鹽生杜氏藻抗鹽脅迫生理與NO關(guān)系的初步研究.pdf

1、本文從NO的視角對鹽生杜氏藻的抗鹽脅迫進(jìn)行了初步的研究，試圖找出NO，這種生物學(xué)中新的信號分子是否參與了鹽生杜氏藻的抗鹽脅迫過程。
　　 通過不同鹽度對鹽生杜氏藻生長、光和作用參數(shù)影響的研究結(jié)果表明，鹽生杜氏藻具有很廣的適鹽范圍，在本實驗設(shè)定的，5‰、10‰、30‰、60‰、100‰、150‰、200‰、250‰和300‰9個鹽度組中，鹽生杜氏藻在60‰鹽度組中細(xì)胞生長狀況最好，光合作用情況也最好。過高(200‰、250‰和30

2、0‰)或過低(5‰和10‰)的鹽度，對于鹽生杜氏藻都是一種脅迫，影響其細(xì)胞分裂生長和光合作用的進(jìn)行。檢測不同鹽度下鹽生杜氏藻內(nèi)NO的產(chǎn)生，結(jié)果表明鹽生杜氏藻在生長過程中會產(chǎn)生NO，相比60‰鹽度組，受到脅迫的5‰、10‰、30‰、100‰、150‰、200‰、250‰和300‰鹽度組內(nèi)NO的產(chǎn)量都有所增加，而且脅迫越大，NO的增加量就越大。由此可以說明，NO很有可能參與鹽生杜氏藻抗鹽脅迫的過程。
　　 鹽生杜氏藻在受到鹽脅迫時，

3、體內(nèi)會啟動抗脅迫反應(yīng)，常見的抗氧化酶系統(tǒng)開始發(fā)揮作用，其酶活性會升高，如SOD(Super Oxide Dismutase，超氧化物歧化酶)和CAT(Catalase，過氧化氫酶)的活性。同時，未得到清除的脅迫產(chǎn)物，如脂質(zhì)過氧化物MDA(Malondialdehyde，丙二醛)等的產(chǎn)量會升高。不同鹽度下，探究NO與SOD、CAT活性以及MDA產(chǎn)量關(guān)系的實驗結(jié)果表明：相比對照組，加入SNP(NO供體)，會降低SOD與CAT活性，同時MDA

4、產(chǎn)量也會降低，而加入c-PTIO(NO吞噬劑)，相比對照組SOD與CAT活性升高，MDA產(chǎn)量也升高。這種現(xiàn)象說明，合適量的外源NO，會對處于脅迫生理中的鹽生杜氏藻產(chǎn)生保護(hù)作用，參與抵抗鹽脅迫生理過程，促使鹽生杜氏藻恢復(fù)正常的生理活動，這時原先用于抵抗脅迫而啟動的SOD和CAT等酶活性開始下降，進(jìn)而脅迫產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物MDA等的含量也開始下降。鹽脅迫生理下，NO對鹽生杜氏藻的這種保護(hù)作用，進(jìn)一步說明NO參與鹽生杜氏藻的抗鹽脅迫生理，并起一定

5、的積極作用。
　　 本論文研究了鹽脅迫生理條件下，鹽生杜氏藻內(nèi)NO產(chǎn)生的途徑。在植物體內(nèi)，NO主要是由兩種酶催化產(chǎn)生的，即類NOS(Nitric Oxide Synthase，一氧化氮合酶)和NR(Nitrate Reductase，硝酸還原酶)類。加入L-NAME(NOS抑制劑)和Na2WO4(NR抑制劑)，相比對照組，均能抑制鹽生杜氏藻內(nèi)NO的產(chǎn)量。這說明，鹽生杜氏藻在鹽脅迫生理中NO的產(chǎn)生途徑很有可能包括類一氧化氮合酶途徑

6、和硝酸還原酶途徑。研究結(jié)果顯示，兩種酶產(chǎn)生NO的程度是不同的，在低度鹽脅迫條件下，NR途徑占主導(dǎo)地位。這一結(jié)果表明，低等的單細(xì)胞藻類具有與高等植物體類似的NO產(chǎn)生機(jī)制。在300‰鹽度組中，鹽生杜氏藻受到很大的鹽脅迫，這時類NOS途徑比NR途徑占優(yōu)勢，說明在高鹽脅迫的誘導(dǎo)下，類一氧化氮合酶活性被大量誘導(dǎo)。NOS途徑更常見于動物和細(xì)菌體內(nèi)，鹽脅迫生理中鹽生杜氏藻NO產(chǎn)生途徑存在類NOS途徑的現(xiàn)象表明，低等的海洋單細(xì)胞藻類鹽生杜氏藻NO的生理

7、代謝途徑，存在與動物和細(xì)菌類似的機(jī)制。
　　 鹽生杜氏藻生長初期(第Ⅰ生長期)，進(jìn)入新的生存環(huán)境，各種生理條件都不穩(wěn)定，其抵抗能力較弱，這時候加入SNP的濃度在50μM以上時，均對鹽生杜氏藻的生長產(chǎn)生較大的抑制作用。當(dāng)鹽生杜氏藻細(xì)胞進(jìn)入指數(shù)生長期(第Ⅱ生長期)時，藻細(xì)胞處在旺盛的生長分裂階段，對外界的抵抗性比較強(qiáng)，這時候加入不同濃度的SNP(10μM、50μM、100μM、150μM)，對藻細(xì)胞的分裂生長均沒有明顯的抑制作用。加

8、入SNP與c-PTIO均未觀察到對兩種代謝累積物β-胡蘿卜素和甘油有明顯規(guī)律性的促進(jìn)或抑制作用，這可能是因為β-胡蘿卜素和甘油是鹽生杜氏藻的次級代謝累積物，鹽生杜氏藻在生長到一定階段才開始大量合成積累，甚至還需要一定的外界刺激條件，而SNP和c-PTIO的作用都是比較短暫的，使得這種短暫的效應(yīng)對于長期的累積物產(chǎn)量沒有明顯的影響。
　　 NO的信號途徑，是一種很復(fù)雜的過程，由于NO作用的特殊性，以及NO檢測的復(fù)雜性，盡管本課題有關(guān)

9、NO在鹽生杜氏藻中的研究還是初步的，但是，實驗結(jié)果顯示了一定的規(guī)律，鹽生杜氏藻在受到鹽脅迫時，通過硝酸還原酶途徑和類一氧化氮合酶途徑產(chǎn)生NO，產(chǎn)生的NO很可能參與到鹽生杜氏藻抗鹽脅迫生理過程，在脅迫過程中對藻細(xì)胞起保護(hù)作用。但這種保護(hù)作用是如何發(fā)揮的，NO作為一種信號分子又是如何啟動信號傳遞，啟動的是怎樣的信號途徑等問題，還需要進(jìn)一步更深入的研究。信號分子NO在低等海藻中的研究，相對比較少，這是一個拓寬NO作用的新領(lǐng)域，具有比較大的研究