盐胁迫对柱胞鱼腥藻细胞结构和固氮作用的影响

在含KCl的条件下培养,柱胞鱼腥藻细胞膨大,球形化,色素质靠向细胞一侧,另一侧变成无色透明区。电镜检查,无色透明区形成液泡。此种结构改变是可逆的,CaCl2可抵消KCl的这种作用。在含KCl的无氮培养基中培养,柱胞鱼腥藻生长迟缓,细胞黄化,乙炔还原法测定固氮活性下降95％。     

满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)和柱孢鱼腥藻(A.cylindrica)营养细胞和异形胞色素的种类

满江红鱼腥藻和柱孢鱼腥藻营养细胞和异形胞的液氮低温吸收光谱表明两种细胞含有叶绿素a、藻蓝素和β-胡萝卜素。液氮低温荧光发射光谱表明:柱孢鱼腥藻营养细胞存在藻蓝素、别藻蓝素和两个光系统的叶绿素a,柱孢鱼腥藻异形胞存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a。荧光发射光谱的685nm荧光发射仅为微弱突起。满江红鱼腥藻异形胞亦存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a,缺少系统Ⅱ叶绿素a。推断满江红鱼腥藻和桩孢鱼腥藻营养细胞分化为异形胞时,伴随光系统Ⅱ的改组。系统Ⅱ叶绿素a消退和藻胆色素含量显著减少。     

满江红鱼腥藻（Anabaena azollae）和柱孢鱼腥藻(A. cylindrica)营养细胞和异形胞色素的种类

满江红鱼腥藻和柱孢鱼腥藻营养细胞和异形胞的液氮低温吸收光谱表明两种细胞含有叶绿素a、藻蓝素和β-胡萝卜素。液氮低温荧光发射光谱表明:柱孢鱼腥藻营养细胞存在藻蓝素、别藻蓝素和两个光系统的叶绿素a,柱孢鱼腥藻异形胞存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a。荧光发射光谱的685nm荧光发射仅为微弱突起。满江红鱼腥藻异形胞亦存在藻蓝素和系统Ⅰ叶绿素a,缺少系统Ⅱ叶绿素a。推断满江红鱼腥藻和桩孢鱼腥藻营养细胞分化为异形胞时,伴随光系统Ⅱ的改组。系统Ⅱ叶绿素a消退和藻胆色素含量显著减少。     

KCl诱导柱胞鱼腥藻形成液泡

蓝藻营养细胞的亚显微结构,很早就已进行了深人的研究．人们知道,蓝藻细胞内含DNA微丝、内羹体、核糖体、气泡及贮藏颗粒等[1]．近年来,作者在蓝藻原生质球分离和培养［‘”］中注意到,有些无机盐对蓝藻细胞结构产生很大影响,并对受KO影响的住胞鱼腥藻细胞进行了亚显微结构检查,发现在KO影响下柱胞鱼腥藻细胞内形成液泡,这一发现在国内外尚属首次,为此简报如下．l材料和方法本试验使用住胞鱼腥藻（Anabaenarylindrica）,材料引自中国科学院水生生物研究所,培养条件参见文献［51。试验时,将材料培养于含0．lmoFLKO的液体培养…     

蓝藻球形体的分离,培养及再生

在高渗溶液中,用0.05%溶菌酶和2—5mmol·1~(-1)EDTA 处理蓝藻柱孢鱼腥藻、多变鱼腥藻和组囊藻细胞。5—8h 后,70—90%的细胞转为对渗透压敏感的球形体(Spheroplast),又称原生质球。研究了藻的不同培养条件对球形体形成率的影响。测定了 EDTA 处理藻纽胞后外膜脂多糖的释放量。在高渗溶液中,藻细胞和经酶处理获得的球形体的光合放氧活性明显下降,固氮种类的固氮活性失去。饲养层法、固体混合法和含有0.5mg·1~(-1)BA 的液体悬滴培养的柱孢鱼腥藻的球形体,9天后出现再生藻落;在固体混合法培养中获得了组囊藻球形体的再生藻落。在第4天的悬滴培养物中,可以看到球形体发生第一次细胞分裂。再生藻细胞和酶处理物中残留细胞的抗溶菌酶特性有差异。     

