孔石莼和鼠尾藻对UV-B辐射的生理生化响应

孔石莼和鼠尾藻对UV-B辐射的生理生化响应

论文摘要

因臭氧衰减而导致的UV-B(280nm~320nm)辐射增强是全球性的环境问题之一。UV-B辐射增强不仅能够对生物体构成伤害,而且还会对生态系统产生明显的影响。本文以孔石莼、鼠尾藻为材料,研究了UV-B辐射对孔石莼、鼠尾藻生理生化特征的影响,以期为海洋环境监测、认识全球气候变化对海洋生态系统的影响提供基础参考。实验结果如下:1.UV-B辐射对两种大型海藻生长的影响在本实验的UV-B辐射剂量范围(0~9.6KJ/m2)内,UV-B辐射对孔石莼、鼠尾藻的生长均表现出一定的抑制作用,并且随着UV-B辐射剂量的加大,抑制作用越加明显。当UV-B辐射剂量为1.6KJ/m2时,孔石莼生物量的降低已达到显著水平(P<0.05),当UV-B辐射剂量为4.8KJ/m2时,鼠尾藻生物量的降低已达到显著水平(P<0.05)。2.UV-B辐射对两种大型海藻活性氧(ROS)的产生以及膜脂过氧化的影响UV-B辐射增强对孔石莼、鼠尾藻活性氧(ROS)的产生以及膜脂过氧化作用产生显著影响:在UV-B辐射处理下,超氧阴离子(O2-)产生速率、过氧化氢(H2O2)含量以及指示膜脂过氧化程度的丙二醛(MDA)的含量明显上升,并且随着UV-B辐射剂量的加大呈上升趋势。结果表明,UV-B辐射增强能导致孔石莼和鼠尾藻体内活性氧(ROS)的增加,产生氧化胁迫。3.UV-B辐射对两种大型海藻抗氧化系统的影响结果显示:UV-B辐射处理能对两种大型海藻的抗氧化酶活性,抗氧化剂含量产生显著的影响,但不同的抗氧化酶和抗氧化剂对UV-B辐射的响应不同:⑴在UV-B辐射处理下,低剂量的UV-B辐射会刺激孔石莼藻细胞超氧化物酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高,与对照相比增加显著(P<0.05),而高剂量的UV-B辐射则会明显抑制其活性;在实验所设的辐射剂量范围(0~9.6KJ/m2)内,孔石莼藻细胞过氧化氢酶(CAT)活性,抗坏血酸酶(APX)活性,抗坏血酸(ASA)含量和还原型谷胱甘肽(GSH)含量均受到显著的抑制作用,并且随着UV-B辐射剂量的加大呈降低趋势;孔石莼藻细胞谷胱甘肽还原酶(GR)活性,谷胱甘肽抗氧化酶(GPX)活性在实验所用的整个辐射剂量范围(0~9.6KJ/m2)内保持相对稳定,变化不大;⑵鼠尾藻藻细胞超氧化物岐化酶(SOD)活性,过氧化物酶(POD)活性,过氧化氢酶(CAT)活性均随着UV-B辐射剂量的加大呈下降趋势;低剂量的UV-B辐射会刺激鼠尾藻藻细胞谷胱甘肽还原酶(GR)活性,抗坏血酸( ASA)含量,还原型谷胱甘肽(GSH)含量,与对照相比增加显著(P<0.05),而高剂量的UV-B辐射则会明显抑制;鼠尾藻藻细胞谷胱甘肽抗氧化酶(GPX)活性,抗坏血酸酶(APX)活性在实验所用的整个辐射剂量范围(0~9.6KJ/m2)内变化不是很明显。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • ⒈研究综述
  • 1.1 UV-B 辐射对生态系统的影响
  • 1.1.1 UV-B 辐射是植物和生态系统进化中的一个重要调控因子
  • 1.1.2 次生代谢和形态变化是UV-B 辐射调控生态系统的重要途径
  • 1.1.3 生态系统对UV-B 辐射响应的评估的复杂性
  • 1.1.4 UV-B 辐射增强对水生生态系统矿质营养元素循环的影响
  • 1.1.4.1 Fe
  • 1.1.4.2 Cu
  • 1.1.4.3 Mn
  • 1.2 UV-B 辐射对海洋藻类的影响
  • 1.2.1 UV-B 辐射对海洋藻类生长的影响
  • 1.2.2 UV-B 辐射对海洋藻类光合作用的影响
  • 1.2.3 UV-B 辐射对海洋藻类活性氧的产生以及膜脂过氧化的影响
  • 1.2.4 UV-B 辐射对海洋藻类抗氧化系统的影响
  • 1.3 藻类对 UV-B 辐射的响应及保护机制
