盐胁迫对雨生红球藻虾青素累积、虾青素合成相关酶基因表达和抗氧化指标的影响

为探讨盐胁迫对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)虾青素合成的影响与机理,以及雨生红球藻各抗氧化机制之间的关系,本研究采用生化和分子生物学方法研究了不同浓度(0.04 mol/L、0.08 mol/L、0.12 mol/L和0.16 mol/L)和不同时间(3 d、6 d和9 d)的盐(Na Cl)胁迫对雨生红球藻生长、虾青素积累、番茄红素β-环化酶(Lcy)、β-胡萝卜素羟化酶(Crt R-B)和β-胡萝卜素酮化酶(Bkt)基因表达、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性以及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,各胁迫时间的雨生红球藻的密度均随着盐胁迫浓度的增加而不断下降,在盐胁迫的第9天,雨生红球藻的死亡率和孢子比例均随着盐胁迫浓度的增加而不断升高;雨生红球藻虾青素含量、Lcy、Crt R-B和Bkt基因表达量均随着盐胁迫浓度和时间的增加而不断提高;雨生红球藻SOD、CAT和GSH-Px活性以及MDA含量在不同浓度和不同时间的盐胁迫下与对照组(0.00 mol/L Na Cl)相比均升高,且在不同时间的0.12 mol/L Na Cl胁迫下与对照组相比均显著升高(P0.05);雨生红球藻虾青素含量、Lcy、Crt R-B和Bkt基因表达量在盐胁迫的早期(第3天)和中期(第6天)阶段较低,在盐胁迫的后期(第9天)阶段较高,而SOD、CAT和GSH-Px活性以及MDA含量在盐胁迫的早期和中期阶段较高,在盐胁迫的后期阶段较低。实验结果说明了适当浓度和时间的盐胁迫能促进雨生红球藻累积虾青素,雨生红球藻在盐胁迫下主要是通过提高虾青素合成相关酶基因的转录水平来促进虾青素的合成,其虾青素和抗氧化酶的抗氧化活性可能互为补充,共同保护雨生红球藻免受盐胁迫的氧化损伤。     

饲料中添加雨生红球藻对黄颡鱼生长、抗氧化酶活性、免疫应答及氨氮耐受的影响

为探讨饲料中添加雨生红球藻对黄颡鱼生长、抗氧化酶活性、免疫应答及氨氮耐受的影响。以平均体质量为（5.00±0.85）g的黄颡鱼为研究对象,随机分成4个组,每组3个重复,每个重复30尾鱼,分别投喂添加0.00 %（对照）、0.30 %、0.50 %及1.00 %雨生红球藻的饲料,每天2次表观饱食投喂,实验进行10周。结果显示,饲料中雨生红球藻的添加量大于0.30 %能够显著提高黄颡鱼的增重率和血红蛋白含量,降低饲料系数和白细胞数;饲料中添加0.50 %雨生红球藻能够显著降低黄颡鱼血清超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性及丙二醛含量,显著提高血清溶菌酶活性;96 h急性氨氮暴露实验表明,摄食0.50 %-1.00 %雨生红球藻饲料的黄颡鱼累积死亡率和血氨含量显著低于对照组;饲料中添加雨生红球藻显著提高了氨氮暴露下黄颡鱼肝脏中氨代谢相关酶含量,其中,氨甲酰磷酸合成酶和精氨酸酶含量随着雨生红球藻含量的升高显著提高。研究表明,饲料中添加大于0.30 %雨生红球藻能够显著提高黄颡鱼的生长性能,改善血液健康状况、氧化损伤及免疫应答能力;饲料中雨生红球藻的添加量超过0.50 %能够显著提高黄颡鱼在氨氮暴露下的存活率。     

温度对雨生红球藻生长、虾青素累积和抗氧化能力的影响

本文研究了不同培养温度对雨生红球藻细胞密度、生长速率、虾青素含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和总抗氧化能力(T-AOC)的影响。结果表明藻细胞密度、生长速率和虾青素含量随温度的增加先升高后下降，SOD活性 和GSH-Px活性随着温度的增加而逐渐上升，而T-AOC则随温度的增加先升高后下降，然后再升高；藻细胞密度、生长速率、虾青素含量和T-AOC均在培养温度为25℃时达到最大值，而SOD活性和GSH-Px活性在培养温度为35℃时最高；藻细胞内虾青素和抗氧化酶的抗氧化活性互为补充。本研究结果为雨生红球藻的大规模培养和虾青素的规模化生产和应用提供了理论基础。     