硝酸钾缓解氯化钠胁迫蓝藻Anabaena 7120固氮的生理基础

营养液中添加适量ＫＮＯ３可在一定程度上缓解ＮａＣｌ对鱼腥藻固氮活性的抑制作用。暗处理或加光合抑制剂时,ＫＮＯ３对ＮａＣｌ胁迫的缓解作用便消失。供给外源蔗糖、提高ＣＯ２浓度、同时供给ＣＯ２和Ｎ２时,ＫＮＯ３对缓解ＮａＣｌ胁迫的作用则增高．同时供给Ｏ２和Ｈ２对ＫＮＯ３的缓解作用增高影响较小,而在厌氧（Ａｒ或Ｎ２中）或单加氧下,ＫＮＯ３的缓解效应则明显减弱或消失．     

四唑（Tetrazolium）对固氮鱼腥藻固氮和氢代谢的影响

固氮鱼腥藻(Anabaena azotica Ley)细胞能还原无色的TTC和NBT分别成为红色或蓝色的甲zan(formazan)沉淀。异形胞还原TTC的速率高于营养细胞。前异形胞及异形胞附近的营养细胞对NBT的还原作用最强。而异形胞对NBT不起还原作用。无论在异形胞形成红色甲zan或在营养细胞形成蓝色甲zan后都抑制固氮酶活性。NBT甲zan对固氮酶活性的抑制作用大于TTC甲zan,因为NBT氧化还原电位低于TTC。TTC和NBT两者都明显地抑制固氮鱼腥藻完整细胞的放氢。因鱼腥藻的放氢是由固氮酶催化的结果。四唑抑制放氢推想是由于它截取了固氮酶催化系统中的电子的缘故。固氮微生物(包括蓝色细菌和根瘤菌)对四唑还原与吸氢酶之间有无相关是一个争论的问题。一些学者认为分离豆科植物体的一些根瘤菌株培养于含有TTC的琼脂培养基,如还原,便可证明这些根瘤菌株能氧化氢;换言之,应用TTC的还原可作为一些根瘤菌的菌落具有吸氢酶的验证。相反,我们发现固氮鱼腥藻还原TTC和NBT之后,都没有影响吸氢的能力。因此,我们推想固氮鱼腥藻对四唑之还原与吸氢酶是没有直接的关系。     

四唑(Tetrazolium)对固氮鱼腥藻固氮和氢代谢的影响

固氮鱼腥藻(Anabaena azotica Ley)细胞能还原无色的TTC和NBT分别成为红色或蓝色的甲(月朁)(formazan)沉淀。异形胞还原TTC的速率高于营养细胞。前异形胞及异形胞附近的营养细胞对NBT的还原作用最强。而异形胞对NBT不起还原作用。无论在异形胞形成红色甲(月朁)或在营养细胞形成蓝色甲(月朁)后都抑制固氮酶活性。NBT甲(月朁)对固氮酶活性的抑制作用大于TTC甲(月朁),因为NBT氧化还原电位低于TTC。 TTC和NBT两者都明显地抑制固氮鱼腥藻完整细胞的放氢。因鱼腥藻的放氢是由固氮酶催化的结果。四唑抑制放氢推想是由于它截取了固氮酶催化系统中的电子的缘故。固氮微生物(包括蓝色细菌和根瘤菌)对四唑还原与吸氢酶之间有无相关是一个争论的问题。一些学者认为分离豆科植物体的一些根瘤菌株培养于含有TTC的琼脂培养基,如还原,便可证明这些根瘤菌株能氧化氢;换言之,应用TTC的还原可作为一些根瘤菌的菌落具有吸氢酶的验证。相反,我们发现固氮鱼腥藻还原TTC和NBT之后,都没有影响吸氢的能力。因此,我们推想固氮鱼腥藻对四唑之还原与吸氢酶是没有直接的关系。     

高固氮酶活性的多变鱼腥藻异形胞的分离

多变鱼腥藻(Anabaena variabilis)是具有异形胞的固氮蓝藻。异形胞是由营养细胞分化而来,异形胞一般为营养细胞的5—10%。在有氮培养中营养细胞不分化为异     

几种固氮蓝藻的固氮酶活性及其某些特性

对三种固氮蓝藻:固氮鱼腥藻(水生686)、柱孢鱼腥藻和鱼腥藻7120的整细胞及无细胞抽提液的固氮酶活性,进行了比较研究。水生686的整细胞酶活虽然不低(51.9毫米乙烯峰高/光密度/30分),仅次于柱孢鱼腥藻,但其无细胞抽提液的酶活却最低。这可能与它含有大量藻胶有关。研究了Mn++、Fe++对蓝藻固氮酶的作用,以及测定其在不同酶浓度下的反应动力学表明:柱孢鱼腥藻中不存在象深红螺菌中所看到的那种激活因子。用甲苯-乙醇溶液处理藻细胞,对固氮酶作原位测定,探索了它的氧损伤及氧保护机理。       

