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1.
温室效应和全球气候变化已经影响到南、北极地区,极地气温升高对于极地生物链的基础部分产生巨大影响.南极生物链中的关键初级生产力是微藻,南极冰藻是极好的生态指示种.南极冰藻在高于生长适宜温度下生长受到抑制,抵抗高温胁迫的机制和能力制约着南极冰藻的生存,南极冰藻生存威胁到极地生态的生物多样性和极地生物链的完整性.持续低温环境进化过程对极端适冷微藻热适应机理的影响是理解极地气候变化对南极冰藻生态影响的依据. 相似文献
2.
硝酸还原酶(NR)除调节植物的氮代谢外,在植物的各种非生物胁迫的适应过程中也发挥着重要的作用.从南极冰藻Chlamydomonas sp.ICE-L的cDNA文库中筛选到了硝酸还原酶的全长基因,对其进行测序并对其编码的蛋白序列进行了生物信息学分析,构建了NR的系统进化树,通过多序列比对探讨了可能与该酶逆境适应性相关的活性位点,并对该蛋白进行了三级结构预测分析.结果显示,NR基因的编码区长2 589 bp,编码863个氨基酸.在以氨基酸序列构建的系统进化树中,南极衣藻的NR序列和其他绿藻类的聚在一起,与团藻、莱茵衣藻、杜氏盐藻和小球藻的同源性依次分别为63％,61％,60％和54％.蛋白质功能预测分析显示,该NR基因含有与高等植物NR相类似的3个不同的功能结构域.对南极冰藻NR基因的生物信息学分析研究,将有助于从硝酸还原酶角度了解南极衣藻对极端环境的适应性,拓展并深化其适应机制的研究. 相似文献
3.
南极冰藻Chlorophyceae L-4抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
为了了解在UV B辐射增强的胁迫下,南极冰藻ChlorophyceaeL 4细胞内保护酶系统对活性氧自由基的清除作用,对不同辐射强度下ChlorophyceaeL 4细胞中丙二醛含量的变化、自由基的产生速率和相应的保护酶系统的变化进行了测定。结果表明,在UV B辐射增强的初期(1～3d),ChlorophyceaeL 4中丙二醛含量的迅速提高,但随后很快降低,在低强度UV B(35μW·cm-2)辐照下保护酶活性能够恢复到基本水平。在UV B辐射增强的胁迫下,ChlorophyceaeL 4中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性明显比对照组的高,而且在高强度(70μW·cm-2)的辐照下,酶活性更高。ChlorophyceaeL 4中的抗坏血酸过氧化物酶的活性在UV B辐射增强的胁迫下略有升高或变化不大。本研究结果表明,保护酶系统在南极冰藻适应南极强辐射环境中起着非常重要的作用。 相似文献
4.
谷胱甘肽系统在清除活性氧和生物保护中发挥重要作用,探讨了南极冰藻胞内谷胱甘肽含量及谷胱甘肽相关酶的活力.采用分光光度法,对24种南极冰藻胞内谷胱甘肽含量、谷胱甘肽合成能力(GPA)、谷胱甘肽还原酶活力等进行测定.测定结果表明,南极蓝藻B-1中谷胱甘肽含量最高;南极衣藻ICE-L和南极硅藻GJ01的谷胱甘肽总产量居前2位;南极冰藻GPA普遍高于常温藻的.南极硅藻GJ01和南极衣藻ICE-L GR活力高于对照组的.培养基的选择表明,f/2培养基适合南极硅藻GJ01的生长,而Provasoli培养基适合南极衣藻ICE-L的生长.可见,南极冰藻成为谷胱甘肽的新来源是有可能的,尤其是南极硅藻GJ01和南极衣藻ICE-L. 相似文献
5.
《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(4)
本研究以玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)转录组信息为基础,发现玛氏骨条藻中存在26个与细胞死亡相关的酶以及37个编码这些酶的基因。这些编码基因的序列比对结果表明,其与假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)和大洋海链藻(Thalassiosira oceanica)的同源基因具有较高的一致性。对这些样品进行数字基因表达谱的差异基因分析,获得了不同生长时期时与细胞死亡过程有关的编码基因的差异表达数据。结果发现,在稳定期和衰亡期,与抗氧化胁迫作用相关的关键酶(如过氧化物酶5、铜锌超氧化物歧化酶)、与RNA的加工与降解过程有关的功能基因(如多核糖核苷酸核苷转移酶、5’~3’核糖核酸外切酶2)以及细胞死亡特异蛋白的基因表达量显著高于指数期。本论文主要是通过对转录组数据进行分析得到基因转录组水平差异表达结果,为蛋白水平研究提供一种可能性变化趋势和潜在数据依据,同时为以后研究提供数据基础及研究方向。本研究也为进一步探讨硅藻的细胞死亡机制奠定了基础,也为深入理解赤潮的消亡过程提供了新的视角。 相似文献
6.
