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《海洋科学集刊》2016,(0)
植物激素是一类由植物合成的痕量有机物质,调控着植物的生长发育及对环境的适应。藻类属低级植物类群,且具有与高等植物类似的激素类型,相对而言,藻类中激素含量更少,却发挥着更高效的生理活性。无论针对藻类还是高等陆地植物,胁迫响应研究一直是十分活跃的领域。其中,脱落酸(abscisic acid,ABA)作为应激激素,所起的调节作用已得到人们的普遍共识。本文总结了近年来ABA在藻类中的分布,ABA对抗氧化酶系的调控,ABA信号传导路径在陆地植物中的发现与代谢机制,以及利用蛋白质分子系统学对ABA信号传导途径的起源与进化。在此基础上提出:未来藻类ABA参与的抗逆代谢调控研究应着重以潮间带海藻为材料,参考陆地植物研究的成果,应用生物信息学,结合生物化学等手段,进行相关机制的探索。 相似文献
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植物激素是植物体内自然产生的对植物的生长发育起调控作用的化学物质。目前已被广泛公认的植物激素有五大类:生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、脱落酸和乙烯。另外,近些年来,有些学者也把油菜素甾醇类看作植物激素(Mandava,1988)。这些激素协同作用,调节着植物体各部位的生长速率和不同组织、器官的分化;还可保持植物整体生长的协调一致;控制着生殖过程;同时也使植物能对环境的变化作出反应。对陆生高等植物中的激素,已经有了大量的研究报道(Davis,1987)。然而,无论是从进化的角度还是从生理学的角度,人们都在探讨这些激素是否也存在于藻类中?如果存在,它们是否仍具有激素的功能?早在50年代初期就有人开始了这方面的研究(Davidson,1950),以后经过众多研究者多年的努力,对植物激素在藻类中的分布及功能等已有了较深的了解。但藻类中究竟存在哪些激素?它们又是怎样调节生长发育和形态建成的?迄今为止,仍没有肯定的结论。本文结合作者的相关工作,综合当前国内外本领域的研究进展资料,对藻类中激素的研究现状作一较全面的概述。 相似文献
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大型经济海藻龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)在我国南北方海域广泛栽培,但其栽培周期与产量受到夏季高温天气的制约。植物激素脱落酸(ABA)在高等植物生长发育和抗逆胁迫中发挥了重要作用,但在藻类中研究较少。为揭示ABA对高温胁迫下龙须菜的保护作用及其潜在的作用机制,采用超高效液相色谱-质谱联用法(UPLC-MS/MS)研究了外源ABA对高温胁迫下龙须菜代谢产物的影响。结果表明,ABA处理72 h后龙须菜中104种代谢物发生变化,其中黄嘌呤、次黄嘌呤、芦丁、精氨酰琥珀酸等26种代谢物含量升高,而23种溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)和35种溶血磷脂酰胆碱(LPC)含量下降;嘌呤代谢、黄酮和黄酮醇合成以及抗坏血酸和醛酸盐代谢这3条代谢通路受ABA影响显著。最后,利用生理生化方法检测了黄嘌呤对高温胁迫下龙须菜生长速率和活性氧(ROS)的影响,以及ABA添加后两种溶血磷脂代谢酶活性、精氨酰琥珀酸合成酶及其基因表达的变化,发现藻的生长、酶活性或基因表达变化等与代谢组结果相吻合。可见,ABA可以通过激活嘌呤代谢、黄酮和黄酮醇合成以及抑制溶血磷脂合成等来保护高温胁迫下的龙须菜。研究结果丰富了藻类中植物激素抗逆胁迫的资料,为龙须菜耐高温品系选育提供了新的思路。 相似文献
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对目前藻类逆境胁迫下信号传导途径的主要研究进展进行了综述:(1)钙信号系统,藻类通过细胞内Ca2+的变化产生钙信号,Ca2+与钙调素等钙信号受体结合,进而影响钙调素结合蛋白等靶蛋白的活性,从而调控基因表达和生理反应;(2)磷脂酰肌醇信号系统,磷脂酰肌醇在磷脂酶的作用下,水解产生第二信使IP3与DAG,它们可以进一步激活离子通道或蛋白激酶,调节藻类的各种生理反应过程;(3)蛋白质的可逆磷酸化,通过藻类中蛋白质的磷酸化和脱磷酸化,传递信号,并使信号级联放大;(4)蓝藻的二元信号传导系统,蓝藻既具有类似细菌的二元传导系统,又具有真核生物的Ser/Thr或Tyr蛋白质激酶来行使信号传导功能;(5)NO,cAMP等其他信号分子也参与藻类的信号传导途径。 相似文献
