Hg2+对南极冰藻Chlorophyceae L-4生长和抗氧化系统的影响及藻体富集Hg2+的规律

南极冰藻Chlorophyceae L-4是南极生态系统重要的初级生产力和组成部分,其长期生长在极地环境中,有着特殊的生理机制。在生存环境和生长条件发生变化时,冰藻的膜脂系统和蛋白含量都会发生变化,而在受到重金属胁迫时,冰藻的超微结构也会发生明显变化。【目的】研究Chlorophyceae L-4在重金属离子Hg2+胁迫条件下的状态和Hg2+富集以及对其抗氧化系统的影响,为南极环境监测提供依据。【方法】绘制南极冰藻细胞在重金属离子Hg2+不同浓度胁迫条件下的生长曲线,观察其超微结构;测定丙二醛含量和SOD酶活性变化;ICP-MS法研究藻体富集Hg2+规律。【结果】Hg2+在低浓度时(≤100μg/L),细胞个数较正常条件明显偏少;在高浓度时(≥250μg/L),出现细胞死亡。丙二醛含量随Hg2+浓度升高而升高,SOD酶活性则先增强再减弱。藻体富集Hg2+在1 h达到峰值,而在Hg2+浓度持续升高时,富集量轻微降低。【结论】Hg2+离子对冰藻生长有抑制毒害作用;对Chlorophyceae L-4抗氧化系统有明显不利影响;L-4富集Hg2+在1 h内饱和,Hg2+过高时,富集量稍微降低。     

海冰中的旺盛生命--南极冰藻

南极冰藻对南极海冰生态系统生产力的直接贡献率超过20％,是南极磷虾等南极生物的重要食物来源,也是地球上能够在海冰中旺盛生长的罕见的生物群落。单细胞的南极冰藻,在低温的海冰盐囊中能够生存,必须保证在温度下降时能够抑制冰晶的生长,避免冰晶生长破坏冰藻细胞(膜)的结构。因此,南极冰藻能够合成并分泌胞外的抑制冰晶生长的冰活性物质,是南极冰藻生存的关键。     

两相分配法制备南极红酵母质膜

用葡聚糖 T-500(Dextran T-500)和聚乙二醇(PEG-3350)两相体系制备南极红酵母(Rhodotorula sp.)菌株 NJ298 的质膜.首先在 2 mmol/L KCl 浓度下,选用5种不同的聚合物浓度(5.6%、5.8%、6.0%、6.2%、6.4%,W/W),研究了 NJ298 质膜在两相体系中的分配情况,在此基础上进一步研究了 KCl 浓度(2 mmol/L、4 mmol/L、6 mmol/L、8 mmol/L、10 mmol/L)对 NJ298 质膜的纯度及得率的影响.结果表明,选用6.0%聚合物浓度,4 mmol/LKCl 的两相分配体系,分离3次可得到相对纯度在 78.2%的南极红酵母质膜组分,标志酶鉴定及磷钨酸染色电镜检测均表明获得了高纯度密实的正向型的质膜囊泡.这为进一步研究该菌株的南极极端环境适应机制奠定了基础.     

南极海冰耐盐细菌NJ82的分子鉴定及其耐盐性初步研究

从129株南极海冰细菌筛选到1株耐盐细菌NJ82, 该菌最适生长盐度是12%, 能够耐受最高盐度为18%。对该菌株进行16S rRNA基因序列的同源性和系统发育分析, 结果表明：菌株NJ82属于Pseudoalteromonas属。从总蛋白质、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量及膜透性变化等方面对高盐的适应性进行初步探讨。结果表明, 当盐度介于3.3%~12.0％时, 随着盐度升高, 菌株的蛋白质和脯氨酸含量呈快速增加趋势, 而MDA含量和膜透性变化幅度不大; 随着盐度进一步升高, 蛋白质含量呈下降趋势, 脯氨酸变化幅度不大; 而MDA含量升高和膜透性变化都达到极显著水平(P<0.01)。这些重要生理参数的变化将有助于了解海冰细菌在高盐环境下的适应机制。     

南极微生物膜流动性的调节机制

稳定的膜流动性是南极微生物在低温下生存的关键。南极微生物在低温下通过增加不饱和脂肪酸和支链脂肪酸来增加膜的流动性;同时,作为平衡和辅助调节,通过改变细胞质膜中类胡萝卜素的组成来调节膜流动性,从而维持膜的最适流动性。极性类胡萝卜素能降低膜的流动性,而非极性类胡萝卜素增加膜的流动性。因此,通过类胡萝卜素类型(极性／非极性)的转变,细菌可以调节膜的流动性。类胡萝卜素对南极微生物细胞质膜流动性的调节作用及其机制是目前细胞质膜流动性领域新的发现和研究方向。     

DNA光修复酶修复紫外损伤的DNA

DNA光修复酶在蓝光驱动下,利用黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）分子的黄素酶作为催化辅助因子,来修复紫外线诱导的环丁烷嘧啶二聚体（CPD）和嘧啶（6-4）嘧啶酮的DNA损伤产物。通过无根发育树,综述了DNA光修复酶/隐花色素家族的分类;详细地阐述两种DNA光修复酶的结构、光损伤后产生的嘧啶二聚体的结构及光修复过程;最后回顾了DNA光修复酶的研究现状并展望该领域的发展前景。     

两相分配法制备南极红酵母质膜

用葡聚糖T-500(Dextran T-500)和聚乙二醇(PEG-3350)两相体系制备南极红酵母(Rhodotorula sp.)菌株 NJ298的质膜。首先在2 mmol/L KCl浓度下, 选用5种不同的聚合物浓度(5.6%、5.8%、6.0%、6.2%、6.4 %, W/W), 研究了NJ298质膜在两相体系中的分配情况, 在此基础上进一步研究了KCl浓度(2 mmol/L、4 mmol/L、6 mmol/L、8 mmol/L、10 mmol/L)对NJ298质膜的纯度及得率的影响。结果表明, 选用6.0%聚合物浓度, 4 mmol/L KCl的两相分配体系, 分离3次可得到相对纯度在78.2%的南极红酵母质膜组分, 标志酶鉴定及磷钨酸染色电镜检测均表明获得了高纯度密实的正向型的质膜囊泡。这为进一步研究该菌株的南极极端环境适应机制奠定了基础。     

南极海冰耐盐细菌NJ82的分子鉴定及其耐盐性初步研究

从129株南极海冰细菌筛选到1株耐盐细菌NJ82,该菌最适生长盐度是12%,能够耐受最高盐度为18%.对该菌株进行 16S rRNA 基因序列的同源性和系统发育分析,结果表明:菌株NJ82 属于 Pseudoalteromonas 属.从总蛋白质、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量及膜透性变化等方面对高盐的适应性进行初步探讨.结果表明,当盐度介于3.3%～12.0%时,随着盐度升高,菌株的蛋白质和脯氨酸含量呈快速增加趋势,而 MDA 含量和膜透性变化幅度不大;随着盐度进一步升高,蛋白质含量呈下降趋势,脯氨酸变化幅度不大;而 MDA 含量升高和膜透性变化都达到极显著水平(P＜0.01).这些重要生理参数的变化将有助于了解海冰细菌在高盐环境下的适应机制.