水分对发状念珠藻生理活性的影响

研究了水分对发状念珠藻(Nostor flagelliforme Born.et Flah.)生理活性的影响作用。结果表明：干藻体在湿润的过程中,呼吸、光合和固氮活性依次恢复;且随水分含量的增加,光合活性和固氮活性逐渐增强,呼吸作用缓慢减弱并在一定水平上保持相对稳定,自由水是束缚水8倍左右时发菜生理活性全面恢复。吸水饱和的藻体在干燥过程中,光合、呼吸、固氮作用依次停止;呼吸作用随水分的丧失逐渐下降;固氮活性、光合活性在水分丧失20％～40％时有一定程度的增强,出现活性高峰;此后,生理活性下降,水分完全丧失时,光合作用终止,呼吸和固氮作用极其微弱。试验证明,水分是发状念珠藻生理活性的重要限制因子,适宜的水分有助于发菜维持正常的生理代谢和生长。     

发菜光合特性与水分关系的研究

处于自然光照与室内散射光照和2种不同供水时间 8∶00与20∶00 条件下的发菜藻殖段,用Li-6200光合仪作其光合速率日变化测试,结果得出:自然光照与室内散射光照及2种供水时间对发菜光合速率、蒸腾速率、温度、水汽压亏缺等因子之间的影响关系.自然光照条件下,对发菜20∶00供水,在次日的发菜光合速率日变化中,光合速率与水汽压亏缺呈显著性正相关关系 r=0.6216 .发菜光合速率日变化曲线与水汽压亏缺日变化曲线趋于一致,当光照强度为1324μmol·m-2·s-1时,水汽压亏缺达到44.5mb,发菜光合速率日变化出现峰值 1.68mg·g-1·s-1 .对发菜8∶00供水,其光合速率日变化在供水5h后出现峰值;在室内散射光照条件下,在8∶00和20∶00供水都使发菜在光合速率日变化中,保持了较高的相对含水量,光合速率降低,并处于较长时间的呼吸作用状态.     

发状念珠藻(发菜)细胞质膜的分离与性质分析

使用一种新方法首次从野生发菜(Nostoc flagelliforme Born.et Flah.)中分离得到细胞质膜并对其性质进行了分析,该方法的主要特点为联合使用细胞破碎仪和毛地黄皂甙对发菜细胞进行破碎.经过细胞破碎仪处理两次(80MPa)后,样品(20mg干重/mL)中的细胞可被毛地黄皂甙(3mg/mL)有效破碎,细胞质膜即可通过蔗糖密度梯度离心得以分离.纯化后的质膜,其吸收光谱中类胡萝卜素的3个吸收峰分别位于458、487和524 nm,另外一种叶绿素前体在673 nm处有少量吸收,质膜的荧光发射来自该叶绿素前体.通过变性电泳对其进行多肽组成分析,可分辨出30多条多肽,其中分子量为80、28、19和17 kD的多肽含量最高.其膜脂主要包含4种成分:单半乳糖甘油二酯(62.4%)、双半乳糖甘油二酯(18.9%)、硫代异鼠李糖甘油二酯(16.7%)和磷酯酰甘油(2.0%).膜脂酯酰基连接有棕榈酸(16:0)、十六碳烯酸(16:1[9])、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1[9])、亚油酸(18:2[9,12])和亚麻酸(18:3[9,12,15])等六种脂肪酸,其中十六碳烯酸和亚麻酸为主要成分,分别占总脂肪酸含量的32.3%和34.4%.质膜中高含量的亚麻酸可能是发菜具有极强抗旱能力的一个重要因素.     

柽柳的水分生理特性研究进展

研究和了解柽柳的水分生理特性,是对柽柳合理利用和科学管理的重要前提。在对柽柳水分生理特性多年综合研究（P－V曲线、清晨水势及水势日变化和蒸腾速率）的基础上,对国内外研究柽柳水分生理特性的一些方法和手段进行了评述,以期尽快掌握柽柳的生态特性,为干旱、半干旱区域柽柳的恢复和保护提供一定的理论依据。     