光周期对雨生红球藻生物量、虾青素累积和抗氧化能力的影响

研究了不同光周期条件(0L∶24D、4L∶20D、8L∶16D、12L∶12D、16L∶8D、20L∶4D、24L∶0D)对雨生红球藻生物量(细胞密度和单位体积干质量)、虾青素含量(单位干质量虾青素含量和单个细胞虾青素含量)、丙二醛含量和总抗氧化能力的影响。生物量的测定采用显微细胞计数法和直接称质量法,虾青素含量、丙二醛含量和总抗氧化能力的测定采用分光光度法。试验结果表明,雨生红球藻生物量和丙二醛含量随光照时间的延长先升后降,虾青素含量和总抗氧化能力则随光照时间的延长逐渐升高;雨生红球藻生物量和丙二醛含量均在16L∶8D光周期条件下达到最大值,且显著高于连续黑暗和连续光照条件下的生物量和丙二醛含量(P0.05);雨生红球藻虾青素含量和总抗氧化能力在连续光照条件下最高,且均显著高于每日光照时间小于20h条件下的虾青素含量和总抗氧化能力(P0.05);在20L∶4D和连续光照条件下的雨生红球藻生物量、单个细胞虾青素含量和丙二醛含量无显著差异(P0.05),但这两种条件下的单位干质量虾青素含量和总抗氧化能力差异显著(P0.05);在连续黑暗条件下,雨生红球藻生物量、虾青素含量、丙二醛含量和总抗氧化能力均最低。本研究结果为雨生红球藻的大规模培养和虾青素的规模化生产和应用提供了理论基础。     

6-苄氨基嘌呤对雨生红球藻中虾青素积累的影响

首次研究了外源细胞分裂素6-苄氨基嘌呤(6-BA)对雨生红球藻积累虾青素的作用。在营养生长期的雨生红球藻培养液中,分别添加不同浓度梯度的6-BA,进行胁迫培养(25℃,24 h 5000 lx连续光照 营养盐饥饿),诱导藻细胞合成并积累虾青素。显微观察各不同处理组藻细胞虾青素积累过程的动态变化,并定期取样进行虾青素含量测定。结果表明,10 mg/L的6-BA处理对雨生红球藻积累虾青素有明显促进作用,胁迫培养26 d后藻细胞完全变红,比对照组提前18 d;虾青素含量比对照组提高2.52%。较高浓度的6-BA(20、30、50 mg/L)则对藻细胞有较强致死作用。     

花生四烯酸对雨生红球藻细胞生长和虾青素含量的影响

研究了不同质量浓度花生四烯酸对雨生红球藻细胞生长和虾青素含量的影响。结果表明,适宜质量浓度的花生四烯酸(62.5 mg/L)能促进雨生红球藻细胞的生长,而低质量浓度(0.1~12.5 mg/L)和高质量浓度(312.5~1562.5 mg/L)的花生四烯酸均能抑制雨生红球藻细胞的生长;花生四烯酸能促进雨生红球藻虾青素的积累,随着花生四烯酸质量浓度的增加,雨生红球藻虾青素含量也逐渐增加,当花生四烯酸质量浓度为312.5 mg/L时,虾青素的含量最高,达3.67 mg/L,比对照组提高48.8%。     

饲料中添加雨生红球藻对七彩神仙鱼生长、体色及抗氧化力的影响

为探讨雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)对七彩神仙鱼(Symphysodon haraldi)增色效果以及对机体抗氧化力的影响,分别用添加0(对照组)、3.33、6.66、9.99、13.32和16.65 g/kg雨生红球藻(折算成虾青素添加量分别为0、100、200、300、400和500 mg/kg饲料)的饲料饲喂七彩神仙鱼6周,测定七彩神仙鱼皮肤、鳍条、肌肉和肝脏中的虾青素含量、体表的三刺激值和肝脏总抗氧化能力(T-AOC)和谷胱甘肽(GSH)含量。结果显示:饲料中添加雨生红球藻可以显著提高七彩神仙鱼的增重率,当添加量为9.99 g/kg其增重率最大。七彩神仙鱼皮肤、鳍条、肌肉和肝脏虾青素含量随着雨生红球藻添加量的增加而升高,当雨生红球藻添加量超过6.66 g/kg,各组织中虾青素的含量趋于稳定。随着雨生红球藻添加量增加,皮肤L*值(亮度)下降、而a*值(红度)和b*值(黄度)升高,皮肤中虾青素含量与三刺激值间的相关性均达到高度相关,并与a*值的相关性最高。随着雨生红球藻添加量的增加,七彩神仙鱼肝脏的T-AOC和GSH的含量也逐渐升高。结果表明,在饲料中添加雨生红球藻可提高七彩神仙鱼的增重率,提高七彩神仙鱼皮肤虾青素含量,改善七彩神仙鱼体色,增强机体的抗氧化能力;雨生红球藻的添加量建议为6.66~9.99 g/kg(虾青素含量为200~300 mg/kg)。     

