几种经济红藻中茉莉酸合成途径的关键物质

为研究几种经济红藻中茉莉酸合成途径的关键物质,实验采用液相色谱—质谱联用技术(LC-MS)对茉莉酸生物合成途径相关物质建立检测方法,并对龙须菜、坛紫菜受到机械损伤时各物质的变化情况进行检测。以100%甲醇提取茉莉酸(JA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、12-氧-植物二烯酸(12-OPDA)和13-氢过氧化亚麻酸(13-HpOTE),利用XBridge TM C18色谱柱,以甲醇/水为流动相分离4种物质。优化条件下4种物质得到良好分离,加标回收率为81.23%～90.25%,检测限为0.04～0.56 ng/mL,灵敏度高。坛紫菜、龙须菜和真江蓠3种红藻中,坛紫菜中未检测到JA和13-HpOTE,4种物质均在另外2种藻中检测到。龙须菜受机械损伤胁迫后,4种物质在短时间内得到积累,其中13-HpOTE响应迅速。研究表明,红藻中可能存在类似于植物的茉莉酸合成途径,并参与对损伤的胁迫响应。     

高温胁迫下坛紫菜叶状体的生理响应

以坛紫菜耐高温品系Z-61 F₄代叶状体为试验材料、野生型坛紫菜叶状体为对照,研究了高温胁迫(30 ℃、26 ℃)与正常培养温度(21 ℃)下,处理不同天数(0、2、4、6、8、10 d)后坛紫菜叶状体中自由基含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和游离脯氨酸(Pro)含量的动态变化过程。结果发现耐高温型坛紫菜对高温胁迫的生理响应过程:高温胁迫→活性氧含量上升→细胞膜氧化受损,产生过量膜脂过氧化物→细胞感受到过量的活性氧信号→抗氧化系统和渗透压调节系统共同响应,清除活性氧→自由基含量下降。同时比较两种紫菜对高温胁迫的生理响应过程,发现耐高温型坛紫菜在高温胁迫下能同时启动抗氧化系统和渗透压调节系统,而野生型坛紫菜则只能启动渗透压调节系统,并且两种紫菜抗氧化系统的本底含量也存在着显著差别。由此说明不同品系坛紫菜耐高温性状差异的可能原因是细胞内抗氧化系统的应激性和本底含量存在差异。     

低氮、磷胁迫对坛紫菜叶状体生理生化特征的影响

以坛紫菜耐低氮(N)、磷(P)品系9号Ⅳ叶状体为材料,研究了低N、P胁迫不同时间水平对坛紫菜品质及自由基含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和游离脯氨酸(Pro)含量等生理指标的影响。结果表明,在低N、P胁迫条件下,作为坛紫菜品质重要指标的光合色素、粗蛋白和游离氨基酸含量均显著下降,而其余各项生理指标均随胁迫时间增加表现为动态变化的过程,由此推测耐低N、P型坛紫菜叶状体应答低N、P胁迫的生理过程为:低N、P胁迫→活性氧含量上升→细胞膜氧化受损,产生大量膜脂过氧化物→细胞感受到过量的活性氧信号→抗氧化系统和渗透压调节系统共同响应,清除活性氧→自由基含量下降。该实验结果为全面了解坛紫菜应答低N、P胁迫的生理机制奠定了基础,同时也为后续坛紫菜抗逆新品种的选育提供了理论指导。     

高温静水胁迫培养对坛紫菜品质的影响

以坛紫菜耐高温型品系Z-61 F4代叶状体为实验材料，野生型坛紫菜（WT）叶状体为对照，研究了常温（21℃）静水和高温（30℃）静水培养不同天数（0、2、4、6、8、10 d）后，坛紫菜藻体中光合色素含量、粗蛋白含量、总氨基酸含量和4种主要呈味游离氨基酸含量等品质指标的变化情况。结果表明，常温静水培养对坛紫菜耐高温型品系的品质没有显著影响，甚至短时间的常温静水培养还有利于提高野生型品系藻体的品质；但高温静水培养会显著降低耐高温型品系和野生型品系的品质，只是耐高温型品系的品质下降速度要慢于野生型。此外，本研究还发现，耐高温型坛紫菜品系还可以通过调节藻体细胞内别藻蓝蛋白（APC）和游离氨基酸的含量来增强自身对高温胁迫的抵抗能力。本研究结果为全面认识坛紫菜的抗逆性机理提供了基础资料，同时也为后续坛紫菜抗逆新品种的选育提供了理论指导。     