南极冰藻极端环境适应性的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
南极冰藻对南极海冰生态系统初级生产力的直接贡献率超过20%,是地球上能够在海冰中旺盛生长的罕见的生物群落.单细胞的南极冰藻,在低温、低光照和高盐度的海冰盐囊中能够生存是其在生理、代谢和遗传上进行了复杂的适应性改变,通过产生特殊的冰活性物质、不饱和脂肪酸、色素蛋白复合物等来适应这种极端环境.同时,尽管南极臭氧层被破坏甚至出现巨大空洞,紫外线辐射显著增强,但对南极冰藻的影响并不明显.南极冰藻中的抗辐射活性物质可能起着重要作用,这些抗辐射物质往往结构新颖且活性强,能消除或减轻紫外线的伤害. 相似文献
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根据南极适冷菌Psychrobactersp.G的基因组完成图,对其假定蛋白基因PSYCG_10180全长进行了基因克隆、序列分析与异源表达,并利用qRT-PCR和western blotting技术对其在不同温度/盐度胁迫条件下的表达特征进行了研究。序列分析表明,与蛋白PSYCG_10180相似性较高的均为假定蛋白;相似性最高的已知功能蛋白为蓝光传感蛋白(WP_010201745.1),二者的相似性仅有37%。在mRNA水平上,基因PSYCG_10180的表达被低温(0℃)显著诱导,在2,12h均被不同盐度显著抑制;在温度/盐度协同胁迫下,2h内低温均能诱导其表达,而高温低盐(30℃,15)则抑制其表达。在蛋白水平上,不同温度胁迫下,蛋白PSYCG_10180的表达量在2h变化不大,12h时均被诱导;在不同盐度胁迫下,该蛋白的表达在12h均被诱导;在温/盐协同胁迫下,除在2h被高温低盐(30℃,15)诱导外,其余条件下该蛋白的表达均被抑制。比较分析表明,在mRNA水平上,基因PSYCG_10180的表达更容易受温度的影响;在蛋白水平上,盐度对该基因表达的影响则要大于温度;在温盐协同胁迫时,盐度起主导作用。冻融试验表明,表达该假定蛋白可显著提高重组菌株的冻融存活率。本研究表明,假定蛋白基因PSYCG_10180可能在菌株Psychrobacter sp.G的低温等环境适应性中起着重要作用。 相似文献
8.
南极上空臭氧层的破坏导致了紫外辐射日益增强,高强度的UV-B辐射会造成细胞中DNA的损伤,影响蛋白质、脂类和色素的代谢过程。生长在南极的绿藻具有一系列防御机制以应对增强的UV-B辐射,其中类菌胞素氨基酸(Mycosporine-like amino acids, MAAs)是一类重要的紫外防御物质。为探究类菌胞素氨基酸对UV-B辐射的响应,本文以南极冰藻(Chlamydomonassp.ICE-L)、针丝藻(Raphidonema nivale Lagerheim, NIES-2290)和胶球藻(Coccomyxa subellipsoidea E.Acton, NIES-2166)三种生活在南极的绿藻为材料,采用UV-B辐射胁迫(强度0.35 W/m~2,短时处理3 h),并通过液相色谱-质谱联用法检测类菌胞素氨基酸的种类和含量的变化。Mycosporine-glycine为三种南极绿藻中共有的MAAs,在UV-B辐射胁迫下三种南极绿藻中Mycosporine-glycine含量变化不尽相同,表明不同的南极绿藻中MAAs对UV-B辐射的响应各有其特性。首次在绿藻(南极冰藻和胶球藻)中检测到Gadusol。Gadusol作为MAAs的合成前体,它的合成积累使得生活在海冰环境的南极冰藻和胶球藻具有良好的抗UV-B辐射能力。其中南极冰藻抗紫外能力最强,这可能得益于不同MAAs间的动态转化,含量升高的Palythine及Usujirene/Palythene可能对南极冰藻的紫外屏蔽起着至关重要的作用。 相似文献
9.