茉莉酸甲酯对雨生红球藻虾青素含量和dxs基因表达的影响

雨生红球藻是一种能产生重要次生代谢产物——虾青素的单细胞绿藻,茉莉酸甲酯( MeJA)等诱导因子可促进植物次生代谢产物的积累.以雨生红球藻为研究对象,研究了不同浓度MeJA对雨生红球藻细胞生长、虾青素含量和dxs基因表达的影响.结果表明,MeJA在抑制雨生红球藻细胞生长和总虾青素产量的积累的同时,却能促进雨生红球藻单位细胞虾青素的合成能力.当MeJA浓度为800 μmol/L时,单位细胞虾青素合成能力可达1.75×10-9mg,相比对照组(1.42×10-9 mg)增加23.24％.RT-PCR分析结果表明,dxs基因的表达受MeJA的诱导,800 μmol/L MeJA处理条件下,dxs基因的表达水平最高.相关分析结果表明,MeJA作用下的雨生红球藻虾青素含量和dxs基因表达量呈正相关,推断dxs基因可能是雨生红球藻虾青素合成的一个关键酶基因,这为进一步通过代谢工程策略提高雨生红球藻虾青素含量提供了一个靶点,也为虾青素规模化生产和探讨虾青素积累的分子机理提供参考.     

氮源对雨生红球藻和扁藻生长的影响

以缺氮MAV培养基为基本培养基 ,分别添加 30× 10 -6的硝酸钾 (KNO3 )、尿素 ((NH2 ) 2 CO)、硝酸铵 (NH4NO3 )、氯化铵 (CH4Cl)对雨生红球藻和扁藻进行生长试验。结果表明 :不同氮源对雨生红球藻和扁藻的生长均有极显著影响 ,其中NH4Cl最有利于雨生红球藻和扁藻生长 ,NH4NO3 最不利于它们生长     

氮磷浓度对雨生红球藻叶绿素荧光参数的影响

在一次性培养过程中,利用水样叶绿素荧光仪(Water-PAM)研究了2个单因子(不同氮浓度、不同磷浓度)对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)叶绿素荧光参数(PSⅡ的最大光能转化效率Fv/Fm、光合电子传递效率ETR)、叶绿素相对含量及细胞密度的影响。单因子方差分析结果表明,氮磷浓度对雨生红球藻的叶绿素荧光参数及生长均有显著的影响(P<0.05)。多重比较结果表明,雨生红球藻进行光合作用和生长最适氮浓度为1760μmol/L;最适磷浓度为18.16μmol/L。相关性分析结果表明:在整个培养周期中,叶绿素相对含量均与细胞密度呈显著的正相关关系。     

Cu2+对缢蛏稚贝的急性毒性及对抗氧化酶活力和丙二醛含量的影响

研究了Cu2+对缢蛏稚贝的急性毒性并进行安全评价;根据96 h LC50值设定10、30、40μg/L 3个Cu2+质量浓度梯度进行暴露实验,以缢蛏(Sinonovacula constricta Lamark)稚贝软体组织中过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量为指标,研究Cu2+污染对缢蛏稚贝的毒性作用。结果表明,Cu2+对缢蛏稚贝96 hLC50为309.742μg/L;不同浓度Cu2+胁迫下,96 h内缢蛏稚贝抗氧化酶(CAT、SOD)活力发生显著的变化(P<0.05),除最高组40μg/L在48 h时CAT活力被显著抑制(P<0.05)外,96 h内绝大部分时间点与沙滤海水对照组相比,各暴露组抗氧化酶(CAT、SOD)活性处于诱导状态;96 h内各暴露组缢蛏稚贝丙二醛(MDA)含量均明显高于对照组(P<0.05)。研究认为,CAT、SOD活性及MDA含量变化可反映缢蛏稚贝受Cu2+伤害的程度,可用作缢蛏安全性风险评价的参考依据。     