  • 1.3.1 逃避UV-B 辐射
  • 1.3.2 屏障UV-B 辐射
  • 1.3.3 补偿物质的合成
  • 1.3.4 ROS 的清除
  • 1.3.5 DNA 的修复
  • 1.4 立题依据及意义
  • ⒉材料和方法
  • 2.1 材料
  • 2.2 培养方法
  • 2.3 UV-B 辐射体系
  • 2.4 试验设计
  • 2.5 生理生化指标的测定
  • 2.5.1 生长情况的测定
  • 2-·)产生速率的测定'>2.5.2 超氧阴离子(O2-·)产生速率的测定
  • 2O2)含量的测定'>2.5.3 过氧化氢(H2O2)含量的测定
  • 2.5.4 丙二醛(MDA 含量的测定
  • 2.5.5 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定
  • 2.5.6 过氧化物酶(POD)活性的测定
  • 2.5.7 过氧化氢酶(CAT)活性的测定
  • 2.5.8 抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的测定
  • 2.5.9 谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)测定
  • 2.5.10 谷胱甘肽还原酶(GR)测定
  • 2.5.11 抗坏血酸(AsA)含量的测定
  • 2.5.12 谷胱甘肽(GSH)含量的测定
  • 2.6 统计分析
  • ⒊结果
  • 3.1 UV-B 辐射增强对两种大型海藻生长的影响
  • 3.1.1 UV-B 辐射增强对孔石莼生长的影响
  • 3.1.2 UV-B 辐射增强对鼠尾藻生长的影响
  • 3.2 UV-B 辐射增强对两种大型海藻活性氧和膜脂过氧化程度的影响
  • 3.2.1 UV-B 辐射对孔石莼活性氧、膜脂过氧化的影响
  • 3.2.2 UV-B 辐射对鼠尾藻活性氧、膜脂过氧化的影响
  • 3.3 UV-B 辐射增强对两种大型海藻抗氧化系统的影响
  • 3.3.1 UV-B 辐射增强对两种大型海藻抗氧化酶的影响
  • 3.3.1.1 UV-B 辐射增强对两种大型海藻超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响
  • 3.3.1.2 UV-B 辐射增强对两种大型海藻过氧化物酶(POD)活性的影响
  • 3.3.1.3 UV-B 辐射增强对两种大型海藻过氧化氢酶(CAT)活性的影响
  • 3.3.1.4 UV-B 辐射增强对两种大型海藻抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响
  • 3.3.1.5 UV-B 辐射增强对两种大型海藻谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性的影响
  • 3.3.1.6 UV-B 辐射增强对两种大型海藻谷胱甘肽还原酶(GR)活性的影响
  • 3.3.2 UV-B 辐射增强对两种大型海藻抗氧化剂的影响
  • 3.3.2.1 UV-B 辐射增强对两种大型海藻还原型谷胱甘肽(GSH)含量的影响
  • 3.3.2.2 UV-B 辐射增强对两种大型海藻还抗坏血酸(ASA)含量的影响
  • 4 讨论
  • 4.1 UV-B 辐射增强对两种大型海藻生长影响的机理探讨
  • 4.2 UV-B 辐射增强对两种大型海藻活性氧的产生以及膜脂过氧化的影响
  • 4.3 抗氧化系统的不同组分对 UV-B 辐射增强的响应差异分析
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历
  • 发表的学术论文
  • 相关论文文献

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