江蘺屬海藻在N營養(yǎng)鹽和重金屬Pb、Cd脅迫下的生理生化響應(yīng)及蛋白質(zhì)組學(xué)研究.pdf

1、江蘺屬海藻具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)，因其在生長過程中能大量吸收海水中的碳，氮，磷等元素，可改善海水環(huán)境。目前我國東南沿海的江蘺養(yǎng)殖已成規(guī)模，但是某些區(qū)域由于長期養(yǎng)殖，導(dǎo)致局部海水中的N（影響江蘺屬海藻生長的最主要因素之一）貧瘠，使江蘺屬海藻的產(chǎn)量和品質(zhì)均有下降趨勢。另外大量工農(nóng)業(yè)和生活廢水，導(dǎo)致海域內(nèi)的重金屬污染日益加劇，尤其以Cd和Pb最為嚴(yán)重，對(duì)江蘺屬海藻的生長環(huán)境造成很大的影響，本研究通過模擬沿岸海域條件下水相中不同的N濃度，以及

2、不同濃度的重金屬（Cd、Pb），并控制其它有關(guān)環(huán)境因子，探討江蘺屬海藻體內(nèi)生理生化變化，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)不同環(huán)境脅迫條件下龍須菜表達(dá)的差異蛋白進(jìn)行比較研究，從而闡述在長期海藻養(yǎng)殖區(qū)域造成的營養(yǎng)鹽貧瘠以及全球背景下近岸海域富營養(yǎng)化和重金屬污染對(duì)江蘺屬生理生化的影響以及分子機(jī)理的初探。
　　 細(xì)基江蘺在不同濃度氮和鉛脅迫下的生理生化響應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,江蘺日特定生長率、可溶蛋白、藻紅素含量隨氮濃度增大而增大,均在氮濃度為200μm

3、ol/L時(shí)達(dá)到最大。隨著鉛濃度升高,江蘺的日特定生長率、可溶蛋白、藻紅素、葉綠素a呈下降趨勢,SOD、POD、GST的活性則呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。表明江蘺的生長狀況與氮濃度具有一定的相關(guān)性。江蘺對(duì)低濃度鉛脅迫具有一定的抵抗能力,受時(shí)間和濃度雙重因子的制約。
　　 龍須菜在不同濃度Pb脅迫下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：低濃度的鉛對(duì)龍須菜的色素含量、可溶蛋白含量、SOD、GST的活性無顯著影響，當(dāng)鉛濃度大于等于5mg/L的時(shí)候，則存在著顯著

4、影響，以上指標(biāo)均隨著鉛的濃度增大而減少。在本實(shí)驗(yàn)中，SOD、GST的活性隨著Pb處理濃度的升高呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，說明在較低濃度的Pb處理下，龍須菜體內(nèi)SOD、GST的活性增強(qiáng)起到緩解體內(nèi)的毒害作用，但隨著處理濃度的增大，活性逐漸降低，說明SOD、GST對(duì)鉛的耐受能力也有一個(gè)閾值。
　　 進(jìn)一步利用蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)龍須菜在環(huán)境脅迫下的響應(yīng)進(jìn)行研究。對(duì)龍須菜蛋白提取方法，二維電泳條件優(yōu)化進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：1.5克龍須

5、菜粉末，用3ml的Trizol來提取輔以超聲破碎可得到適合等電聚焦上樣的蛋白濃度；第一向等電聚焦固相pH（3-10）梯度膠條(7厘米)的最適蛋白上樣量為300μg；等電聚焦條件為30000Vh時(shí)，2-DE圖譜蛋白點(diǎn)多且清晰。龍須菜在Pb、Cd、N脅迫下的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究表明，一系列與脅迫相關(guān)的蛋白的表達(dá)量均發(fā)生了改變，其中這些蛋白的功能涉及光合作用，抗氧化、能量代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及基因轉(zhuǎn)錄有關(guān)。其中最主要的蛋白有：40S ribosom