micro RNA为短链非编码RNA,通过与靶基因3′UTR序列互补在转录后水平发挥作用。已有研究表明,micro RNA在红细胞发生过程中起着重要的调控作用。南极冰鱼是目前已知的唯一仅具有无功能性血红细胞的脊椎动物。前期研究提示,独角雪冰鱼(Chionodraco hamatus)头肾中高表达的micro RNAs可能抑制着冰鱼红血球的发生。本研究针对南极冰鱼头肾中高表达的miR-7132,运用斑马鱼显微注射、双荧光素酶报告系统,并结合靶基因预测等手段研究了miR-7132对血红细胞发生的作用机制。结果表明:斑马鱼胚胎注射miR-7132后,固蓝染色显示斑马鱼胚胎红细胞中血红蛋白的表达显著下降,这表明miR-7132的过表达抑制了血红细胞生成。通过转录组数据结合比对冰鱼的全基因组序列,获得了独角雪冰鱼血红细胞生成的血红素生物合成的限速酶(5′-aminolevulinate synthase 2,ALAS2)基因3′UTR序列。构建含ALAS2基因3′UTR序列的双荧光素酶报告质粒,并与miR-7132共转染293T细胞检测荧光素酶活性变化;构建包含绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的表达质粒与miR-7132共同注射斑马鱼胚胎,检测GFP荧光强度与蛋白表达量变化。结果显示,转染miR-7132的293T细胞荧光素酶相对活性显著降低,ALAS2基因是miR-7132的一个靶基因。斑马鱼体内注射miR-7132的GFP荧光强度显著降低,且GFP蛋白表达量显著减少。本研究揭示了miR-7132对血红细胞生成的抑制作用,miR-7132通过抑制ALAS2基因的表达而抑制南极冰鱼血红细胞的发生。 相似文献
10.
根据南极适冷菌Psychrobacter sp.G基因组测序草图发现并克隆到了1个普遍胁迫蛋白(Universal StressProtein,USP)基因Usp1141。该基因ORF长462bp,编码153个氨基酸,蛋白理论分子量为17kDa,pI为5.23。通过多序列比对发现该USP含有交替排列的4个α螺旋和5个β折叠,以及与ATP结合相关的氨基酸残基,表明该蛋白可能通过与ATP结合而发挥作用。利用实时定量PCR技术对该蛋白在不同胁迫条件下的表达情况进行分析发现,温度变化对Usp1141基因的表达没有显著影响;低盐度(0,15)胁迫会显著抑制其表达,而高盐度(90,120)胁迫则会显著促进其表达;在温度与盐度协同胁迫条件下,当培养基盐度低于菌株生长的最适盐度时,无论温度高低,Usp1141基因的表达均受到抑制,而当培养基盐度高于最适盐度时,无论温度高低,Usp1141基因的表达均会提高。实时定量PCR研究表明,Usp1141基因可能在南极适冷菌Psychrobactersp.G对环境渗透压变化的适应性中发挥作用。 相似文献
11.
本研究从条斑紫菜中克隆了一个丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase)基因,命名为PyMAPK3。该基因全长2155bp,开放阅读框(ORF)1401bp,编码466个氨基酸,含有两个内含子。氨基酸序列分析表明,PyMAPK3磷酸化位点的氨基酸基序为TDY,其等电点为7.17,蛋白分子量为51.6KDa,亚细胞定位于叶绿体。荧光定量PCR技术对该基因在不同非生物胁迫条件下的转录差异分析结果显示,极端胁迫条件下基因表达量显著增加。蛋白免疫印迹技术对蛋白在不同胁迫条件下的表达量分析结果显示,在不同的胁迫条件下其翻译水平的表达模式表现出与转录水平的不一致性。本研究为深入了解条斑紫菜在逆境适应机制中MAPK蛋白的作用奠定基础,同时为条斑紫菜抗逆品系的选育提供理论指导。 相似文献
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4种南极冰藻的生化组成对UV - B辐射增强的响应 总被引：4，自引：1，他引：4
实验室人工模拟南极UV—B辐射环境，对南极冰藻的生化组成变化进行了测定和分析，结果表明．UV—B辐射增强(70μW／cm^2)后，4种南极冰藻的总蛋白含量显著减少，其中脯氨酸、羟脯氨酸等6种氨基酸增加，谷氨酸、缬氨酸等减少；总脂含量明显增加，绿藻增加30％以上，硅藻增加超过15％；饱和脂肪酸含量降低，不饱和脂肪酸含量增加，并且产生了一些新的不饱和脂肪酸；Mg、Na和Al元素的含量显著降低，而Fe、Ca、Zn、Mn等含量却明显增加。总体来说，4种南极冰藻的灰分含量显著下降，有机成分明显增加。表明了南极冰藻对UV—B增强的积极响应．能调整自身对强辐射环境的适应性，这为深入研究冰藻对南极强辐射环境的适应性提供了科学依据。 相似文献
13.
