论文题目: 南极冰藻Chlamydomonas sp.L4的逆境适应性及其抗逆蛋白质组学的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 海洋生物学
作者: 阚光锋
导师: 李光友,缪锦来
关键词: 南极冰藻,绿藻,形态学,超微结构,逆境适应性,蛋白质组学,冰活性物质
文献来源: 中国海洋大学
发表年度: 2005
论文摘要: 南极是地球上最冷的地区,低温是极地最基本的特征,严寒的气候在南极已存在至少1400万年。海冰中间存在大量网状的盐囊和盐通道,其中海水的盐度可以达到普通海水的3倍,甚至5倍。南极冰藻就是指生活在这些高浓度盐水孔洞中的一大类微藻。并且冰藻生活的冰层是一个低光照、寡营养和少气体交换的场所。同时,由于南极上空的臭氧空洞,南极地区UV-B辐射大大增加,对冰藻的生存和繁殖带来很大的影响。每年南极的春夏季,海冰的融化时冰藻周围的环境发生巨大的变化:温度升高,盐度降低,光照和UV-B辐射增强,气体交换频繁。日积月累海冰的冻溶变化中,冰藻逐渐形成了适应这种变化的生理生化机制。 正是由于冰藻这种特殊的生理特征,必然使其成为研究低温生物学的良好试验材料;此外,冰藻也是新型活性物质的潜在来源。为了更加合理的开发南极的低温藻类资源,从应用上丰富我国现有的微生物资源,从中开发出有价值的生理活性物质和产品,本文主要以南极绿藻L4(Chlamydomonas sp. L4)为材料,对该藻的逆境适应性和抗逆蛋白质组学进行,以期为南极冰藻抗逆机理的研究和应用开发提供科学依据。对所取得的主要结果概括于下。 (1) 以两种常温藻作对照,对南极绿藻L1和绿藻L4,硅藻的盒形藻、菱形藻、圆筛藻和蓝藻等6种南极冰藻的耐盐性进行测定。研究发现,5种南极冰藻对盐度的耐性一般要高于常温藻的,并且冰藻之间的耐盐性也存在种类之间的差异,抗盐性的顺序依次为硅藻>绿藻>蓝藻。 (2) 以常温藻衣藻(Chlamydomonas monadina)为对照,研究南极绿藻L4高盐胁迫下膜脂过氧化水平的变化。正常情况下,绿藻L4中MDA、SOD、脯氨酸含量较常温藻的高,高含量的脯氨酸可以维持细胞内外渗透压的平衡;高含量的
论文目录:
摘要
Abstract
1 引言
1.1 南极冰藻适应性机理的研究进展
1.1.1 南极冰藻的生态意义
1.1.2 南极冰藻对低温的适应性
1.1.3 南极冰藻对高辐射环境的适应性
1.1.4 南极冰藻对高盐环境的适应性
1.2 蛋白质组学及其研究进展
1.2.1 蛋白质组学的提出及其含义
1.2.2 常用的蛋白质组学研究技术
1.2.3 蛋白质组学研究的重点——差异蛋白质组学
1.2.4 蛋白质组分析的应用
1.2.5 蛋白质组学在藻类研究中的应用
1.2.6 蛋白质组学研究展望
2 几种南极冰藻对盐度的抗性
2.1 材料与方法
2.1.1 材料
2.1.2 培养基
2.1.3 培养条件
2.1.4 不同盐度下几种南极冰藻生长曲线的测定
2.2 结果与分析
2.2.1 不同盐度胁迫下南极绿藻生长曲线的测定结果
2.2.2 不同盐度胁迫下南极硅藻生长曲线的测定结果
2.2.3 不同盐度胁迫下南极蓝藻生长曲线的测定结果
2.2.4 不同盐度胁迫下常温藻生长曲线的测定结果
2.3 讨论
2.3.1 南极冰藻抗盐性的种间差异
2.3.2 南极冰藻的抗盐性
2.4 结语
3 南极绿藻L4生化组成变化及其与高盐的适应性
3.1 材料与方法
3.1.1 藻种
3.1.2 培养条件
3.1.3 南极绿藻L4生理生化指标的测定
3.2 结果与分析
3.2.1 盐度对南极绿藻L4丙二醛含量的影响
3.2.2 盐度对南极绿藻L4质膜透性的影响
3.2.3 盐度对南极绿藻L4脯氨酸含量的影响
3.2.4 盐度对南极绿藻L4超氧化物歧化酶含量的影响
3.2.5 盐度对南极绿藻L4叶绿素含量的影响
3.3 讨论
3.3.1 丙二醛含量的变化与南极绿藻L4抗盐性的关系
3.3.2 膜透性的变化与南极绿藻L4抗盐性的关系
3.3.3 脯氨酸含量的变化与南极绿藻L4抗盐性的关系
3.3.4 超氧化物歧化酶含量的变化与南极绿藻L4抗盐性的关系
3.3.5 叶绿素含量的变化与南极绿藻L4抗盐性的关系
3.3.6 膜脂过氧化与南极绿藻L4的抗盐性
3.4 结语
4 南极绿藻L4的抗氧化酶系统及其与逆境的适应性
4.1 材料与方法
4.1.1 藻种
4.1.2 不同逆境胁迫条件下南极绿藻L4的培养
4.1.3 丙二醛含量及几种酶系统活性的测定
4.1.4 超氧化物歧化酶同工酶电泳分析
4.2 结果与分析
4.2.1 不同胁迫条件对南极绿藻L4脂氧合酶活性的影响
4.2.2 不同胁迫条件对南极绿藻L4膜脂的影响
