UV-B和干出处理对蓝藻发菜形态发生的影响

论文摘要

发状念珠藻（Nostoc flagelliforme（Berk & Curtis）Bornet & Flahault）又名发菜,是一种生长在干旱、半干旱地区的陆生蓝藻。具有重要的食用和药用价值,而且对荒漠化土壤的改良和其它土壤微生物的繁衍具有重要意义,是国家一级保护野生植物。本文综述了发菜的生态学特性、生理生化特性、人工培养研究进展及UV-B对蓝藻的影响,旨在指出环境因子UV-B和干湿交替的微气候在发菜生境中所起的作用,并在此基础上研究了UV-B和周期性干出处理对发菜形态发生的影响。本文探究了人工培养过程中,添加UV-B和周期性干出处理对发菜形态发生的影响,以期从细胞水平出发实现发菜的人工培养。发菜液体悬浮培养过程添加低剂量UV-B（0.094 W m-2）,培养28天后,单根藻丝生长成为近1 cm长的丝状原植体,这是目前为止液体培养出的最长丝状原植体。在这一过程中,UV-B通过增加藻体胶质鞘的合成,降低藻体的聚集性影响原植体的形态发生。此外,低剂量UV-B还可以诱导MAAs的合成,使其含量增加60%,MAAs可能存在于胶鞘中,但不是作为应对UV-B胁迫的产物,因为在本实验中并没有观察到UV-B对发菜生物量的增加产生负面影响。对固体平板滤膜培养的藻丝进行干湿交替培养,生长90天可形成丝状、带状或片状的原植体。周期性干出处理不仅使胞外多糖的合成增加,胶鞘增厚,还可以促使内部藻丝体趋于平行排列。液体培养14天的丝状原植体转移到固体平板上进行培养,同时进行UV-B和干出处理,40天后可生长为近3 cm长的丝状原植体,其丝状体形态与天然原植体的形态接近,这表明UV-B可以增强干出处理对发菜形态发生的影响。本实验通过藻体的重建直接表明发菜胶质鞘的形成和原植体的形态发生与干湿交替的微气候直接相关；胶质鞘是发菜耐受干旱的重要策略。研究发现氮源可以影响原植体的颜色和形态。BG11平板上生长的发菜原植体多呈深绿色或褐色,表面多皱褶；而BG110平板上生长的原植体多呈黄绿色,且藻体扁平、表面光滑。本研究通过发菜藻体的重建直接表明UV-B和周期性干出处理都可以影响发菜的形态发生,这直接诠释了环境因子对发菜形态特性的影响。实验中涉及到的三种培养模式对于发菜在液体和固体条件下实现大规模人工培养有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 发菜研究进展
• 1.1 发菜的分布及生态学特性
• 1.2 发菜的生物学特性
• 1.3 发菜生理生化特性的研究
• 1.4 发菜人工培养的研究进展
• 2 UV-B对蓝藻的影响
• 2.1 UV-B对蓝藻的胁迫效应及蓝藻的适应机制
• 2.2 UV-B介导的光形态建成
• 2.3 UV-B信号转导通路
• 3 立题依据
• 第二章 UV-B对发菜形态发生的影响
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 材料及培养条件
• 2.2 UV-B处理和液体培养
• 2.3 生长和UV吸收复合物的测定
• 2.4 形态观察与检测
• 2.5 数据统计
• 3 实验结果
• 3.1 UV-B对发菜生物量的影响
• 3.2 UV-B对发菜MAAs和Scytonemin合成的影响
• 3.3 UV-B对发菜显微结构的影响
• 3.4 UV-B对发菜形态发生的影响
• 4 讨论
• 第三章 干出处理对发菜形态发生的影响
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 固体平板滤膜培养与周期性干出处理
• 2.3 同时进行UV-B和干出处理
• 2.4 形态观察与检测
• 3 结果
• 3.1 干出处理对发菜形态发生的影响
• 3.2 干出处理对发菜内部结构的影响
• 3.3 同时进行UV-B及干出处理对发菜形态发生的影响
• 3.4 同时进行UV-B及干出处理对发菜内部结构的影响
• 4 讨论
• 第四章 主要结论及创新点
• 1 主要结论
• 2 创新点
• 参考文献
• 在校期间纂写和发表的论文
• 致谢