不同施水量处理下樟子松幼苗叶片水分生理生态特性的研究

研究了在不同水分处理下樟子松幼苗的若干生理生态过程和抗旱机制。结果表明,樟子松幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率、叶片温度及其他水分指标均随施水量的不同呈现较规律的变化;409．2和189．2mm施水量对樟子松幼苗各项指标的影响呈显著差异,而409．2和321．2mm之间与321．2和189．2mm之间均无差异;樟子松幼苗抗旱机制以抗脱水为主。     

发菜藻胆体的分离和光谱特性的研究

完整藻胆体和不完整藻胆体的吸收峰都在618nm。完整藻胆体的室温荧光峰位于670nm以上,而不完整藻胆体则在670nm以下。完整藻胆体的77K荧光发射光谱中只有648nm一个荧光发射带;而在不完整藻胆体,则有2个或3个发射带,它们位于684nm,666nm和648nm,依次属于别藻蓝蛋白-B,别藻蓝蛋白和C-藻蓝蛋白的荧光。     

阳光紫外辐射对室内水培发状念珠藻生理特性的影响

发状念珠藻（Nostoc flagelliforme Bornet & Flahault）是一种重要的陆生经济蓝藻,室内培育出的原植体如何适应阳光辐射的问题尚需探讨。为此,作者将室内水培发菜置于阳光下培养,测定了其生长、有效光化学效率（F/Fm΄）和色素的变化。结果表明,较高的可见光（PAR,395－700 nm）和紫外辐射（UVR,280－395 nm）均导致水培发菜的F/Fm΄下降。第1天中午,PAR和UVR分别使F/Fm΄下降了54％和13％;傍晚,F/Fm΄有部分恢复。UVR对发菜适应阳光2d后的生长无负面作用。发菜在适应全阳光辐射期间,紫外吸收物质（Scytonemin和Mycosporine-like amino acids）含量不断增加,9d后,分别增加了124倍和9倍。这些紫外吸收物质的增加对发菜细胞降低光抑制,适应阳光辐射,起到了重要作用。本研究的结果可为水培发菜室外培养方法的建立提供一定的理论依据。     

发状念珠藻(发菜)细胞质膜的分离与性质分析(英文)

使用一种新方法首次从野生发菜(Nostoc flagelliforme Born. et Flah. )中分离得到细胞质膜并对其性质进行了分析,该方法的主要特点为联合使用细胞破碎仪和毛地黄皂甙对发菜细胞进行破碎。经过细胞破碎仪处理两次(80MPa)后,样品(20mg干重/mL)中的细胞可被毛地黄皂甙(3mg/mL)有效破碎,细胞质膜即可通过蔗糖密度梯度离心得以分离。纯化后的质膜,其吸收光谱中类胡萝卜素的3个吸收峰分别位于458、487和524nm,另外一种叶绿素前体在673nm处有少量吸收,质膜的荧光发射来自该叶绿素前体。通过变性电泳对其进行多肽组成分析,可分辨出30多条多肽,其中分子量为80、28、19和17kD的多肽含量最高。其膜脂主要包含4种成分:单半乳糖甘油二酯(62.4％)、双半乳糖甘油二酯(18.9％)、硫代异鼠李糖甘油二酯(16.7％)和磷酯酰甘油(2.0％)。膜脂酯酰基连接有棕榈酸(16:0)、十六碳烯酸(16:1[9])、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1[9])、亚油酸(18:2[9,12])和亚麻酸(18:3[9,12,15])等六种脂肪酸,其中十六碳烯酸和亚麻酸为主要成分,分别占总脂肪酸含量的32.3％和34.4％。质膜中高含量的亚麻酸可能是发菜具有极强抗旱能力的一个重要因素。     

不同温度对念珠藻生理生化特性的影响

文章尝试比较不同温度对念珠藻（Nostocsp.）细胞生长和生理特性的影响。主要内容是分别在10℃、25℃、35℃和40℃环境中对念珠藻进行9 d的室内培养,然后测定不同温度下念珠藻的生物量、光合活性、总多糖、总蛋白质和总脂质含量。研究结果表明,低温（10℃）对念珠藻细胞生长的促进与光合活性的提高基本无影响;而高温（35℃、40℃）会促进藻细胞的生长和光合活性的提升。也就是说,低温时念珠藻细胞的多糖含量几乎不变,蛋白质含量与脂质含量先升高后降低;而高温时多糖含量和蛋白质含量增加,脂质含量降低。以上结果说明温度胁迫会使念珠藻对生物大分子物质进行调控用于抵抗环境变化。     