高温下芽孢杆菌对坛紫菜生长及生理的影响

坛紫菜是我国东海区栽培的重要经济海藻,其生长适温为20°C,极限高温为29°C。高温和病原菌均会导致坛紫菜生长受抑、藻体病烂。为研究高温下藻际微生物对坛紫菜生长的影响,本文以坛紫菜叶状体和藻际芽孢杆菌(实验证明该菌株在20°C下为紫菜的益生菌)为材料,检测了在28°C下藻际芽孢杆菌对坛紫菜相对生长率(RGR),抗氧化酶(SOD、POD)活性,可溶性蛋白、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和藻胆蛋白含量等生理指标的影响。结果显示,28°C下,在实验初始阶段,菌藻共培养组坛紫菜比纯培养对照组有较高的RGR,但随着培养时间的延长,两组的RGR无显著性差异;4 d后两组坛紫菜均出现腐烂,菌藻共培养组的藻体腐烂程度更为剧烈;培养24 h后,菌藻共培养组的SOD、POD活性和MDA水平均显著高于对照组,而渗透调节物质可溶性蛋白和Pro显著低于对照组;共培养组中,坛紫菜的藻胆蛋白含量均显著高于对照组。该研究表明,28°C下,虽然在短期内藻际芽孢杆菌会促进坛紫菜的生长,但随着培养时间的延长反而不利于坛紫菜的生长,且加剧活性氧和渗透压胁迫,表明该菌的生态功能因环境变化而发生了改变。     

坛紫菜泛素连接酶PhCUL1基因克隆与功能验证

高温影响坛紫菜(Pyropia haitanensis)的产量和品质,是制约紫菜产业发展的主要因素。前期研究发现,高温胁迫下,坛紫菜泛素蛋白酶体系统相关基因显著上调表达,但其响应高温胁迫的分子功能还未知。本研究通过分子生物学、遗传学等技术手段对坛紫菜cullin E3连接酶基因(PhCUL1)的功能进行研究。利用PCR方法克隆了PhCUL1基因的全长,PhCUL1全长为2500 bp,开放阅读框(ORF)长度为2481 bp,该基因存在1个Cullin (407~618 aa)结构域和1个Cullin Nedd8 (754~821 aa)结构域,其中,Cullin Nedd8结构域为蛋白融合位点。进化树分析显示,PhCUL1在进化上与脐形紫菜(Porphyra umbilicalis)有较近的亲缘关系。qRT-PCR结果显示,PhCUL1基因被高温显著诱导。为进一步阐明PhCUL1的分子功能,将其转入莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)进行功能验证,过表达PhCUL1株系比野生型更能耐受高温胁迫。同时,在高温33℃下处理3 h和6 h内,转基因植株的PhCUL1基因呈上调表达。这初步说明PhCUL1基因在坛紫菜响应高温胁迫过程中发挥着重要作用,其具体调控机制有待进一步研究。本研究有助于阐明坛紫菜泛素蛋白酶体系统响应高温胁迫的分子机制,为指导耐高温新品种选育提供理论依据。     

荣福海带中内源植物激素含量的动态变化研究

以荣福海带为材料,采用高效液相色谱法紫外检测不同时期和不同部位海带中内源植物激素含量的变化.结果表明,在海带生长的幼嫩期、厚成期和成熟期,吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)呈递增的趋势;玉米素(ZT)在海带成熟期达到最大值,厚成期含量最少;吲哚丁酸(IBA)在厚成期达到最大值,幼嫩期含量最少.同一生长阶段的海带体内植物激素纵向分布规律为:海带尖部的IAA含量较高,中带部的ZT含量明显较高,而基部的IBA和ABA的含量较高.     

