论文摘要
本课题主要研究发菜对紫外辐射的响应，采用模拟紫外胁迫的方法处理液体悬浮培养的发菜细胞，研究紫外辐射下发菜细胞的一系列生理生化特性的变化，探究发菜在紫外胁迫下的自我保护机制，本论文主要进行了以下几个方面的研究：首先从细胞和代谢角度，揭示紫外辐射对发菜生理特性的影响。结果表明发菜细胞在接受5W/m2UV-B辐射不同时间后，细胞体积变小，胞外多糖包裹层加厚，类囊体变得松散，羧酶体整体由集中变得分散，数量下降，体积变小。藻青素颗粒向细胞中央集中，藻胆体变小。在UV-B辐射处理前12h内叶绿素a含量增加了约40％，后期迅速下降，但48h后，叶绿素a含量仅比初始值低10％左右。辐射前12h内类胡萝卜素含量增长了约120％，而藻蓝蛋白含量在辐射前期变化不大，前12h内减少了不到1%，而在12～48h内含量迅速下降。UV-B辐射引起发菜细胞内总碳水化合物含量的降低，前12h内胞内总碳水化合物含量下降了近15％，12～48h内变化不明显，与此同时，48h内胞外多糖含量增加了大约17％。辐射12h后蛋白质含量下降超过60％，总脂肪含量辐射前24h下降了约50％，同时丙二醛含量一直上升。紫外辐射后细胞内氨基酸Cys，Tyr，Phe，Met，Leu的减少，Glu，Val，Gly，Ile，Pro，His的增多。UV-B辐射处理后细胞在接受恢复培养阶段出现了生长的抑制，但经过恢复培养均能观察到对数期的出现。其次研究了发菜细胞的光保护物质和胞外多糖对紫外辐射的响应。结果表明UV-B辐射对发菜胞内伪枝藻素和低聚糖交联类菌胞素氨基酸的合成诱导作用明显。辐射48h后，5W/m2和1W/m2强度的UV-B诱导发菜细胞伪枝藻素含量分别提高了约164.0％和103.9％。1W/m2和5W/m2UV-B辐射在12h和48h内诱导发菜细胞低聚糖交联类菌胞素氨基酸含量分别增加了145.4%和114.5%。HPLC分析表明液体悬浮培养的发菜细胞的类菌胞素氨基酸与野生发菜的明显不同，不同强度UV-B辐射对总类菌胞素氨基酸的影响是不确定的，试验中观察到了UV-B辐射强度的改变引起某些类菌胞素氨基酸含量的上升，下降，消失以及新的类菌胞素氨基酸的出现。在5W/m2和1W/m2强度下辐射12和36h后，类胡萝卜素含量分别达到最高，比起始增加了121.7％和139.3％，在12h内5W/m2的UV-B诱导脯氨酸的量比对照提高了接近1.3倍，虽然后期下降明显。恢复培养阶段，短时间的UV-B辐射后的发菜细胞最终分泌更多的胞外多糖，经过3h和6h辐射处理后的细胞最终胞外多糖含量提高了约10％和42.8％。提取粗多糖，从红外光谱，紫外光谱以及表观形态上看出，粗多糖的性质发生了变化，在清除自由基，特别是超氧阴离子自由基方面有了很大提高。最后对粗多糖进行分离纯化，得到两种多糖NFPS1和NFPS2。对每一种多糖进行理化性质分析，结果表明NFPS1是一种发菜原多糖的类似物，在表面形态，紫外和红外光谱，热稳定性，有关化学性质，以及单糖组成上都有相似之处。NFPS2是一种疑似糖蛋白化合物，单糖组成简单，在之前未被报道过。在清除自由基试验中，NFPS1和NFPS2分工明显，NFPS1主要清除超氧阴离子自由基，0.05g/L的NFPS1清除率超过90％，而NFPS2主要清除羟基自由基，0.05g/L的NFPS2对羟基自由基清除率接近60％，是NFPS1效果的两倍还要多。
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