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作为居住在海洋中的光合生物,海藻与大多数陆地植物有很大的不同,它在一些海岸环境中发挥着重要的作用。海藻将光能以有机物质的形式转化为化学能,并最终变成其他海洋生物的食物。海藻也供给陆地和海洋生物赖以生存的氧气。像单细胞藻一样,海藻是真核的藻类,结构和繁殖也更为复杂。但相较陆地植物,海藻仍然缺乏高度特化的结构和更为有利的繁殖机制。海藻分为三个种类:绿藻、褐藻及红藻。通过天然的色泽来分辨海藻的不同种群并不是件容易的事情,因为它们有着不同含量组成的叶绿素及其他色素。 相似文献
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3 真核藻类的分子遗传学研究 3.1 质体基因组的研究 80年代以来对真核藻类质体基因组的结构和功能、起源和进化进行了较系统的研究。藻类质体DNA呈环形,长度变化幅度大(73～400kb),据此推测藻类质体可能是多起源的,藻类分枝程度也较陆地植物广。藻类质体DNA以多拷贝形式存在,占DNA总量的15％以上。藻类质体基因同细菌以及高等植物叶绿体基因之间同源性较高,但基因的组织和排列不同。在高等植物和绿藻中,Rubisco酶的大、小亚基基因(rbcL与rbcS) 相似文献
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启动子是基因表达调控重要的顺式元件,其结构与功能的研究成为分子生物学的研究热点之一.本文介绍了植物基因启动子的研究方法与概况,重点综述了藻类基因启动子的研究现状,以及本实验室对节旋藻藻蓝蛋白基因启动子的研究情况,并就启动子研究在基因工程中的应用价值和存在问题进行了讨论. 相似文献
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模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)具有繁殖速度快、世代周期短,通体透明、体细胞数目恒定,基因组小并被完全测序等优点,已经广泛地应用于生态毒理学研究。C.elegans的胚胎发育、蜕皮、繁殖等重要生理过程是通过激素调控的,外源激素的代谢产物可以作为核受体(NRs)的配体,C.elegans的寿命与胰岛素/胰岛素样生长因子信号(IIS)通路和固醇/类固醇信号通路密切相关。近年来已经建立了在分子、细胞、个体和种群水平上,利用vit-2、hsp、消化道与性腺、产卵数、胚胎发育时间、内禀增长率、性别比例等系统地筛选EDCs的指标体系。以C.elegans为模式生物,从线虫的蜕皮、IIS通路等角度探讨了EDCs对线虫寿命的影响及作用机制,并展望了C.elegans在EDCs导致的细胞增殖与细胞分化失调而诱发的癌症、糖尿病等研究中的应用前景。 相似文献
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植物的有性生殖过程是一个极其复杂的生物学过程，受多种信号转导途径的调控和影响。因此，负责识别、转导、接受、处理环境有关信号的信号转导途径成为人们感兴趣的研究对象。在被子植物中，雌雄配子均包埋在各自的配子体中，实验操作难度较大，借鉴藻类这一较低等的植物进行研究，对于深入了解植物界的有性生殖过程将是有益的。 相似文献
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维生素D(VD)是一类具有抗佝偻病作用的类固醇激素,其中维生素D3(VD3)是VD在动物体内的主要存在形式。作为生命活动必不可少的一类物质,VD发挥着广泛且重要的生理学作用。VD在动物体内的代谢过程及相关的代谢酶具有较高的进化保守性,同时也受到多种因素的调控影响。由于鱼类在生活环境方面与陆生脊椎动物存在显著差异,VD在鱼类中的合成代谢及生理功能与高等动物也存在一定的区别。本文主要概述了鱼类VD3的主要来源以及需求量的研究,总结了近年来鱼类维生素D受体(VDR)、VD3代谢调控及其生理功能的研究进展,比较了鱼类和陆生高等动物在VD来源、代谢以及VDR等方面的差异,并对水生动物VD的未来研究方向进行了展望。 相似文献