KAN Guangfeng SHI Cuijuan WANG Xiaofei XIE Qiuju WANG Min WANG Xinlei MIAO Jinlai 《海洋学报(英文版)》2012,31(1):116-124
Antarctic ice microalga can survive and thrive in channels or pores containing high salinity in Antarctic ice layer. In this study, it was found that cell membrane permeability of green microalga Chlamydomonas sp. L4 from Antarctic sea ice was high in cells treated with hypersalinity due to the induction of active oxygen and radicals. However, increased super oxide dismutase (SOD) scavenged harmful free radicals effectively to keep cell membrane integrity. Also, the analysis of membrane fatty acids demonstrated the content of saturated fatty acids and monounsaturated fatty acids increased and polyunsaturated fatty acids decreased under the high-salt treatment for 14 d, which effectively reduced the membrane fluidity and minimized the injury to cell membrane. The morphological changes showed that hypersalinity induced the increase of cell volume and the consumption of starch granules. However, because of the increase in detoxification of vacuoles, electron-dense deposits and SOD activity under high-salt stress, the complete noninterference thylakoids, mitochondria and cell nucleus maintained cellular fundamental metabolism. Global-expression profiling of proteins showed eight protein spots disappeared, 18 protein spots decreased and 18 protein spots were enhanced after the high-salt shock obviously (P<0.05). One new peptide (pI 6.90; MW 51 kDa) was primarily confirmed as the processor of light reaction center protein CP43 in photosystem Ⅱ, which increased photosynthesis ability of Chlamydomonas sp. L4 treated with high salinity. 相似文献
14.
南极红藻具有重要的生态学功能和开发利用价值。南极极端环境赋予了其独特的生理耐受机制，也是发现新基因和代谢途径的理想材料。我们测序分析了南极产胶红藻Iridaea cordata (Turner) Bory和Curdiea racovitzae Hariot的转录组序列，并与其常温近缘种进行了比较，同时挖掘了其与光限制和强紫外线辐射等光环境适应相关的基因。I. cordata和C. racovitzae的转录组序列分别拼接成了14055条和12006条非冗余基因，平均长度分别为1473 bp和1448 bp。在I. cordata转录组中发现多条与绿藻基因同源的捕光复合物LHC基因Lhca2、Lhca6和Lhcb，并且在两种南极红藻中都各发现了1条编码结合岩藻黄质和Chl a/c蛋白的Lhcf基因，目前尚未在其他红藻中发现这类基因。光裂解酶修复紫外线诱导DNA损伤，在I. cordata的转录组序列中发现了6?4光裂解酶，光裂解酶CPD I和CPD II基因，而C. racovitzae转录组序列中仅找到了光裂解酶CPD II基因。尽管南极红藻中这些特有基因的功能有待进一步的验证，但是本文为后续研究红藻的南极极端光环境适应机制提供了方向。 相似文献
15.
海藻是海洋生物代谢产物的主要来源之一,能产生丰富多样的生物活性物质.为了更好地利用中国南海的海藻资源,分别对采自中国湛江硇洲岛的1种绿藻基根硬毛藻Chaetomorpha basiretorsa Setchell和4种红藻刺状鱼栖苔Acantophora spicififera (Vahl) Boerg、三列凹顶藻Laurencia tristicha Tseng, Chang et Xia、紫杉状海门冬Asparagopsis taxiformis (Delile) Trevisan、鸡毛菜Pterocladia tenuis Okam进行了生物活性研究,分别对细胞毒活性(KB、Bel-7402、PC-3M、Ketr3和MCF-7)、Na~+,K~+-ATPase抑制活性以及犬血管平滑肌细胞增殖抑制活性进行了筛选,部分海藻提取物表现出一定的生理活性. 相似文献
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潮间带红藻海萝(Gloiopeltis furcata)对失水胁迫具有很强的耐受能力。为探索海萝周期性失水过程中的响应机制,本研究在24 h内设计了两次连续的失水-复水循环处理,测定了海萝抗氧化酶活力的变化情况。同时,利用转录组测序技术,结合荧光定量PCR方法(qRT-RCR),对海萝失水响应基因的转录表达进行了验证。结果表明:海萝转录组共组装到32681条基因。与对照组相比,处理组共表达了7161条差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。KEGG分析显示, DEGs分布在代谢、环境信息加工、有机体系统、遗传信息加工、细胞进程等方面。海萝抗氧化酶活力测定发现,抗氧化能力对海萝响应失水胁迫十分重要。过氧化氢酶(CAT)、硫氧还蛋白还原酶(TrxR)、超氧化物歧化酶(SOD)参与抗氧化过程,其中CAT酶活力对海萝抵抗失水胁迫尤为重要。此外,qRT-PCR结果显示,海萝中渗透调节物质红藻糖苷合成的相关基因(GfUGPase、GfGK、GfGPDH)只对初次失水处理有正响应。而热激蛋白70基因(GfHSP70)、碳酸酐酶基因(GfCA)、MYB蛋白编码基因(GfMYB)以及谷胱甘肽S转移酶基因(GfGST)在两次失水过程中其转录水平均有上调表达,它们也参与了海萝失水响应机制。 相似文献
