稀土元素Ce对爪哇伪枝藻盐胁迫耐受性的影响

荒漠藻类广泛分布于干旱区环境,盐胁迫是影响荒漠藻类生存的重要环境因子,稀土农用及其引起的生态环境问题亦受到广泛关注,为此以一种从荒漠结皮中分离的典型蓝藻——爪哇伪枝藻为材料,在实验室条件下研究盐胁迫和外源稀土元素铈对伪枝藻生理生化特性和细胞结构的影响。试验处理时,先进行铈效应浓度的筛选,然后设置NaCl浓度分别为0(对照)、0.05、0.3 mol.L-1进行盐胁迫和Ce、Ce+0.05 mol.L-1 NaCl、Ce+0.3 mol.L-1 NaCl处理,分别测定各种处理下的藻生物量(以叶绿素a表示)、光合活性(Fv/Fm)、藻蓝蛋白含量、胞外多糖含量、膜脂过氧化产物丙二醛含量和伪枝藻素含量以及超微结构的变化。研究结果表明,与对照处理相比,盐胁迫导致伪枝藻生物量和光合活性的显著降低,胞外多糖出现大量积累,藻蓝蛋白和伪枝藻素含量呈现明显下降,同时导致伪枝藻膜脂丙二醛含量的大量增加和藻细胞超微结构的破坏。添加外源铈的盐胁迫处理发现,铈能够促进伪枝藻细胞的生长活性,并对藻细胞的内部结构具有一定的保护作用,而对藻细胞的藻蓝蛋白、伪枝藻素和胞外多糖的影响并不明显。这表明稀土元素铈对于伪枝藻的生长可能具有一定的调节作用,但对于提高伪枝藻的盐胁迫耐受性作用并不显著。研究结果为更好地理解稀土元素对荒漠藻类的生物学效应提供了有意义的参考,可为稀土在荒漠结皮培植中的应用提供指导。

外源糖对爪哇伪枝藻低温胁迫耐受性的影响

以一种从荒漠结皮中分离的典型蓝藻——爪哇伪枝藻为材料,在实验室条件下设置2、10和25℃(对照)进行低温处理,并向低温处理的藻培养物中添加0.2 g/L蔗糖和0.2 g/L葡萄糖,测定低温胁迫和外源糖对伪枝藻生物量、光合活性、膜脂过氧化产物丙二醛含量、细胞可溶性蛋白质含量和胞外多糖分泌的影响.研究结果显示,与对照处理相比,低温胁迫导致伪枝藻生物量和光合活性的显著降低,细胞内可溶性蛋白呈现明显增高.同时低温处理导致伪枝藻膜脂的过氧化伤害,即丙二醛含量的大量增加.添加外源糖处理时发现,蔗糖和葡萄糖有利于提高伪枝藻对低温胁迫的耐受性.研究还发现,经过48 h、10℃低温适应处理的伪枝藻骤然降至2℃时,出现胞外多糖的大量分泌.研究结果表明糖类物质可能对于提高伪枝藻的低温胁迫耐受性具有重要调节作用,为更好地理解荒漠结皮蓝藻对极端环境的耐受机制提供了有意义的参考.

铀胁迫对两种蓝藻生长及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度铀(0.1、1.0、10.0和30.0mg·L-1)胁迫对满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)和爪哇伪枝藻(Scytonemaj avanicum)生长及抗氧化酶活性的影响。结果表明,低浓度铀(0.1和1.0mg·L-1)条件下,两种蓝藻的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量均无明显变化;叶绿素a含量和可溶性蛋白质含量均较对照上升,表明低浓度铀对A.azollae和S.javanicum均未形成明显胁迫,对生长表现为刺激和促进作用。10.0mg·L-1浓度的铀对A. azollae的生长影响不大,对S. javanicum却产生了明显的抑制作用。30.0mg·L-1铀胁迫下,两种蓝藻中的MDA显著增加,抗氧化酶系统受到破坏,生长严重受阻。实验结果显示,A. azollae和S. javanicum的耐铀极限分别在10.0～30.0mg·L-1和1.0～10.0mg·L-1之间,A. azollae的抗铀性比S. javanicum强。

爪哇伪枝藻胞外多糖诱导皮肤癌细胞(A431)凋亡的研究

为探讨爪哇伪枝藻胞外多糖(Extracellular polymeric substances ofScytonema javanicum,EPS)诱导人表皮癌A431细胞凋亡及其对凋亡相关基因caspase-3、bcl-2和bax表达的影响,本实验利用MTT法检测细胞生长抑制情况;HE染色法及透射电镜进行形态学观察;单细胞凝胶电泳法(SCGE/彗星电泳)分析DNA受损情况;免疫组织化学法检测细胞内caspase-3、bcl-2和bax表达水平。结果显示EPS能显著抑制A431细胞增殖,并呈时间和剂量依赖性,作用96h的半数抑制浓度IC50为4.25mg/mL,并出现细胞凋亡的形态学改变;彗星电泳结果与对照相比6mg/mL EPS作用48h能引起A431细胞DNA严重损伤;免疫组织化学检测发现6mg/mLEPS作用72h能显著上调A431细胞内凋亡相关基因caspase-3和bax的表达,而下调bcl-2的表达。