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植物在逆境下产生活性氧,诱导抗氧化酶活性、抗逆基因表达上调。采用梯度盐度胁迫的方法处理条斑紫菜,发现高盐胁迫下细胞内脱落酸(ABA)含量随盐度的增加而增加,提示条斑紫菜中可能存在ABA介导的抗氧化代谢通路。利用ABA间接合成途径相关的几种抑制剂处理条斑紫菜叶状体,高盐胁迫诱导氧自由基产生,在藻体复苏过程中通过测定光合作用参数的恢复情况,探测藻体受到的氧化伤害,从而证明条斑紫菜中ABA生物合成的可能路径。结果显示多效唑显著降低了光系统II的电子传递能力,说明条斑紫菜中C5前体的合成是通过类似真菌的MVA途径;萘普生减缓了光合参数的恢复,说明条斑紫菜中ABA合成途径类似于类胡萝卜素参与的间接途径;然而,间接途径合成最后一步的抑制剂钨酸钠却没有影响条斑紫菜胁迫后光合作用参数的恢复,说明条斑紫菜中可能存在经由脱落醇生成ABA的支路途径,而脱落醇可作为活性分子,调控抗氧化酶的表达。烯唑醇则可能引起ABA的分解代谢受到抑制,导致过氧化氢的过度产生,并最终对机体产生不利影响。本文的结果为后续条斑紫菜ABA介导的抗氧化机制解析提供了数据支持。 相似文献
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海洋微藻之间的化感作用研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
化感作用(Allelopathy)又称他感作用或相生相克,这一术语是由Moish(1937)最早提出的,用来指植物间的有益和有害的相互作用。Rice(1984)曾把它定义为:“一种植物,包括微生物通过产生化学物质并排至环境中而对另一种植物或微生物产生直接和间接的有害效应。”但是事实上,大量的自然现象和实验表明,植物释放的化学物质由于浓度、作用对象等因素的不同,既可以产生抑制效应,又可以产生促进效应。因此,Rice(1986)后来又认可了Molish(1937)最初提出的定义,并且还对促进效应方面作了综合评述,认为: Allelopathy是指一种植物通过向环境释放某些化学物质，在其周围形成一个微环境区域,从而促进或抑制该区域内其他植物生长的现象。国际化感作用学会(International Allelopathy Society)在1996年修订了Molish(1937)的定义,将化感作用定义为包括植物、藻类、细菌和真菌在内的生物产生的次生代谢产物对生物和农业系统产生的影响。这个定义包括了促进和抑制两方面的作用。
实验室研究和自然环境中的证据表明, 化感作用在陆地生态系统、淡水和海水生态系统中都广泛存在, 包括微藻、大型藻和被子植物在内的所有初级生产者都能产生和释放化感物质。
海洋微藻之间的化感作用正被越来越多的海洋科研工作者关注, 其中重要的一个原因是发生赤潮时, 化感作用可能是赤潮藻在竞争中取得优势地位的重要因素之一。许多赤潮藻分泌的次级代谢产物对其他藻类产生致死或抑制作用(Wolfe, 2000;王悠,2006)。赤潮藻分泌的毒素有些是分解的产物, 有的是自身储存的能量物质, 很多毒素有化感作用(Turneretal.,1997)。海洋藻类化感作用的研究将会为赤潮发生、演替机理的阐明和赤潮的生态调控提供新的思路。
本文作者综合国内外相关文献, 分别从化感作用的研究方法、化感物质的化学性质、影响化感物质产生和作用的因素、化感物质的作用机理和化感作用在群落演替中的作用等方面系统介绍海洋微藻之间化感作用研究的现状, 并提出今后海洋微藻化感作用的研究展望。 相似文献
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藻类生长物质 总被引：3，自引：0，他引：3
植物生长物质对植物的生长发育和代谢过程起着重要作用,有时起决定性作用。因此,它在植物生理生化的理论研究和农业生产的实践中,较为广泛的应用,甚至已成为调节控制植物生长发育的强有力手段之一。许多观察表明,植物激素和植物生长调节剂对藻类,特别是对那些组织结构较复杂的多细胞海藻类的生长发育,也有重要影响。藻类生长物质的研究,主要分两个方面,即提取、层析分离、生物鉴定和藻类对这些物质的反应。Conrad等评述了早期关于生长素方面的研究,在当时激动素和赤霉素等尚未引起人们的注意。后来,Provasoli等又作了进一步的综述。本文主要参考后一篇综述,并增补了近年来的研究进展,就生长素、激动素和赤霉素等分别加以概述。 相似文献
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红藻分子生物学研究进展I基因、基因组织与基因工程 总被引：2，自引：0，他引：2
分子生物学研究始于20世纪50年代,首先在原核生物中取得重大进展.从原核基因克隆到利用原核基因产品的商业生产,从大肠杆菌分子遗传特性的阐明,到对其改造利用.随后分子技术从原核扩展到真核,从动物到植物,从陆地走向海洋,人们对于生命现象本质的认识也不断加深.藻类分子生物学是从80年代以后才逐渐兴起,藻类分子水平研究首先在蓝藻中取得重大突破,而真核藻类,则多是以衣藻作为模式生物的研究,红藻的分子水平研究,从其内容的深度和广度来说,相对落后.作者对近年来红藻分子生物学研究在基因方面的研究进行综述. 相似文献