高浓度钾抑制杜氏盐藻生长的生理机制

在含１ｍｏｌ／ＬＮａＣｌ的杜氏盐藻（Ｄｕｎａｌｉｅｌａｓａｌｉｎａ（Ｄｕｎａｌ）Ｔｅｏｄ．）培养液中加入５０ｍｍｏｌ／Ｌ以上的ＫＣｌ可观察到Ｋ＋对杜氏盐藻生长有明显的抑制作用,而当ＫＣｌ达１００ｍｍｏｌ／Ｌ时,杜氏盐藻的生长被完全抑制。另一方面,当培养液中缺乏Ｋ＋时,杜氏盐藻的生长也被显著抑制。在正常培养条件下,伴随着杜氏盐藻的生长,培养液的ｐＨ由８左右升高至１０左右,而高浓度Ｋ＋则显著抑制杜氏盐藻培养液ｐＨ的升高;而在培养液ｐＨ为７．０至１０．０的范围内,不同ｐＨ对杜氏盐藻的生长无明显影响。将杜氏盐藻在高浓度Ｋ＋条件下预处理１２ｈ以上,杜氏盐藻的光合放氧速率显著下降,光合速率下降的程度与Ｋ＋浓度的高低和预处理的时间长短呈正相关。高浓度Ｋ＋处理也引起杜氏盐藻叶绿素含量的显著下降。对经高浓度Ｋ＋预处理的杜氏盐藻的光合放氧速率与培养液中ｐＨ变化同时进行测定的结果表明,Ｋ＋抑制杜氏盐藻光合速率的同时也显著抑制了光照条件引起的培养液ｐＨ的上升。实验结果表明,Ｋ＋抑制杜氏盐藻光合作用以及抑制杜氏盐藻生长与Ｋ＋影响跨盐藻质膜的质子运输之间可能存在一定关系。     

几种固氮蓝藻的固氮酶活性及其某些特性

对三种固氮蓝藻：固氮鱼腥藻(水生686)、柱孢鱼腥藻和鱼腥藻7120的整细胞及无细胞抽提液的固氮酶活性,进行了比较研究。水生686的整细胞酶活虽然不低(51．9毫米乙烯峰高／光密度／30分),仅次于柱孢鱼腥藻,但其无细胞抽提液的酶活却最低。这可能与它含有大量藻胶有关。研究了Mn^ 、Fe^ 对蓝藻固氮酶的作用,以及测定其在不同酶浓度下的反应动力学表明：柱孢鱼腥藻中不存在象深红螺菌中所看到的那种激活因子。用甲苯-乙醇溶液处理藻细胞,对固氮酶作原位测定,探索了它的氧损伤及氧保护机理。     

盐胁迫下Ca^2＋对小麦根无机离子分布和膜脂脂肪酸的影响

用扫描电镜、Ｘ－射线能谱仪和等离子耦合吸收光谱分析发现,培养在含ＮａＣｌ培养液中,小麦根吸收大量Ｎａ＾＋和Ｃｌ＾－,Ｋ＾＋和Ｃａ＾２＋的吸收降低、质膜相对透性提高,Ｋ＾＋,Ｎａ＾＋和Ｃｌ＾－的相对外渗百分率增加,培养在补充ＣａＣｌ２含ＮａＣｌ培养液的,Ｎａ＾＋和Ｃｌ＾－含量明显减低,Ｋ＾＋和Ｃａ＾２＋提高,质膜相对透性下降,Ｋ＾＋,Ｎａ＾＋和Ｃｌ＾－相对外渗百分率减少。由气相色谱分析可知,用含Ｎａ     

不同培养基对杜氏藻（DunaliellaSalina）生长和无机离子含量的影响

培养在Ｊｏｈｎｓｏｎ培养液、Ｊｏｈｎｓｏｎ＋０．３％ＮａＣｌ培养液、海水和卤水中的杜氏藻,其生长速度有区别,在Ｊｏｈｎｓｏｎ＋０．３％ＮａＣｌ培养液中生长较好,Ｊｏｈｎｓｏｎ培养液和卤水次之,海水中生长较差。杜氏藻生沃的盐度范围为０～１２％,当培养基中ＮａＣｌ浓度超过１２％时,细胞数几乎不增加,甚至略有降低。在不同培养基中藻细胞Ｈ￣＋含量较稳定,而积累ｃａ￣（２＋）,在Ｊｏｈｎｓｏｎ＋０．３％ＮａＣｌ培养液中,杜氏藻细胞Ｎａ￣＋含量增加;而在含高浓度Ｎａ￣＋的海水和卤水中杜氏藻细胞中Ｎａ￣＋的含量低于培养液。     