坛紫菜核糖体蛋白S15a基因的克隆及表达分析

坛紫菜栽培中经常遭遇高温胁迫危害而产生烂菜现象,为研究坛紫菜在高温胁迫条件下的分子应答机制,分离并克隆高温胁迫应答的相关基因,应用引物退火控制(ACP)技术对耐高温型纯系Z-61叶状体在高温胁迫条件下的差异表达基因进行筛选时,获得一条在高温胁迫条件下表达水平显著降低的基因片段,通过5'-RACE技术获得了它的全长,命名为Phrps 15a(GenBank登录号:JN991055.1).该基因序列全长676 bp,包含一个390 bp的开放阅读框编码130个氨基酸的核糖体S15a蛋白(PhRPS 15a),蛋白分子式为C664H1066N188O180S7,由3条螺旋、7个片层及8个环状连接组成,与多个物种的RPS15a蛋白具有较高的序列一致性(78％～80％).系统进化分析表明,动物、高等植物、绿藻和坛紫菜PhRPS15a蛋白均享有独立的进化分支,但坛紫菜PhRPS 15a蛋白与团藻和莱茵衣藻的亲缘关系更近.实时荧光定量PCR分析结果表明,Phrps 15α基因的表达水平与高温胁迫密切相关,在高温胁迫条件下,Phrps15a基因的表达水平极显著下调.     

坛紫菜响应高光胁迫的分子机制

坛紫菜（Neoporphyra haitanensis）生活于中高潮区，退潮后会遭受到周期性的强光胁迫，但高潮复水后坛紫菜叶状体可以快速恢复正常生长，表明坛紫菜具有极强的耐高光能力。然而，其耐高光机制尚不明确。为此，本研究挑选了两个耐高光能力具有显著差异的坛紫菜新品系作为研究对象（绿色品系：9-IV；桔色品系：WO141-3），测定了高光胁迫下两个品系藻体的光合速率、抗氧化酶活性等生理指标，构建了两个品系的差异转录表达谱，并结合荧光定量分析技术获得了调控坛紫菜耐高光的关键通路和基因。具体结果如下：在高光胁迫下，两种坛紫菜品系叶状体的丙二醛含量均显著上升，光系统部分基因表达量显著降低，藻体光合能力显著下降。进一步分析发现，WO141-3品系在高光处理1 h具有更强的高光抗性，而9-IV品系在处理4 h后具有更强的高光抗性，造成这种差异的主要原因是：高光胁迫处理1 h时，WO141-3品系具有更高的活性氧清除能力、更强的非光化学淬灭能力以及更低的色素含量和捕光蛋白基因表达量；而在高光胁迫处理4 h时，9-IV品系的活性氧清除能力和非光化学淬灭能力更强，色素含量和捕光蛋白基因表达量都更低。以上结果说明，坛紫菜藻体可以通过激活非光化学淬灭机制和抗氧化系统，以及降低色素含量和捕光蛋白基因表达应对高光胁迫，避免遭受过度光损伤和氧化损伤。本研究结果为阐明紫菜的耐高光机理奠定了理论基础。     

Vibrio mediterranei117-T6引发的坛紫菜黄斑病的初步研究

以一株黄斑病致病菌Vibrio mediterranei 117-T6感染坛紫菜的自由丝状体,研究了环境因子对该菌株生长的影响及其最易感条件,检测了该条件下V. mediterranei 117-T6引发的坛紫菜丝状体的抗氧化酶(SOD、POD)活性以及藻胆蛋白、叶绿素a(Chl. a)、可溶性蛋白、游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量等生理指标的变化。结果显示,V. mediterranei117-T6的最优生长条件为30°C、pH 7.0、盐度20,最易感条件为30°C、pH 6.0、盐度20。在易感条件下培养12 h后,感染组坛紫菜丝状体的SOD和POD的活性,藻胆蛋白、可溶性蛋白以及游离Pro含量等指标均显著高于对照组;MDA含量峰值出现在6 h,显著高于对照组;在24 h后,感染组的Chl. a含量达到峰值,亦显著高于对照组。研究表明,短期内弧菌感染虽然可以刺激坛紫菜丝状体产生胁迫应激反应,但是随着感染时间的延长,致病菌感染引发的藻体内活性氧及渗透压胁迫加剧,最终导致紫菜死亡。高温和酸化等不良的环境会加剧V. mediterranei 117-T6引发的坛紫菜黄斑病的恶化,其作用程度依次为温度、pH和盐度。     