不同环境因子对爪哇伪枝藻分泌胞外多糖的影响

以一种从荒漠土壤中分离的典型丝状蓝藻——爪哇伪枝藻为材料,在实验室条件下研究了温度、盐度、pH和培养时间对爪哇伪枝藻胞外多糖分泌的影响.结果表明:随培养温度升高,伪枝藻胞外多糖分泌量逐渐升高,在35℃时达到最大值;在一定盐度范围内,胞外多糖分泌随盐度的增大而增大;pH在7.5时,胞外多糖产量显著高于酸性和碱性条件下的胞外多糖产量;随着培养时间延长,伪枝藻胞外多糖分泌逐渐增大.

干燥-再吸水条件下爪哇伪枝藻生理特性和超微结构特征

以典型荒漠丝状蓝藻爪哇伪枝藻为材料,在温室中设置水合(对照)、轻微干燥、中度干燥和极度干燥4种处理,研究干燥胁迫对藻体光合活性、膜脂过氧化、细胞可溶性物质含量、抗氧化酶活性以及细胞超微结构的影响,并采用不同促进剂和抑制剂对干燥藻体进行再吸水处理,测定藻体光合活性的恢复情况。结果显示:(1)爪哇伪枝藻在干燥胁迫下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)显著降低,并与其藻体水分含量之间呈极显著性相关(r=0.97、P<0.000 1);(2)随着干燥胁迫程度增加,藻体MDA含量、SOD和CAT活性随之升高,细胞可溶性蛋白和可溶性糖含量增加;(3)在藻体再吸水条件下,培养液(BG-110)、胞外多糖和蔗糖对藻体Fv/Fm的恢复具有重要作用,N-乙酰半胱氨酸和脯氨酸对Fv/Fm有一定的恢复效果,氯霉素和敌草隆则抑制Fv/Fm;(4)与水合状态下的细胞结构相比,干燥藻体细胞结构发生明显的变化,如细胞壁增厚,原生质粘稠浓缩、呈紧密分层排列,细胞内出现大量细小黑色颗粒物等。(5)采用不同外源物质对干燥藻体进行再吸水时,藻体的光合活性呈现不同的恢复效果。研究表明,干燥胁迫下爪哇伪枝藻的光合活性受到明显抑制,细胞质膜过氧化程度加剧,细胞出现可溶性小分子物质积累,抗氧化酶活性增强,并造成细胞结构出现适应性变化。

共生与非共生爪哇伪枝藻对高温胁迫的响应

研究以自由生长的爪哇伪枝藻(Free-living S.javanicum,fs)和分离自地衣的爪哇伪枝藻(Symbiotic S.javanicum,ss)为研究对象,探究了不同生长状态爪哇伪枝藻对高温(45℃)胁迫的响应。结果发现在高温胁迫下,爪哇伪枝藻光合活性、叶绿素a及类胡萝卜素含量下降;丙二醛(MDA)、胞外多糖及可溶性蛋白含量上升。在高温处理下,与fs相比,ss光合活性下降较慢,且高温处理后ss的叶绿素a及类胡萝卜素含量也明显高于fs。高温处理下,与fs相比,ss的MDA含量和增长速度均较低;并且在面临高温胁迫时,ss能够更快的分泌胞外多糖和可溶性蛋白质,从而在一定程度上达到自我保护的目的。研究结果表明,在暴露于高温胁迫时,相较于自由生长状态,来自地衣的爪哇伪枝藻具有更高的自我保护效率。

室内混合藻种荒漠藻结皮培养条件优化研究

为了探索促进荒漠藻结皮形成的最优条件,以民勤地区优势藻具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻为材料,通过室内控制试验,研究了混合藻比例、土壤含水量和接种量对藻结皮培植与发育的影响。结果表明:混合藻种荒漠藻结皮中藻类生物量随接种量和土壤含水量的增加而增加,一定比例的爪哇伪枝藻可显著地促进藻类生物量的积累;混合藻种荒漠藻结皮中藻类生物量积累的最优条件是混合藻比例为8∶2(具鞘微鞘藻∶爪哇伪枝藻)、土壤含水量为10%、接种量为10μg/cm^2(以叶绿素a含量计)。