发状念珠藻藻殖段的分化及其光合特性的研究

发状念珠藻 (NostocflagelliformeBorn .etFlah .)存在着两个重要而明显的个体发育阶段 ,即营养藻丝体和藻殖段。采用弱光 (铺垫砂粒遮光 ) ,红光或在白光下向培养基中加入DCMU (3,4_dichlorophenyl_1,1_dimethylurea)等方法 ,可促进营养藻丝体转变成藻殖段。用可见光吸收光谱、低温荧光发射光谱和光合放氧活性表示发状念珠藻藻丝体与藻殖段的光合特性 ,表明营养藻丝体和藻殖段的可见光吸收光谱和色素含量差别不大。而两者在不同光强范围 (110～ 12 0 0 μmol·m-2 ·s-1)和不同温度 (15～ 45℃ )下的光合放氧活性 ,表明发状念珠藻的藻殖段比营养藻丝体可能更适合在低光强下和较高的温度下生长。从荧光发射光谱可以看出 ,在光合能量传递中营养藻丝体比藻殖段在两个光系统之间的光能分配上更加均衡 ;但是藻殖段中藻胆体吸收光能向两个光系统的传递比营养藻丝体的更加有效。可以认为藻殖段的形成对光合作用的结构与功能产生影响。     

发菜固氮基因nifD和nifK克隆及其失水条件下的差异表达

nifD和nifK编码钼铁固氮酶中的钼铁蛋白。为了解发菜nifD和nifK分子信息及对水分胁迫的响应机制,该研究设计了简并性引物克隆发菜nifD和nifK全长,进行原核表达和生物信息学分析,并对不同失水状态下发菜nifD和nifK在转录水平的差异表达和固氮酶活性的变化进行分析。结果表明,发菜nifD和nifK全长分别为1 443 bp和1 536 bp (登陆号为分别为KU886164和KU886165);将nifD和nifK在大肠杆菌中表达,分别获得一个约57 kD和58 kD的外源蛋白;生物信息学分析表明,nifD和nifK核苷酸序列和推译的氨基酸序列均与点形念珠藻(Nostoc punctiforme PCC 73102)高度一致性;nifD和nifK的二级结构主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角和随机卷曲。此外,随着藻体含水量的逐渐降低,发菜nifD和nifK在转录水平上的表达量逐渐增加,但固氮酶活性呈现先增加后下降的趋势。研究结果为深入全面研究发菜固氮酶基因结构及其响应水分胁迫的固氮机理及氮代谢途径提供了基础。     

培养条件下发菜细胞超微结构的观察

通过观察发菜(Nostoc flagelliforme Born.et Flah.)细胞在不同生长条件的超微结构,探讨细胞的生长和发育特点以及胶质鞘的形成规律。在蒸馏水中浸泡2h后,各种细胞代谢活跃,能进行正常的生长和分裂,其中营养细胞的细胞壁以及一特殊类型的大细胞与胶质鞘的形成有关。在pH7.0的培养液中,出现与胶质鞘有关的细胞结构。在酸性培养液中未见这些结构。在不合适的pH条件下,一特殊类型的小细胞大量增殖。     

发状念珠藻藻殖段的分化及其光合特性的研究

Hormogonia of Nostoc flagelliforme is one of the developmental stages in the life cycle of cyanobacterium. High yields of pure hormogonia were obtained by weak light (the filaments were covered by sterilized sand for blocking light), red light, white light plus DCMU (3, 4-dichlorophenyl-1, 1-dimethylurea) in the culture. These pure fractions of hormogonia allowed the study of physiological measurements in comparison to vegetative filaments. The photosynthesis in the hormogonia and the vegetative filaments was characterized by fluorescence emission spectra at 77 K, absorption spectrum and oxygen evolution. Absorption spectrum of the hormogoia and vegetative filaments did not reveal difference. The data indicated the similarity of pigment contents between hormogonia and vegetative filaments. Some differences were observed in oxygen evolution of vegetative filaments and hormogonia in the temperature range of 15 ℃ to 45 ℃ and light intensity around 110 μmol·m-2·s-1 to 1200 μmol·m-2·s-1. The fluorescence emission spectra showed that energy distribution between the two photosystems in mature colonies was more balance than in hormogonia. The absorption of light energy in phycobilisomes and the transfer to the two photosystems in the hormogonia were more effective than in the mature colonies. It may be concluded that the formation of hormogonia affected on the structure and function of phytosynthesis.     