坛紫菜核糖体蛋白S7基因的克隆与表达分析

为了研究坛紫菜在高温胁迫条件下的分子应答机制,应用引物退火控制(ACP)技术对耐高温型纯系(Z-61)叶状体在高温胁迫条件下的差异表达基因进行筛选时,获得了一条核糖体蛋白S7基因的全长序列,命名为Phrps7(GenBank登录号:JF719273).该基因序列全长702 bp,包含一个585 bp的开放阅读框,其编码195个氨基酸的核糖体S7蛋白( PhRPS7),蛋白分子式为C984H1604N294O283S2,由5条α螺旋,6个片层及6个环状连接组成,与多个物种的RPS7蛋白具有较高的序列一致性(＞55％).系统进化树分析表明,PhRPS7蛋白与真菌的亲缘关系较近,而与其它物种的亲缘关系较远.实时荧光定量PCR分析结果表明,Phrps7基因的表达水平与高温胁迫密切相关,在高温胁迫刚开始时(0 ～6d),Phrps7基因的表达水平极显著上调,而随着胁迫的继续(＞6 d),表达量又有所下调,但仍显著高于胁迫开始前.     

The parameters of energetic status of the wild Atlantic salmon (Salmo salar L.) spermatozoa

The energetic status of fresh sperm of wild Atlantic salmon (Salmo salar L.) was presented in selected males (n=10) with motility rate ≥80%. Purine and pyridine nucleotides: adenosine triphosphate (ATP), adenosine diphosphate (ADP), adenosine monophosphate (AMP), guanosine triphosphate, guanosine diphosphate, guanosine monophosphate, inosine monophosphate, nicotinamide adenine dinucleotide and nicotinamide adenine dinucleotide phosphate; nucleosides: adenosine, guanosine and inosine; bases: hypoxanthine, xanthine and uric acid were determined using the high‐performance liquid chromatography method. The average value of adenylate energy charge in the group was 0.77 ± 0.10, and the mean total adenine nucleotide content (TAN) was 65.1 ± 18.3 pmol × 10^?6 spermatozoa. The mean concentrations of ATP, ADP and AMP were 43.5, 11.8 and 9.9 pmol × 10^?6 spermatozoa respectively. The concentrations of the other energetic nucleotides studied were lower. In all males studied (n=23) with a motility rate from 0% to 95%, no statistically significant correlation between the per cent of motile sperm and ATP concentration was found (R_s=0.35), whereas the correlation between the per cent of motile sperm and ADP was statistically significant (R_s=0.60). A negative correlation was found between hypoxanthine and the per cent of motile spermatozoa (R_s=?0.44). Our results suggest that hypoxanthine is the final product of salmon spermatozoa of adenine nucleotide catabolism.     

Effects of reactive radicals and heat on <Emphasis Type="Italic">trans</Emphasis>-isomerization of eicosapentaenoic acid

Trans geometric isomers of eicosapentaenoic acid (TEPA) have been found as minor components in human platelets. However, there is little information on the mechanism of trans-isomerization of eicosapentaenoic acid (EPA) in vitro and in vivo. The effects of reactive radicals and heat on trans-isomerization of EPA were examined. Trans-isomerization occurred when EPA ethyl ester reacted with nitrogen dioxide radical (NO₂) but not with 2,2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile). TEPA was also produced from EPA ethyl ester heated at 200°C for 60 h. No TEPA, however, was detected in sardines Sardinops melanostictus after boiling, roasting, or microwave heating. These results suggest that EPA is trans-isomerized by NO₂ in vivo while trans-isomerization of EPA does not occur during conventional cooking.     