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为鉴定缢蛏(Siaoraovacula constricta)氨氮胁迫应答相关miRNA靶基因及其表达特征,选择氨氮胁迫下缢蛏肝胰腺组织中表达水平差异显著的miR-8245a-5p进行研究。靶基因验证结果显示,缢蛏GOT基因表达量极显著高于未胁迫组(P0.01),表明GOT是miR-8245a-5p的靶基因。缢蛏GOT基因的ORF长1227bp,编码408个氨基酸;氨基酸多重序列比对和系统进化树分析发现,缢蛏等贝类同源性较高,与其他物种同源性较低。基因时空特征表达分析结果显示,GOT基因在缢蛏肝胰腺中的表达量明显高于其余6个组织(P0.01);140mg/L氨氮胁迫下缢蛏GOT基因在肝胰腺中的表达量1h内急剧上调,此后上调逐步减弱,60mg/L氨氮水平下第12h上调才达峰值;不同氨氮水平暴露下缢蛏肝胰腺中GOT活力整体均呈现先升后降趋势,但在较高氨氮浓度水平下同样表现出更快速的应答特征。这些结果为后续深入研究缢蛏miR-8245a-5p及GOT基因调控氨氮解毒机制提供了理论基础。 相似文献
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Catalase is an important antioxidant protein that can protect organisms against various forms of oxidative damage by eliminating hydrogen peroxide. In this study, the catalase c DNA of Paphia textile(Pt CAT) was cloned using RTPCR and rapid amplification of c DNA ends(RACE). Pt CAT is 1 921 bp long and consists of a 5′-UTR of 50 bp, a 3′-UTR of 349 bp, and an ORF of 1 542 bp that encodes 513 amino acids with a molecular weight of 58.4 k D and an estimated isoelectric point of 8.2. Sequence alignment indicated that Pt CAT contained a highly conserved catalytic signature motif(~(61)FNRERIPERVVHAKGAG~(77)), a proximal heme-ligand signature sequence(~(352)RLFSYSDP~(359)), and three catalytic amino acid residues(H~(72), N~(145), and Y~(356)). Pt CAT also contains two putative N-glycosylation sites(~(34)NKT~(36) and ~(437)NFT~(439)) and a peroxisome-targeting signal(~(511)AQL~(513)). Furthermore, Pt CAT shares 53%–88% identity and 29%–89% similarity with other catalase amino acid sequences. Pt CAT m RNA was present in all tested organs, including the heart, digestive gland, adductor muscle, gonad, gill, and mantle, but its expression was highest in the digestive gland. High-temperature-induced stress produced two expression patterns of Pt CAT m RNA: first, an initial up-regulation followed by a down-regulation in the heart, digestive gland, and gonad and, second, consistent down-regulation in all other organs. These results demonstrate that Pt CAT is a typical member of the catalase family and might be involved in the responses to harmful environmental factors. 相似文献
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夏季高温是限制龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)生长和发育的一个主要问题。本研究以野生龙须菜作为材料,经过28℃的热锻炼预处理72 h,再分别置于32、36、40℃高温胁迫24 h,并测定了高温胁迫条件下龙须菜的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和可溶性蛋白质的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸(AsA)水平等生理指标,研究了龙须菜对高温胁迫的响应。结果表明:热锻炼能维持藻体较低的MDA含量,降低H2O2的产生速率,缓解藻体的膜脂过氧化伤害;同时热锻炼缓解了可溶性蛋白质的降解,增加了SOD酶的比活力,缓解了AsA的下降速率,说明热锻炼能缓解高温胁迫对藻体的伤害,有效地提高了龙须菜对高温胁迫响应的能力。 相似文献