Paclobutrazol induces the concurrent accumulation of chrysolaminarin and lipids in the diatom Phaeodactylum tricornutum

Paclobutrazol is a plant growth regulator and inhibitor of endogenous gibberellin synthesis.It is a powerful inhibitor of vegetative growth by changing the photosynthetic rate and plant hormone levels,thereby affecting plant growth and development.In this study,the effects of paclobutrazol on the model diatom Phaeodactylum tricornutum were investigated.Results show that 2.5-mg/L and 10-mg/L paclobutrazol significantly inhibited the algal growth by inhibiting chlorophyll synthesis,which affects photosynthesis.The antioxidant system,including catalase(CAT)and glutathione peroxidase(GPx)was severely damaged.Chrysolaminarin content was significantly elevated and doubled up to 127 mg/g dry cell weight(DCW)by 10-mg/L paclobutrazol treatment.In combination with transcriptomic analysis,paclobutrazol was demonstrated to play a regulatory role in the accumulation of chrysolaminarin and neutral lipids.

海洋硅藻中金藻昆布多糖提取纯化工艺和定量检测方法优化

金藻昆布多糖(Chrysolaminarin)是一种具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、降血脂和免疫调节等多种功效的β-1,3-葡聚糖。海洋硅藻中富含金藻昆布多糖,但提取纯化工艺和准确定量分析方法是目前研究和开发的瓶颈。该研究对海洋硅藻三角褐指藻胞内金藻昆布多糖的提取纯化工艺进行了优化,建立的最佳条件为:以Tris-EDTA缓冲液提取冻干藻粉4次后,采用终浓度为10%的三氯乙酸(Trichloroacetic Acid,TCA)除蛋白后再进行醇沉回收多糖。随后系统比较了苯胺蓝荧光检测法、苯酚-硫酸法、凝胶液相色谱法检测其含量的方法学。结果表明,苯胺蓝荧光检测法的最佳检测范围为1~40μg/mL,具有最低检测下限(4.12μg/mL)、最高精密度(相对标准偏差1.27%)和最好重现性(相对标准偏差2.49%),加样平均回收率高达100.85%,显著优于其他两种方法。该研究建立的优化工艺和检测新方法为金藻昆布多糖的开发利用提供了技术支持。

甘油激酶基因对三角褐指藻理化性质的影响

为了探索甘油激酶(glycerol kinase,GK)基因对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)生长的影响,以GK基因过表达藻株、干扰藻株和野生型藻株为研究对象,测定了其生长情况、GK基因转录水平、GK活性、脂质含量和金藻昆布多糖等参数.结果显示:转基因藻株的比生长速率与野生型藻株无显著差异;过表达藻株GKOE1-8、GKOE7-1的转录水平显著上调,GK活性增强了3.55倍和2.58倍,中性油脂含量增加64.95%和18.49%,金藻昆布多糖含量增加50.89%和42.11%;而干扰藻株GKRNAi3-1、GKRNAi4-1的转录水平则显著下调,伴随着GK活性降低52.34%和6.64%,中性油脂含量减少26.88%和16.98%,金藻昆布多糖含量减少16.99%和10.62%.研究结果表明:在三角褐指藻中,过表达甘油激酶基因可以促进中性油脂和金藻昆布多糖等生物活性物质的积累,这为通过基因工程的手段获得产油率高的转基因藻株提供了参考.

Cd^(2+)对三角褐指藻生长及尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因表达调控的影响

为了探究Cd^(2+)对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)生长及尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPglucose pyrophosphorylase,UGPase)基因表达调控的影响,研究以不同浓度Cd^(2+)处理三角褐指藻,测定其生长、叶绿素荧光参数、UGP基因转录水平、UGPase活性和金藻昆布多糖含量等指标。结果表明:低浓度(0.1μmol/L)Cd^(2+)促进三角褐指藻生长,UGP基因转录水平、UGPase活性和金藻昆布多糖含量分别比对照组提高了100.65%、11.99%和9.77%;而高浓度Cd^(2+)处理组(2和5μmol/L)各指标均显著降低,UGP基因转录水平较对照组分别下调了50.31%和60.47%,UGPase活性降低56.27%和66.72%,金藻昆布多糖含量减少42.41%和47.30%。研究首次探究了Cd^(2+)对三角褐指藻UGP基因表达的影响,表明低浓度Cd^(2+)促进三角褐指藻生长,上调UGP基因表达,提高金藻昆布多糖含量,为Cd^(2+)调控UGP基因的表达提供理论指导。