坛紫菜叶状体蛋白质双向电泳样品制备方法的比较

蛋白质样品的制备是双向电泳分析的关键。为探索适用于坛紫菜叶状体蛋白质双向电泳样品的制备方法,实验对3种常用植物蛋白质分离方法进行了优化和改进,并分别同3种蛋白质裂解液联用,比较了9种方法的总蛋白质得率及双向电泳图谱效果。结果发现,采用三氯乙酸/丙酮沉淀法与裂解液C(7 mol/L 尿素,2 mol/L 硫脲,2%CHAPS,2%TritonX-100,2% IPG Buffer pH 3~10,65 mmol/L DTT)联用的方法,坛紫菜叶状体的蛋白质得率最高,且双向电泳图谱显示此法获得的蛋白质点数最多,蛋白点形状规则,水平和垂直拖尾情况较轻,图像清晰。实验结果还发现,在进行双向电泳分析时,采用pH 4~7的胶条可以使坛紫菜叶状体蛋白质得到更为有效的分离。     

The effects of hydrostatic pressure on signal transduction in brain membranes of deep-sea fishes of the genus Coryphaenoides

To investigate the effects of increased hydrostatic pressure on transmembrane signaling in deep-living marine species, the A₁ adenosine receptor – inhibitory G protein (G_i) – adenylyl cyclase signaling complex was examined in brain membrane preparations from four teleost fish species of the deep-sea family Macrouridae. The combined depth ranges of the adults of these species, Coryphaenoides armatus, C. cinereus, C. filifer, C. pectoralis, span several hundred meters to 5400 m. Basal adenylyl cyclase activity, determined at 5 °C, was inhibited by increased hydrostatic pressure in all four species. At the highest pressure tested, 476 atm, adenylyl cyclase activity was inhibited 60 to 70% relative to the atmospheric pressure values. Pressure inhibition did not result from denaturation or loss of protein components from the membrane due to pressure-induced shedding. Despite the pressure-inhibition of basal adenylyl cyclase activity, the responsiveness of adenylyl cyclase activity to modulation by N⁶-cyclopentyladenosine, an A₁ adenosine receptor agonist, was retained at elevated pressures. Because the accumulation of the second messenger cAMP depends on the summation of modulatory inputs, these results indicate that the transmembrane signaling in these deep-living species is insensitive to hydrostatic pressure changes.     

坛紫菜叶状体的抗生素联合除菌效果

为研究坛紫菜及其外生菌群对氯霉素、竹桃霉素和头孢噻肟3种抗生素的敏感性,通过将其与氨苄青霉素、卡那霉素和庆大霉素的组合,优化坛紫菜叶状体的除菌方法,并利用涂布平板、qRT-PCR及16S rRNA测序分析其除菌效果。结果显示,当坛紫菜先以氨苄青霉素(300 mg/L)、卡那霉素(100 mg/L)和庆大霉素(100 mg/L)混合处理18 h,再以氯霉素(50 mg/L)、头孢噻肟(200 mg/L)和竹桃霉素(50 mg/L)混合处理4 d,叶状体的健康率保持在96.3%以上,而对可培养细菌的抑制率达到99.9%。根据qRT-PCR和16S rRNA的结果可知,该种组合方法较前3种抗生素的组合,其菌总数下降41.5%,微生物的丰度和多样性指数明显下降。其中,假单胞菌、交替赤杆菌、交替单胞菌以及海杆菌等得到针对性的抑制。研究表明,多种抗生素的优化组合能够对坛紫菜叶片的菌群结构产生显著影响,使其受到抑制,但仍无法达到绝对除菌的效果。     

