸钠培养杜氏盐藻,最适合盐藻生长的有机碳浓度为2 g/L葡萄糖和2 g/L甘油,乙酸钠的浓度变化对杜氏盐藻生长的影响没有显著性差别。兼养培养时的生物量低于光合自养时的生物量,在使用相同的碳源培养海洋微拟球藻时,也发现了类似的结果。(3)使用不同强度的光(150-1500 μmol photons·m-2s-1)培养杜氏盐藻,结果表明,杜氏盐藻生长的最适光强为600 μmol photons·m-2s-1。随着光照强度由低到高的变化,光系统Ⅱ的光合活性和叶绿素含量逐渐降低,胡萝卜素含量逐渐增加。通过对不同光强条件下培养的藻细胞进行转录组测序,发现高光条件下编码光合作用相关蛋白的基因表达下调,类胡萝卜素和三酰甘油生物合成相关基因表达上调。与光保护相关的活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)清除酶基因和叶黄素循环相关基因表达上调。(4)比较分析了红光(660 nm)和蓝光(450 nm)条件下杜氏盐藻的生长、β-胡萝卜素含量和转录组表达的变化。红光可以促进杜氏盐藻细胞的生长,蓝光对藻细胞生长没有促进作用。在红光和蓝光条件下,β-胡萝卜素含量都有所升高。转录组分析结果表明,编码光感受器隐花色素基因和类胡萝卜素生物合成相关基因在红光和蓝光条件下都表达上调。ROS清除酶相关基因在蓝光条件下表达上调,保护藻细胞免受氧化胁迫损伤。(5)研究了不同光强条件下类胡萝卜素生物合成相关基因的表达情况。在高光条件下,类胡萝卜素合成相关基因:八氢番茄红素合酶、八氢番茄红素去饱和酶、ζ-胡萝卜素去饱和酶和番茄红素β-环化酶的表达上调。随着光强增加,藻细胞内β-胡萝卜素的含量增加,但类胡萝卜素生物合成相关基因的表达并没有随之增加。在高光条件下添加光合作用的抑制剂二氯苯基二甲脲(3-(3,4-dichlorophenyl)-l,l-dimethylurea,DCMU),类胡萝卜素合成相关基因表达下调;添加2,5-二溴-3-甲基-6-异丙基对苯醌(2,5-dibromo-3-methyl-6-isopropyl-p-benzoquinone,DBMIB)时,类胡萝卜素合成相关基因表达上调。