短期高盐胁迫对脆江蓠抗氧化酶活性及光合酶活性的影响

采用实验生态学方法,研究了脆江蓠(Gracilaria chouae)相关酶活性对短期高盐胁迫的响应,旨在为提高脆江蓠规模化养殖夹苗效率提供理论依据。实验设置5个盐度梯度(40、45、50、55和60),自然海水作为对照组,研究了高盐处理0.5 h及自然海水恢复12和24 h对脆江蓠抗氧化酶和光合酶活性的影响。结果显示,高盐胁迫0.5 h后,随盐度的升高,脆江蓠的抗氧化酶中,超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐升高(P<0.05),过氧化物酶(POD)活性呈波动变化(P<0.05),过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低但差异不显著(P>0.05),丙二醛(MDA)含量随盐度升高显著升高(P<0.01),上述抗氧化酶活性均在盐度50~55时出现极值;脆江蓠光合作用关键酶Rubisco活性随盐度升高逐渐降低(P<0.01),碳酸酐酶(CA)含量随盐度增加略有增加(P<0.05)。随恢复时间的增加,脆江蓠SOD、POD和CAT活性逐渐升高(P<0.05),MDA含量显著降低(P<0.05);Rubisco活性逐渐升高(P<0.05),CA含量呈波动变化。研究表明,短期高盐胁迫显著影响脆江蓠藻体抗氧化酶和光合酶活性,藻体通过提高抗氧化酶活性以及加强对无机碳的吸收利用来应对高盐胁迫,胁迫去除后逐渐恢复至正常水平。     

水体铅对胚胎-仔鱼期南方鲇的氧化应答及神经毒性作用

为了解水体中铅(Pb)对鱼类早期发育阶段的毒性影响,使用人工受精获得南方鲇(Silurus meridionalis Chen)胚胎和仔鱼为研究对象,以硝酸铅(Pb(NO3)2)为毒物源,探讨研究对象在胚胎期和仔鱼期受到5个(0~400μg/L)不同浓度水平铅持续暴露、半持续暴露以及暴露后恢复处理条件下,实验鱼鳃、肝脏和肾脏抗氧酶的活性变化以及脑组织中乙酰胆碱酯酶活性情况。结果表明,恢复组实验鱼鳃、肝脏和肾脏组织中总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性在后期恢复过程中呈升高趋势;三种组织中丙二醛(MDA)含量随着胚胎期水体Pb浓度升高而升高。持续组和半持续组实验鱼鳃、肝脏和肾脏组织中TAOC、SOD、CAT活性随着水体铅浓度升高而降低,显著低于对照组(P<0.05),丙二醛含量随着Pb浓度升高而升高,脂质过氧化程度加剧;而相同Pb浓度水平之间,持续组和半持续组实验鱼三种组织中,持续组中TAOC、SOD、CAT的活性和MDA的含量变化大于半持续组。发现:南方鲇胚胎期受重金属暴露,后期恢复饲养,其鳃、肝脏和肾脏组织中T-AOC、SOD、CAT的活性会出现恢复效应;胚胎期和仔鱼期重金属暴露存在叠加效应,且重金属对仔鱼的毒性作用更加剧烈。     

恢复时间对力竭训练后的斑节对虾幼虾的抗氧化功能的影响

力竭运动常出现于虾类养殖过程和野生环境中，斑节对虾(Penaeus monodon)是中国沿海重要养殖和增殖放流品种，但尚无关于斑节对虾力竭运动后生理恢复过程报道。该研究以斑节对虾幼虾为实验对象，在室内水槽使用抄网追逐斑节对虾幼虾，模拟迫使其进行力竭运动实验，探究其力竭运动后抗氧化能力恢复过程。结果显示，力竭运动后0 h，幼虾体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性，总抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)含量，均与对照组无显著差异；1~12 h，SOD、CAT、POD活性、MDA含量和T-AOC持续下降，GSH-Px活性无显著变化；24 h，SOD、CAT和POD活性显著降低，GSH-Px活性、MDA含量和T-AOC显著升高；72 h，SOD和CAT活性仍显著低于对照组，GSH-Px、POD活性和MDA含量恢复至对照组，T-AOC显著高于对照组。在力竭运动过程中，幼虾的酶促抗氧化系统未被激活；幼虾的抗氧化能力在力竭运动后的24 h内较低，不宜再次受刺激；幼虾的抗氧化能力在力竭后24 h后显著上升，并保持较长时间。     