基于线粒体控制区序列的光裸方格星虫群体遗传多样性分析

为了解光裸方格星虫的群体遗传结构和种质资源状况,对北部湾海域光裸方格星虫6个地理野生群体(广西北海、湛江、钦州、防城港、海南儋州,以及越南海防)共93个个体的线粒体DNA(mtDNA)控制区序列进行分析。共检测到107个变异位点,定义了85个单倍型,序列对AT有明显的偏倚性,群体总的单倍体多样性(Hd)和核苷酸多样性(Pi)分别为0.998和0.018 89。单倍型邻接聚类树分析6个群体无明显分支,各单倍型分布于单倍型网络中介图中亦没有明显的地理分支。各群体间的遗传分化系数Fst值为–0.018 13~0.028 05,遗传分化极不明显,AMOVA分析显示光裸方格星虫的遗传差异主要来自群体内(99.74%)。中性检验Tajima’s D和Fu’s Fs值均为负值,核苷酸不配对分布图呈明显的单峰形,提示光裸方格星虫群体在历史上曾出现群体扩张,推算出扩张时间为距今171万年前。目前光裸方格星虫仍具有较高的遗传多样性,6个地理群体间无明显遗传分化,存在频繁的基因交流,推测种群在早更新世曾出现群体扩张。     

坛紫菜有丝分裂阻滞缺陷蛋白2基因(Ph-mad2)的克隆及其在单性生殖过程中的表达

为探究坛紫菜雌配子体单性生殖过程的细胞二倍化机制,实验基于坛紫菜雌性配子体的转录组信息,克隆和分析了坛紫菜的有丝分裂阻滞缺陷蛋白2(PhMAD2)基因(Phmad2),同时对其在坛紫菜单性生殖发生过程中处于不同发育时期的细胞中的表达特征进行了初步研究。结果显示,坛紫菜Ph-mad2基因的cDNA的完整开放阅读框为672 bp,编码223个氨基酸,分子量为23.8 ku。从氨基酸序列比对结果可知,坛紫菜PhMAD2蛋白中所具有的典型的HORMA结构域和保守的丝氨酸和苏氨酸磷酸化位点,均与团藻和莱茵衣藻MAD2蛋白相同。系统发育分析表明,坛紫菜与藻状菌纲的异丝水霉和寄生水霉的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测显示,与可进行正常有丝分裂的营养细胞相比,在坛紫菜单性生殖过程中发生细胞二倍化的生殖细胞和单性孢子时期,Ph-mad2基因的表达量显著下降;但是,在随后可进行正常有丝分裂的单性孢子萌发体细胞和处于营养生长期的单性孢子体细胞中则表达上调。这一结果暗示Ph-mad2基因的表达下调可能阻碍了坛紫菜单性生殖初期单倍体细胞进行有丝分裂时纺锤体组装检验点的形成,在一定程度上致使它们发生了染色体加倍。     

坛紫菜自由丝状体响应琼胶寡糖的激发

为了研究琼胶寡糖对坛紫菜自由丝状体藻丝生长和壳孢子囊枝形成的激发的影响,实验采用琼胶寡糖激发坛紫菜自由丝状体,以液相氧电极检测坛紫菜丝状体净光合放氧速率的变化;以对羟基苯乙酸(POHPAA)化学发光法检测坛紫菜丝状体的H_2O_2释放量;利用LC-MS检测红藻糖苷含量变化;利用实时定量PCR技术检测坛紫菜丝状体H_2O_2产生相关基因(Phrboh、Ph SOD)和红藻糖苷合成相关基因(Phnho1、Phgpdh、Phtps)的表达情况;并利用显微镜观察法检测壳孢子囊枝数量的变化。结果发现,琼胶寡糖能够激发坛紫菜自由丝状体的系列响应,表现在净光合放氧速率以及光合同化产物红藻糖苷的含量和生物合成出现增加;H_2O_2释放量持续增加,与产生H_2O_2相关的2个酶基因Phrboh和Ph SOD的表达增强。此外,琼胶寡糖也能够促进在坛紫菜自由丝状体的发育,在培养第30天时,琼胶寡糖处理组的壳孢子囊枝形成率达到59%,显著高于对照组46%。综上所述,琼胶寡糖能够增加坛紫菜自由丝状体的光合速率和光合同化产物,并通过形成H_2O_2的酶的表达来诱导活性氧的释放;琼胶寡糖还能促进坛紫菜自由丝状体的繁殖发育。