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栅藻(Desmodesmus sp.)是一种能产生重要次生代谢产物类胡萝卜素的海洋绿藻,为了深入了解栅藻类胡萝卜素代谢途径及关键酶基因,本研究通过Illumina高通量测序平台对栅藻进行转录组测序.利用Trinity软件对转录组数据进行从头组装,共获得37 634个Unigenes,经过与Nt、Nr、Swiss、Prot、KEGG、COG、GO数据库比对,共有23 235个Unigenes获得注释.GO分类中(level 2)注释最多的分别是代谢过程(metabolic process),细胞组分(cell part)和催化活性(catalytic activity),与KEGG数据库比对发现14 123个Unigenes与128条代谢途径相对应.根据组装和注释的转录组结果,鉴定了栅藻中与类胡萝卜素生物合成途径相关的基因,构建了栅藻类胡萝卜素代谢途径,获得的栅藻转录组数据有利于进一步研究类胡萝卜素代谢途径中相关基因的功能及调控. 相似文献
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一般认为植物根际微生物的生物量高于非根际,这与植物根际分泌多种物质有关。不同种类的红树林内出现不同程度的林内富营养化现象,浮游藻类生物量很高,认为这部分地与红树植物根系分泌物(Root Exudates,REs)对林内生物的调控作用有关。红树植物根系分泌物是调控红树林生态效应的关键因素之一。壬二酸(Azelaic acid)是初次在红树植物中检测到的一种二元羧酸类根泌物,选用壬二酸和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)为代表,以不同浓度壬二酸培养藻,在藻生长周期内定期观测其密度、形态、胞内甘油含量、色素含量等指标,进行室内红树植物根系分泌物对藻类的影响作用的初步的机理实验。主要结果如下:在低浓度0.5~1.5 mg/L时,壬二酸可作为营养物质被藻细胞所吸收。而在较高浓度2和4 mg/L时,壬二酸主要起化感抑制作用。细胞膜的脂质过氧化导致胞内甘油含量上升,色素体产生应激反应,色素合成量加大,特别是多甲藻黄素含量增加。通过细胞代谢产生更多的内含物质,如淀粉粒和脂肪,导致液泡增大。色素体是应激反应和抗逆作用的重要细胞器之一。由于壬二酸可以较低浓度出现较高的抑制效应,因此对红树林内的生态效应非以营养效应而以化感效应为主。红树植物根系分泌物对林内生态具有一定的调控作用,应加强野外条件下的红树植物多种根系分泌物的混合效应原位试验。 相似文献
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目的：利用超高效液相-质谱联用技术（UPLC-MS/MS）研究肝喜片在大鼠血清中的代谢调节机制。方法：将30只雄性SD大鼠随机分为对照组、肝喜片低剂量组（0.81 g/kg）、肝喜片高剂量组（4.05 g/kg）,每组各10只,连续给药7 d后腹主动脉采血,采用UPLC-MS/MS检测血清代谢物变化情况。结果：对照组和给药组的代谢轮廓具有明显变化,通过设定VIP值＞1、P<0.05阈值筛选差异代谢物。肝喜片低剂量组与对照组之间差异代谢物主要有40种,肝喜片高剂量组与对照组之间差异代谢物主要有77种,3组之间共有的差异代谢物有26个,其中涉及到的代谢途径主要包括戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化、色氨酸代谢和类固醇激素生物合成。结论：肝喜片抗肿瘤的作用机制可能与戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化、色氨酸代谢和类固醇激素生物合成等代谢途径调控有关。利用代谢组学方法研究差异代谢物变化可以为抗肿瘤提供治疗靶点。 相似文献
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雷帕霉素受体信号通路(mTOR信号通路)广泛存在于真核生物细胞中,能够接收来自营养素、生长因子或者环境胁迫等的信号,通过调控细胞的合成代谢和分解代谢,实现对细胞生长和生理活动的精确调控。在mTOR信号通路的研究中,水产养殖动物mTOR信号通路的研究仅见于少数几种鱼类、对虾和蟹类,且其研究深度远远落后于模式生物。本文综述了近年来mTOR信号通路的研究进展,包括TOR蛋白的发现与组成,以及参与mTOR信号通路的信号因子和信号通路调控生命过程的机制。同时,本文重点阐述了mTOR信号通路在水产动物细胞中的研究现状,说明了水产动物mTOR信号通路研究的必要性,以期为水产养殖动物mTOR信号通路的进一步研究提供参考。 相似文献