汞暴露对金鱼幼鱼抗氧化防护的影响

将金鱼幼鱼置于质量浓度为0、0.2、1、5、10μg/L的Hg2+溶液中,分别在汞暴露1、7、15d时取样,测定不同质量浓度Hg2+暴露下超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性及丙二醛含量。结果显示,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶均表现出在较长的暴露时间及较高质量浓度Hg2+胁迫下的诱导效应,丙二醛含量也因Hg2+暴露而明显积累。金鱼幼鱼为了减弱汞胁迫带来的损害,其超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性均有增强的趋势,同时丙二醛含量也因汞胁迫造成的膜脂过氧化而逐渐积累。     

氨和空气暴露对大鳞副泥鳅肝脏抗氧化能力的影响

将大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)分别暴露于 30 mmol/L NH₄Cl 溶液和空气中, 以评价氨和空气暴露对其肝脏抗氧化能力的影响。结果显示, 氨暴露并未引起大鳞副泥鳅肝脏超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性的显著变化, 仅空气暴露 12 h 后, 大鳞副泥鳅肝脏 SOD 活性显著高于对照组(P<0.05)。氨和空气暴露均显著降低了大鳞副泥鳅肝脏过氧化氢酶 (catalase, CAT) 活性 , 且在暴露 72 h 后升高 (P<0.05) 。丙二醛 (malondialdehyde, MDA)及脂质过氧化物(lipid peroxide, LPO)含量在氨和空气暴露组中均呈现先显著上升后下降的趋势。氨和空气暴露对大鳞副泥鳅肝脏谷胱甘肽-S 转移酶(glutathione S-transferase, GST)活性、谷胱甘肽(glutathione, GSH)含量和总抗氧化能力(total antioxidant capacity, T-AOC)无显著影响(P>0.05), 但谷胱甘肽过氧化物酶 (glutathione peroxidase, GSH-Px)活性均明显降低, 乙酰胆碱酯酶(acetylcholin esterase, AChE)活性均显著上升。综上所述, 在氨和空气暴露的初期, 大鳞副泥鳅体内出现了明显的氧化反应; 而在暴露一段时间后, 体内的氧化反应受到了明显的抑制, 大鳞副泥鳅肝脏中 SOD、CAT、GST 及 GSH-Px 等抗氧化酶系统并未被成功激活。     

不同温度下BDE-209对草鱼离体肝脏组织的毒性效应

为探讨不同温度条件下十溴联苯醚(BDE-209)对鱼类的毒性影响,以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)幼鱼离体肝脏组织为试验材料,在肝脏组织匀浆液中加入浓度为0.00、0.04、4.00、400.00μg/L的BDE-209,并将其分别置于低温(15℃)、常温(25℃)、高温(35℃)中水浴60 min,然后检测肝脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性以及丙二醛(MDA)的含量。结果显示:低温时各浓度组BDE-209诱导下的SOD、CAT、GR活性与对照组没有显著性差异;常温时BDE-209对SOD、CAT、GR活性具有低浓度诱导高浓度抑制的现象,高温时BDE-209对肝脏组织中CAT、SOD、GR活性造成明显的抑制效应,MDA在不同温度条件下其含量都随BDE-209暴露浓度的升高而升高。研究结果表明:在一定的温度范围内,温度越高,BDE-209对鱼体肝脏组织造成的氧化损伤越大。     

萘暴露对环文蛤的氧化胁迫与损伤研究

试验条件下研究了不同质量浓度（2 mg·L^-1、8 mg·L^-1和32 mg·L^-1）双环芳烃——萘暴露对环文蛤（Cyclina sinensis）超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、碱性磷酸酶（AKP）活性和丙二醛（MDA）生成量变化的影响。结果表明,高浓度萘（32 mg·L^-1）在15 d内对环文蛤有很强的致死效应;在非致死条件下,随暴露时间延长SOD活性持续升高,CAT活力存在低浓度促进高浓度抑制的现象,AKP活性随暴露时间延长表现出先升高后降低的趋势,而MDA生成量则随暴露时间延长呈现低→高→低的变化。Pearson相关分析显示,在环文蛤应对氧化胁迫的过程中SOD和CAT呈现协同作用（R=0.439,P〈0.01）,SOD和AKP表现拮抗关系（R=-0.571,P〈0.01）。在保护细胞膜结构完整性方面,CAT和AKP可能较SOD发挥更大作用（R=-0.490,P〈0.01）。