Ca在杜氏盐藻(Dunaliella salina)渗透胁迫反应过程中的作用研究

来源 :中国海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:frgverger343
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Ca<2+>作为植物细胞中的第二信使,广泛参与植物体内的生理生化反应,其在陆生动植物细胞对逆境胁迫反应中作用的研究报道较多,而在低等海洋生物中的研究较少。本论文以杜氏盐藻(Dunaliella salina)为材料,采用生理测定方法和细胞定位技术,在0.6、0.8、2、3和4 mol/L,NaCl 5种浓度以及外源Ca<2+>、EGTA和La<3+>分别处理的条件下,对盐藻的生长、细胞内甘油含量、甘油代谢相关酶的活性和疏松结合态Ca<2+>的分布进行了研究。 盐藻在2 mol/L NaCl条件下生长良好,3、4 mol/L NaCl高渗胁迫初期其生长受到抑制,且与渗透胁迫强度成正相关;高渗胁迫条件下盐藻细胞内甘油的含量迅速增加,3-磷酸甘油磷酸酶(GPase)的活性和二羟丙酮还原酶(DHA-RD)催化二羟丙酮转化为甘油的活性明显提高。外源Ca<2+>处理在一定程度上可提高高渗胁迫条件下GPase和DHA-RD催化甘油合成活性,增加盐藻细胞内甘油含量,减缓高渗胁迫引起的盐藻生长初期的延滞,并与渗透胁迫强度成负相关,但外源Ca<2+>处理引起盐藻细胞的过早衰退,说明Ca<2+>具有双重作用。外源EGTA和La<3+>分别处理,均在一定范围内降低高渗胁迫条件下GPase和DHA-RD催化甘油合成的活性的升高,减弱细胞内甘油含量的增加,抑制盐藻生长,且与渗透胁迫强度成正相关。上述结果表明外源Ca<2+>内流参与盐藻对高渗胁迫反应过程。 低渗(0.6、0.8 mol/L NaCl)胁迫条件下,盐藻生长初期均出现延滞现象,且延滞期与胁迫强度成正相关;低渗胁迫条件下盐藻细胞内甘油的含量迅速降低,GPase无明显活性,DHA-RD催化甘油转化为二羟丙酮的活性提高,但活性相对较低。外源Ca<2+>处理在一定程度上可提高低渗胁迫条件下DHA-RD催化甘油转化为二羟丙酮的活性,降低盐藻细胞内甘油含量,减缓低渗胁迫引起的盐藻生长初期的延滞。低渗胁迫条件下,外源EGTA和La<3+>分别处理,均在一定范围内降低DHA-RD催化甘油转化为二羟丙酮的活性的升高,减弱细胞内甘油含量的降低,抑制盐藻生长,且与渗透胁迫强度成正相关。上述结果表明外源Ca<2+>内流参与盐藻对低渗胁迫反应过程。Ca<2+>定位分布的结果显示,盐藻细胞内无明显的液泡结构,0天时Ca<2+>基本分布在细胞膜内侧,胞质内无明显焦锑酸钙沉淀分布,当至第8天对数生长期时,Ca<2+>主要分布在细胞中央,至15天时,细胞内大量脂质颗粒分布,无明显钙离子分布或被遮掩。3 mol/LNaCl高渗胁迫条件下,生长至15天的盐藻,细胞内Ca<2+>主要分布在细胞内侧,胞质中有少量沉淀颗粒的分布,脂肪滴聚集的地方焦锑酸钙沉淀分布少。外源Ca<2+>处理,生长到15天的盐藻细胞内Ca<2+>分布明显增多,说明外源Ca<2+>处理后存在细胞内积累Ca<2+>的现象,可能对细胞产生毒害,与Ca<2+>双重作用相关。外源La抖处理组,生长到15天时盐藻细胞膜完整,细胞内侧和基质中Ca<2+>沉淀颗粒明显变少,可能与La<3+>阻止Ca<2+>内流有关。Ca<2+>定位结果初步表明外源Ca<2+>、La<3+>处理影响盐藻细胞内Ca<2+>的分布。 研究结果初步表明,Ca2+内流影响盐藻渗透胁迫反应过程中甘油代谢酶的活性,调节胞内甘油含量的变化,参与盐藻渗透胁迫调节过程,为进一步阐明盐藻渗透胁迫机制及Ca<2+>的作用提供实验依据。
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