培养条件下发菜的形态建成

固体培养基培养的发菜(Nostoc flagelliforme)在黑暗与低光强(2·s)条件下细胞发育受到抑制,在光强10、20、30、60 μmol/m2·s 条件下细胞生长良好, 但在60 μmol/m2·s 条件下藻丝体易变黄; 液体充气培养的发菜在光强20、60、180 μmol/m2·s 条件下生长速率、类胡萝卜素与多糖含量均随光强升高而增加。发菜在低营养水平时形成的异形胞较多, 异形胞的发生位置也多样, 有端生、间生和连生。当琼脂浓度为0.5%—4%时发菜具有相同的形态发育特征, 从藻殖段发育至丝状聚集体状态, 再从聚集体中释放藻丝; 当琼脂浓度为6%—8%时发菜发育至丝状聚集体状态, 藻丝包裹在厚胶鞘中, 观察不到藻丝和藻殖段的释放。以上结果表明光照和培养基的含水量对发菜细胞发育具有重要影响。       

发状念珠藻对盐胁迫的响应

探讨了发状念珠藻(NostocflagelliformeBornetFlah)对盐胁迫的耐受适应机制,采用含不同浓度NaCl(0、01、02、04、06、08、10mol/L)的BG110培养液处理具有正常生理活性的丝状体,25±05℃,40μmol/m2/s下照光培养12h,测定藻体光合作用、呼吸作用等生理活性以及体内一些物质的含量,结果表明：随培养液中NaCl浓度的升高藻体光合作用、呼吸作用以及PSⅡ活性(Fv/Fm)降低;质膜透性不断增大,丙二醛含量升高,自由水含量、自由水/束缚水比值下降,类胡萝卜素、可溶性糖含量增加,脯氨酸含量变化不大。由此可知,盐胁迫下发状念珠藻正常生理活性受到抑制而表现出一定的抗逆能力;该藻对盐胁迫具有一定的耐受能力,类胡萝卜素的增加有助于清除藻体内的氧自由基,可溶性糖可能是其主要渗透调节物质之一,脯氨酸在盐胁迫中的渗透调节作用不大。     

温度,含水量和光照对发菜固氮酶活性的影响

陆生蓝藻发菜(Nostoc flagelliforme)固氮酶活性的最适温度为21—28℃;最适藻丝体含水量为1000—1500%;最大饱和光强达150—200焦耳/m~2·秒。在湿润状态下,发菜对较高的温度很敏感。在45℃下1小时,发菜固氮酶失掉活性。在干燥状态下,发菜在55℃高温下,每天5小时,放置21天后,其固氮酶活性保持不变。预先培养4—5天的湿发菜对干燥变得敏感;但在干湿交替循环中,其固氮酶活性逐步提高,并明显地改善了它对干燥的抵抗能力。此外,在高盐浓度下(0.17—0.43mol/LNaCl)发菜的固氮酶活性被强烈地抑制,说明它不能耐盐碱。发菜的固氮生理特性是它对荒漠草原生态条件适应的结果。干湿交替循环或许是发菜维持生存的必需条件。     

发菜蛋白质组双向电泳技术的建立及优化

为建立适用于发菜(Nostoc flagelliforme)蛋白质组研究的双向电泳技术,对发菜蛋白质的提取、裂解、上样量、IEF及SDS-PAGE电泳等关键步骤进行了优化,结果显示:发菜蛋白质主要分布在pH 4～7范围内,采用改良TCA法可提高提取液中蛋白质的含量和双向电泳图谱的分辨率,裂解液含60 mmol/L DTT,24 cm IPG胶条上样量1.5 mg时不仅提高了蛋白质的溶解性,而且改善了双向电泳的分离效果,得到近800个蛋白点,且蛋白点清晰,图谱分辨率较好.采用优化后的双向电泳体系提高了发菜蛋白质双向电泳的分辨率和重复性,建立起一套适用于发菜蛋白质组分析的双向电泳方法.