【摘 要】
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根据硅藻对不同盐度的适应可分为淡水种、半咸水种和海水种。因此硅藻被认为是盐度的良好指示生物,具有较为严格的盐度适应范围。河口区水体盐度波动剧烈,受潮汐的影响,半咸
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根据硅藻对不同盐度的适应可分为淡水种、半咸水种和海水种。因此硅藻被认为是盐度的良好指示生物,具有较为严格的盐度适应范围。河口区水体盐度波动剧烈,受潮汐的影响,半咸水硅藻可能面临周期性的外海高盐海水的胁迫。硅藻能否维持细胞内的离子平衡对其在高盐胁迫下的生存起重要作用,但是目前关于硅藻细胞膜离子转运系统调控胞内离子平衡的生理机制仍不清楚。因此,本论文利用近年发展起来的非损伤微测技术(NMT),以福建省漳州市浮宫镇分离的半咸水硅藻中心圆筛藻为研究对象,着重探讨盐胁迫下硅藻细胞的离子平衡调控机理,研究不同盐胁迫时间下中心圆筛藻活体细胞离子流(H+,Na+和K+)的动态变化,结合细胞的光合作用能力(Fv/Fm值)和抗氧化能力(SOD和CAT),试图揭示离子转运系统在半咸水硅藻适应盐胁迫中的作用。主要结论如下:(1)瞬时和短期盐胁迫下H+和Na+外排较对照组显著增加(其中瞬时和短期盐胁迫H+流P=0,瞬时盐胁迫Na+流P=0.008,短期盐胁迫,Na+流P=0),这说明瞬时和短期盐胁迫下,中心圆筛藻细胞膜上的H+-ATPase驱动H+转运出细胞膜,同时激活Na+/H+逆向转运体在将H+转运进细胞的同时外排出Na+。(2)长期盐胁迫下,中心圆筛藻的H+流出现内流现象,而Na+的外排达到最大,同时阿米洛利处理发现H+的内流受到抑制,而且Na+的外排被抑制。这说明长期盐胁迫下,中心圆筛藻成功激活的跨质膜Na+/H+逆向转运体对Na+的外排具有重要作用。(3)瞬时盐胁迫下K+的内流相比对照组有所降低,但在盐胁迫一天后,K+的内流恢复到与对照组持平,此实验结果与我们测得的瞬时盐胁迫下的圆筛藻Fv/Fm低于对照组,但盐胁迫一天导致Fv/Fm值较瞬时盐胁迫有所增加相一致。这说明中心圆筛藻细胞内的K+水平在瞬时和短期盐胁迫下具有很好的维持能力,细胞对瞬时和短期盐胁迫具有很强的适应性。长期盐胁迫导致K+的内流达到最大,这可能是中心圆筛藻细胞膜上的K+/Na+平衡系统被激活,协助细胞排出多余的Na+。因此盐胁迫环境下中心圆筛藻细胞内K+/Na+平衡的维持可能对其适应盐胁迫环境具有重要作用。(4)瞬时和短期盐胁迫下中心圆筛藻细胞CAT活性增加不明显,这可能是瞬时或短期盐胁迫下细胞不需要CAT合成代谢途径,这也进一步说明中心圆筛藻对短期盐胁迫具有较强的适应性。抗氧化实验结果表明中心圆筛藻细胞SOD活性随着盐胁迫时间的延长而不断增加,而CAT活性在长期盐胁迫下显著增加,该结果与中心圆筛藻细胞表现出的Na+的外排随着盐胁迫时间的延长而不断增加相符合。因此细胞内活跃的抗氧化能力也是细胞适应盐胁迫的一个表现。
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