环境氮磷因子对米氏凯伦藻分子生态学特征的影响研究--学位论文

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1、环境氮磷因子对米氏凯伦藻分子生态学特征的影响研究--学位论文暨南大学硕士研究生学位论文环境氮磷因子对米氏凯伦藻分子生态学特征的影响研究摘要米氏凯伦藻(KareniamikimotoiHansen)是中国沿海常见的赤潮原因种之一,能够产生溶血性毒素和鱼毒素,对沿海水产养殖业构成巨大威胁。氮磷生理生态学研究表明环境中硝酸盐与磷酸盐浓度的升高对于米氏凯伦藻的增殖具有显著的促进作用。但是,关于硝酸盐与磷酸盐如何影响米氏凯伦藻的光合作用、核酸合成以及蛋白表达并进而影响藻细胞增殖与赤潮形成的深层机制仍有待研究。本实验以f/2培养基(Guillard,1975)为基础,配制

2、氮胁迫、磷胁迫以及含氮磷对照培养基培养米氏凯伦藻。隔天计数藻细胞密度并同时测量培养基中的硝酸盐与磷酸盐浓度值,得到不同培养条件下米氏凯伦藻种群增殖曲线与营养盐浓度变化曲线,对数据进行重复测量并进行多重性分析与相关性分析。用流式细胞仪测定氮胁迫、磷胁迫与对照组米氏凯伦藻细胞周期发展与叶绿素荧光强度变化,得到不同培养条件下米氏凯伦藻种群细胞周期发展情况与叶绿素荧光强度变化情况直方图。对于不同培养条件下提取的藻细胞蛋白样品采用SDS-PAGE偶联MALDTOF/TOF或LTQOrbitrapXL二级质谱鉴定对应的蛋白种类表达情况,得到不同培养条件下米氏凯伦藻差异蛋白

3、表达情况,根据差异蛋白功能阐释分析米氏凯伦藻在蛋白层面对环境氮磷胁迫影响的响应机制。对氮胁迫、磷胁迫以及氮磷对照培养条件下米氏凯伦藻细胞密度变化数据、硝酸盐与磷酸盐浓度变化数据、叶绿素荧光强度数据、细胞周期数据以及蛋白表达差异的分析表明:(1)环境中硝酸盐与磷酸盐对/增殖的spearman相关系数0.968,高浓度磷酸盐(≥19?mol/L)的变化与米氏凯伦藻种群增殖的spearman相关系数0.991。(2)环境中硝酸盐的缺乏(≤3.7?mol/L)对于米氏凯伦藻单位细胞叶绿素荧光强度影响不显著(p>0.05);环境中磷酸盐的缺失(≤0.77?mol/L)会

4、使米氏凯伦藻单位细胞叶绿素荧光强度显著下降(p<0.05),小粒径米氏凯伦藻亚族群形成,细胞光合效率下降。(3)环境中硝酸盐的缺乏(≤3.7?mol/L)对于米氏凯伦藻细胞dsDNA合成以及细胞周期的发展具有显著抑制作用(p<0.05);环境中磷酸盐的缺乏(≤0.77?mol/L)对于米氏凯伦藻细胞dsDNA合成以及细胞周期的发展具有非常显著的抑制作用(p<0.01)。(4)环境中硝酸盐的缺乏(≤3.7?mol/L)致使米氏凯伦藻细胞16种蛋白表达上调被MALDITOF/TOF与LTQOrbitrapXL检出,分析差异蛋白功能认为米氏凯伦藻在硝酸盐转运、氮缺失

5、信号转导、氨基酸代谢、遗传信息保护以及溶血素毒素产生等方面对硝酸盐缺乏产生了一系列的响应。与硝酸盐缺乏培养相比,含氮对照培养的米氏凯伦藻细胞中11I暨南大学硕士研究生学位论文环境氮磷因子对米氏凯伦藻分子生态学特征的影响研究蛋白表达上调被MALDITOF/TOF与LTQOrbitrapXL检出,分析差异蛋白功能发现在硝酸盐充足情况下,米氏凯伦藻参与光呼吸、增殖,蛋白质修饰成熟,基因组与细胞骨架稳定性以及相关信号转导蛋白表达上调。(5)环境中磷酸盐的缺乏(≤0.77?mol/L)致使米氏凯伦藻细胞11种蛋白表达上调被LTQOrbitrapXL检出,分析差异蛋白功能

6、认为米氏凯伦藻通过相关信号转导、液泡磷释放、自身磷脂降解、有机酸合成以及吞噬营养等方面对磷酸盐缺乏产生了一系列的响应。与磷酸盐缺乏培养相比,含磷对照的米氏凯伦藻细胞中4种蛋白表达上调被LTQOrbitrapXL检出,分析差异蛋白功能发现在磷酸盐充足情况下,米氏凯伦藻参与细胞增殖、正常糖酵解、SAM循环及多胺合成蛋白表达上调。(6)在硝酸盐缺乏培养下的藻细胞蛋白中鉴定到溶血素蛋白calciumbindinghemolysinprotein(gi

7、254513175),在米氏凯伦藻赤潮溶血性毒理效应中起重要作用。(7)在两组对照实验蛋白样品中都检出了细胞分裂周期蛋

8、白celldivisioncycleprotein48[ThalassiosirapseudonanaCCMP1335](gi

9、224001990),在米氏凯伦藻种群增殖与赤潮形成过程中起重要作用。关键词:米氏凯伦藻;细胞密度;叶绿素荧光强度;细胞周期;差异蛋白组;响应机制II暨南大学硕士研究生学位论文环境氮磷因子对米氏凯伦藻分子生态学特征的影响研究Abstract删除的内容:bloomKareniamikimotoiHansenisoneofthemostimportantharmfulalgalspeciesintheChinese删除的内容:alongc

10、oasts,whichcouldpro