四種南極冰藻中抗紫外輻射活性化合物MAAs的初步研究.pdf

1、臭氧層位于大氣平流層的頂部，平均厚度大約為0.3cm，能夠吸收絕大多數(shù)的紫外線。近年來(lái)，由于人類(lèi)活動(dòng)的影響，大氣臭氧層已遭到破壞。在南極上空，春季等臭氧持續(xù)的季節(jié)性下降，導(dǎo)致了到達(dá)地球表面的UV-B(280-315nm)射線不斷增加。大量研究表明UV-B和較短波長(zhǎng)的UV-A輻射能穿透自然水體到達(dá)20米的深度，并且對(duì)水生有機(jī)體的遺傳和生理造成了損傷。 眾所周知，能夠在極端環(huán)境中生存的微生物在與極端環(huán)境的長(zhǎng)期抗?fàn)幣c適應(yīng)的過(guò)程中形成了

2、許多普通微生物所沒(méi)有的奇特特性，研究極端微生物不僅對(duì)了解生命的極限、微生物的進(jìn)化與分類(lèi)等很有理論價(jià)值，而且對(duì)治理環(huán)境污染、改造生態(tài)環(huán)境、開(kāi)辟微生物新功能等應(yīng)用研究具有重要實(shí)際意義。南極冰藻主要是指在南極極端環(huán)境海冰中生長(zhǎng)的一大類(lèi)微型藻類(lèi)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)冰藻)，嚴(yán)酷的極地環(huán)境造就了其特殊的生物學(xué)特征，是極地海洋生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)生產(chǎn)力的重要承擔(dān)者之一。為適應(yīng)紫外輻射，冰藻的眾多生理機(jī)制之一就是生成抗紫外物質(zhì)，這類(lèi)物質(zhì)能提供堅(jiān)固的光保護(hù)性，在南極生態(tài)

3、中具有重要的地位和作用。 本文從中國(guó)第十八次南極考察采集的南極海水和海冰中分離得到純培養(yǎng)的微藻20種中，依據(jù)不同實(shí)驗(yàn)的目的，抽取具有代表性的4種(綠藻-L4、硅藻-F1、HF9、HF12)作為研究對(duì)象，通過(guò)利用f2培養(yǎng)基的培養(yǎng)，建立起一套成熟的培養(yǎng)基配置—接種—培養(yǎng)體系。 采用光學(xué)顯微鏡、透射和掃描電子顯微鏡對(duì)南極冰藻的形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。對(duì)比輻射前后南極冰藻L4細(xì)胞形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)變化的觀察發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞向胞外分泌大量粘

4、性物質(zhì)，并包裹著細(xì)胞；構(gòu)成細(xì)胞的多糖、脂肪和黑色顆粒物質(zhì)等大量增加，這些物質(zhì)與細(xì)胞的抗紫外輻射有著密切的關(guān)系。 對(duì)4種微藻進(jìn)行UV-A(35μW·cm<'-1>)+UV．B(35μW·cm<'-1>)+PAR三種燈管結(jié)合的條件下的紫外線輻射誘導(dǎo)培養(yǎng)，分別照射0h、6h、12h。甲醇提取藻類(lèi)所含物質(zhì)，紫外分析提取混合物，發(fā)現(xiàn)綠藻和硅藻在所含抗紫外物質(zhì)有很大差別，主要體現(xiàn)在MAAs(mycosporine like amino ac

5、ids)的含有種類(lèi)的不同。硅藻門(mén)下三種藻類(lèi)所含物質(zhì)差別比較小，主要體現(xiàn)在435nm附近c(diǎn)arotenoid與475nm附近c(diǎn)hlorophyll a的存在與否。 日光照射活所提取的活性物質(zhì)，隨照射時(shí)間的延長(zhǎng)，提取物中的各種組分的降解速度并不相同；其中chlorophlyll a、caroteniods、phycocyanin降解速度相對(duì)較快，MAAs類(lèi)化合物降解速度較為緩慢，而紫外吸收在260nm附近的物質(zhì)幾乎無(wú)變化。

6、采用Agilent 1100HPLC-MS液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀系統(tǒng)，對(duì)四種南極冰藻的提取物以定性，結(jié)果表明，硅藻HF9主要存在七種抗紫外輻射物質(zhì)(C<,12>H<,16>N<,2>O<,5>、C<,9>H<,12>NO<,2>、C<,30>H<,55>N<,5>O<,5>、C<,40>H<,68>N<,50>等)。 綜上所述，南極冰藻由于其生存環(huán)境的特殊行而具有特異的抗紫外輻射活性物質(zhì)，這些物質(zhì)所具有對(duì)開(kāi)發(fā)抗癌癥、抗衰老藥物具有很