应用生物膜干涉技术检测鱼腥藻HetR结合靶DNA的亲和力

正鱼腥藻PCC7120是一种固氮丝状蓝藻,当环境中化合态氮源充足时,其藻丝只有进行光合作用的营养细胞;在环境中缺乏可利用的氮源时,部分营养细胞会在藻丝上以一种半规律的格式分化成异形胞(异形胞间隔约10个营养细胞),从而进行固氮作用。早在1984年,Wolk实验室通过与大肠杆菌接合转移的方式,成功地将穿梭质粒转入鱼腥藻PCC7120,建立了遗传转移系统~([1])。在2001年,日本Kazusa研究中心完成了对鱼腥藻PCC7120全基因组测序~([2])。有规律的细胞分化格式,成熟的遗传转移系统以及完整可用的基因组序列使得鱼腥藻PCC7120     

压片法检查蓝藻液泡

鱼腥藻7120（Anabaena sp.PCC7120）在含0.1mol/L NaCl的条件下培养4d,90％以上细胞液泡化。若在正常条件下培养,1个多月之后部分细胞开始液泡化,随着培养时间延长,液泡化细胞比例逐渐提高。液泡化藻丝材料在玻片上经手指轻轻施压,细胞破袭,液泡从细胞破裂处释出。所释放液泡完全透明,大小不等,可在相关显微镜下显示,个别液泡可弹至细胞外远外。无机盐诱导的液泡化和细胞衰老引起的液泡化之间具有明显的平行性。     

CO2对转基因鱼腥藻生长的影响

为了进一步探索转基因鱼腥藻高密度培养的方法,在小型气升式反应器中研究了CO2对转基因鱼腥藻7120培养的影响。结果发现转基因鱼腥藻培养过程中通入5％ CO2能促进藻细胞生长,12d生物量提高7．44％,由于光照限制,不能大幅提高15d收获生物量,但生长周期能缩短近20％;而高浓度(10％)的CO2抑制转基因鱼腥藻的生长。CO2是通过调节pH值和影响碳源利用来影响藻细胞生长的,合适浓度的CO2有利于转基因鱼腥藻的培养。     

苏云金芽胞杆菌杀蚊基团在鱼腥藻中克隆和表达的初步研究

将苏云金胞杆菌以色列亚种的杀蚊晶体蛋白基因ｃｒｙ１１Ａ亚克隆到大肠杆菌－蓝藻的穿梭质粒载体ｐＥＲＬ２５Ｃ然后用三亲本杂交的方法将重组质粒转移到一种具有固氮能力且可被蚊幼虫蚕食的鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａ）ＰＣＣ７１２０中,Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔ及Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析表明ｃｒｙ１１Ａ基因在鱼腥藻ＰＣＣ７１２０中得以克隆和表达,但生物测定未能检测到转基因鱼腥藻对库蚊（Ｃｕｌｅｘ）的毒性,可能是因     

失活蓝藻的趋光性

将固氮鱼腥藻置于０．５ｍｏｌＫ３ＰＯ４,７％甲醛或３６－３８％甲醛,７０％或９５％乙醇,冰醋酸,或将藻丝悬浮液煮沸或经１５磅１５分高温高压处理之后,藻丝立即变色失活,但仍能向光照方向移动和聚集,此种能力保持１－２周。在１ｍｏｌＮａＯＨ或ＨＣｌ溶液中,此种能力丧失。失活的东湖项圈藻,钝顶螺旋藻和组囊藻也有趋光性。     

无机盐诱导鱼腥藻 595 (Anabaena sp.595)的细胞学效应

鱼腥藻 595 (Anabaenasp. 595)在0.05 mol/L钾、钠、铵的盐酸盐、硝酸盐、硫酸盐和磷酸盐的诱导下,2 d后即出现显著的细胞学效应：细胞体积增大,明显液泡化;少数细胞发生横向和不均等分裂;藻丝片段化,异形胞分化率相对提高。其中,铵盐培养的藻丝细胞内出现特异的浓缩颗粒状区域。钙盐、镁盐也诱导类似细胞学变化,但作用较弱。在含 0.1 mol/L NaCl的培养基中长期培养,细胞出现周期性分化行为,开始细胞膨大并液泡化,以后色素质重新充满细胞,液泡消失,然后细胞分裂至正常细胞大小,成为接近正常的藻丝,但接着又膨大液泡化,如此进入新的周期过程。