高压对小球藻生长及其酶活性的影响

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1、http://www.paper.edu.cn1高压对小球藻生长及其酶活性的影响11121陈岩，蒋洁，郑文杰，徐世平，杨芳1.暨南大学化学系，广东广州（510632）2.中国科学院广州地球化学研究所，广东广州（510640）E-mail：tzhwj@jnu.edu.cn摘要：试图通过高压的特殊生物影响诱变产生大个体或其它性状优良的小球藻变异体，考察了不同的压力剂量处理后小球藻的形态变化、生长情况及藻体内的抗氧化酶体系的酶活性变化情况。实验结果表明，80MPa压力对小球藻的没有显著的致死效应，300MPa压力处理1h能够导致小球藻的大量死亡，少量存活的藻细胞经过5d的“停滞期”后开始正常生长，存

2、活的小球藻的个体大小变化<10％。80MPa的压力下处理2h、6h、12h后小球藻的初期的生长速度明显加快，而到生长末期小球藻生长开始趋于平缓。小球藻干质量为12h实验组最大，而单位蛋白含量随着干质量的增加而下降，几种抗氧化酶活性为6h实验组具有最大活性。经过300MPa压力预处理1h后的小球藻再在80MPa压力下进行处理，发现小球藻干质量为2h再处理实验组最大，蛋白含量为6h再处理实验组最高，抗氧化酶的活性随着压力处理时间的增加而下降。关键词：高压；小球藻；形态；抗氧化酶；生长曲线中图分类号:Q945.78文献标识码：A引言压力作为一个重要的物理学参数，和温度一样都是物理学的研究范畴。由于压

3、力能够改变生物体系的体积，并由此产生生物学影响，因此高压生物学研究已经引起越来越多的[1-2]生物学和生物工程研究者的兴趣。关于压力是否会对活体生物产生影响的报道迄今尚[3]少。最具代表性的是关于高静水压的状态下的鱼的研究，如Philippe通过对深海中鱼的研究发现，随着深度的增加，鱼中蛋白酶的活力降低，耗氧减少，脂质的流动性增加。近年[4-6]来徐世平等发表了关于高压对水稻生长发育的研究，发现高压不仅使水稻的生长周期、成穗与产量、叶绿素含量和抗性有所改变，还使水稻产生变异，其中一种变异水稻表现为植株较高，谷粒长宽较大，DNA分析结果表明高静水压处理可以产生DNA变异。小球藻作为一种单细胞真核

4、微生物，其直径一般为5～10µm，含有丰富的蛋白质、氨基酸、亚麻酸、亚油酸、胡萝卜素以及抗氧化酶，具有极其丰富均衡的营养成分和医疗保[7]健价值。目前主要作为一种营养丰富的保健食品来进行工业化生产。由于小球藻的个体体积太小，目前的工业生产中只能采用离心法进行采收。如果能够通过对小球藻进行高压诱变，产生大尺寸或其它性状优良的小球藻变异体，获取变异株系，这将对微藻产业具有重大意义。1.材料与方法1.1试验材料小球藻（ChlorellaVulgaris，C.Vulgaris）由暨南大学水生研究所提供，本实验室保种。1.2实验1.2.1培养1本课题得到广东省自然科学基金重点项目（05103295）和广

5、东省自然科学基金团队项目（039213）的资助。-1-http://www.paper.edu.cn实验容器250ml三角瓶，培养体积150ml，培养温度30℃，光照周期12h：12h，光照强度4000lx，将高压处理过的小球藻与对照组的初始培养密度调为OD540为0.1～0.2，置于光照培养箱中静置培养。每天定时摇匀3次。1.2.2高压处理方法（1）加压方法：待培养箱中培养的小球藻的光密度OD540达到1.0后，取出少量用封口袋密封，置于高压容器中，以水为传压介质，室温下进行加压处理。（2）高压对小球藻的预处理：将培养箱中处于对数生长期的小球藻在300MPa的压力处理1h后，调节OD540为

6、0.1~0.2后在光照培养箱中培养，即得到300MPa高压预处理的小球藻。（3）压力处理剂量设计：分别将正常生长的小球藻和经过300MPa的压力处理1h的小球藻在80MPa的压力下处理不同时间，处理时间分别为0h、2h、6h、12h，观察不同的压力条件对小球藻生长及酶活性的影响变化。1.3测定方法1.3.1形态的观察[8]−1−1样品以4000r·min的转速离心10min，0.1mol·L磷酸缓冲溶液（PBS）洗涤3次后再离心，去除上层清液后用2.5％戊二醛固定，PBS洗涤3次，乙醇（50％、70％、80％、90％、95％、100％）逐级脱水，CO2临界点干燥，喷金，最后用扫描电镜观察、拍照

7、。1.3.2生物量的测定每天同一时间用分光光度计测定小球藻540nm处的吸光值(OD540)，重复3次取平均值，该值表示小球藻的生物量。以9d为一个生长周期，以时间T(d)为横坐标，OD值为纵坐标，绘制生长曲线。以第9d采收的小球藻的干质量来表示生物量。1.3.3蛋白含量的测定[9]采用考马斯亮蓝比色法，以第9d采收的小球藻进行蛋白质含量测定。1.3.4酶活性的测定(1)粗酶液的提取：取采收后的藻