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

【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