4.2.3 不同胁迫条件对南极绿藻L4过氧化物酶活性的影响
4.2.4 不同胁迫条件对南极绿藻L4过氧化氢酶活性的影响
4.2.5 不同胁迫条件对南极绿藻L4超氧化物歧化酶含量的影响
4.2.6 不同胁迫条件下南极绿藻L4超氧化物歧化酶同工酶的变化
4.3 讨论
4.3.1 生物膜脂过氧化与抗氧化酶系统的关系
4.3.2 低温与抗氧化酶系统的关系
4.3.3 UV-B辐射与抗氧化酶系统的关系
4.3.4 盐度与抗氧化酶系统的关系
4.4 结语
5 南极绿藻L4膜脂肪酸成分的变化及其与逆境的适应性
5.1 材料与方法
5.1.1 材料
5.1.2 不同胁迫条件下南极绿藻L4的培养及收集
5.1.3 南极绿藻L4质膜的制备
5.1.4 南极绿藻L4质膜脂肪酸的分析
5.2 结果与分析
5.2.1 低温胁迫对南极绿藻L4膜脂肪酸组成的影响
5.2.2 高盐胁迫对南极绿藻L4膜脂肪酸组成的影响
5.3 讨论
5.3.1 南极绿藻L4的水双相分离条件
5.3.2 低温下南极绿藻L4膜脂肪酸成分变化与逆境的适应
5.3.3 高盐下南极绿藻L4脂肪酸成分变化与逆境的适应性
5.4 结语
6 南极绿藻L4不同胁迫下的形态及超微结构变化
6.1 材料与方法
6.1.1 材料
6.1.2 方法
6.2 结果与分析
6.2.1 南极绿藻L4的形态和超微结构
6.2.2 不同胁迫下南极绿藻L4的光镜形态学变化
6.2.3 低温胁迫下南极绿藻L4超微结构的变化
6.2.4 UV-B辐射胁迫下南极绿藻L4超微结构的变化
6.2.5 高盐胁迫下南极绿藻L4的超微结构的变化
6.3 讨论
6.3.1 南极绿藻L4的形态和结构与南极极端环境的适应性
6.3.2 低温胁迫下南极绿藻L4形态结构的变化与低温的适应性
6.3.3 UV-B辐射胁迫下南极绿藻L4形态结构的变化与强辐射的适应性
6.3.4 高盐胁迫下南极绿藻L4形态结构的变化与高盐度的适应性
6.4 结语
7 南极绿藻L4双向电泳方法体系的建立
7.1 材料与方法
7.1.1 藻种和培养
7.1.2 试剂和材料
7.1.3 实验方法
7.2.结果与分析
7.3 讨论
7.3.1 双向电泳研究中样品制备条件的探讨
7.3.2 上样量与上样方式对双向电泳的影响
7.3.3 第一向等电聚焦的优点及条件
7.3.4 IPG胶条的平衡及蛋白的SDS-PAGE分离
7.3.5 蛋白质点检测方法的建立
7.3.6 双向电泳存在的缺陷
7.4 结语
8 南极冰藻绿藻L4蛋白质的变化及其与逆境的适应性
8.1 材料与方法
8.1.1 材料
8.1.2 方法
8.2 结果与分析
8.2.1 不同胁迫条件下南极绿藻L4蛋白的SDS-PAGE分析结果
8.2.2 UV-B辐射胁迫下南极绿藻L4蛋白质的变化
8.2.3 高盐胁迫下南极绿藻L4蛋白质的变化
8.2.4 低温胁迫下南极绿藻L4蛋白质的变化
8.3 讨论
8.3.1 双向电泳图谱的可靠性
8.3.2 抗辐射蛋白的双向电泳分析
8.3.3 耐盐蛋白的双向电泳分析
8.3.4 抗逆蛋白分析的注意事项
8.4 结语
9 南极绿藻L4的抗冻蛋白及其与低温的适应性
9.1 材料与方法
9.1.1 南极绿藻L4差异蛋白质点的获得
9.1.2 试剂
9.1.3 南极绿藻L4差异蛋白质点的消化
9.1.4 南极绿藻L4MALDI-MS分析样品制备
9.1.5 南极绿藻L4蛋白质点的MALDI-TOF-MS测定
9.1.6 数据库搜索
9.2 结果与分析
9.2.1 南极绿藻L4蛋白质点的MALDI-TOF-MS分析结果
9.2.2 南极绿藻L4蛋白质点A的数据库检索鉴定结果
9.2.3 南极绿藻L4蛋白质点B的数据库检索鉴定结果
9.3 讨论
9.3.1 南极绿藻L4新合成蛋白质点的MALDI-TOF-MS分析注意事项
9.3.2 异丙基苹果酸／高柠檬酸／二甲基苹果酸合成酶在南极绿藻L4抗冻中的作用
9.3.3 谷胱甘肽硫转移酶在南极绿藻L4抗冻中的作用
9.4 结语
10 冰活性物质及其与抗冻性的关系
10.1 材料与方法
10.1.1 材料
10.1.2 培养基
10.1.3 培养条件
10.1.4 几种南极冰藻冰活性物质的诱导
10.1.5 几种南极冰藻冰活性物质浓度的测定
10.1.6 南极绿藻L4冰活性物质对冰晶抑制的测定
10.2 结果与分析
10.2.1 几种南极冰藻冰活性物质浓度的测定结果
10.2.2 南极绿藻L4冰活性物质对冰晶形成的抑制作用
10.3 讨论
10.4 结语
11 结论
参考文献
附录 常用溶液的配制
致谢
博士学习期间论文撰写与发表情况
图版
发布时间: 2005-10-26
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