外源一氧化氮对蓝藻生长发育的影响

论文摘要

聚球藻7002（Synechococcus sp. PCC7002）和鱼腥藻7120（Anabaena PCC7120）是蓝藻中的重要种类,是全球碳氮循环的重要组成部分。本研究以聚球藻7002和鱼腥藻7120为材料为实验材料,分别观察聚球藻7002在MA （+N）和MA（-N）培养基、鱼腥藻7120在BG11和BG110培养基中的生长情况,分别测定藻细胞数、OD750、叶绿素含量、藻内产生的一氧化氮（NO）含量等生理生化指标,研究NO对非固氮蓝藻和固氮蓝藻生长的影响。结果显示：在相同培养条件下,聚球藻7002在氨态氮——MA（-N）培养液中生长得更加旺盛。当培养了20天时,在硝氮环境中培养的聚球藻7002的OD750为0.781,而氨氮环境中的聚球藻7002的OD750为0.828,两者之间差异明显；测定NO含量时发现,在氨态氮中藻内NO含量为2.2168/g,硝态氮的为2.097/g。清除体内的NO降低了聚球藻的生长速率,增加NO的量促进了聚球藻的生长。鱼腥藻7120培养23天时,在缺氮培养基——BG-11（-N）生长得较好,OD750为0.423,在含氮培养基——BG-110（+N）中OD750为0.376。异形胞是固氮蓝藻特有的细胞,当鱼腥藻7120培养在缺氮培养液中时,部分营养细胞会分化为异形胞。我们发现,在含氮培养基中加入NO,部分营养细胞分化为异形胞。前人研究结果表明α-酮戊二酸含量反应了培养基中氮源的含量,缺氮后α-酮戊二酸含量增高,后者诱发异形胞的形成。α-酮戊二酸含量的变化与异形胞的变化正相关,在加入SNP正氮条件下σ-酮戊二酸相对含量为1.2886nmol、负氮条件下为1.1733nmol、正氮条件下为0.4706nmol、加入CPTIO的正氮条件下0.2354nmol。我们发现外源NO可以增加α-酮戊二酸的含量,清除体内的NO减少了α-酮戊二酸的含量,表明NO通过α-酮戊二酸途径调节鱼腥藻7120异形胞的形成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 蓝藻概述
• 1.1.1 蓝藻研究背景介绍
• 1.1.2 蓝藻的细胞结构
• 1.2 蓝细菌异形胞的特征
• 1.2.1 异形胞的形态和功能特征
• 1.2.2 有关异形胞结构的分子研究
• 1.2.3 异形胞的形成和主要影响因子
• 1.3 蓝藻的生物固氮作用
• 1.3.1 固氮蓝藻鱼腥藻属简介
• 1.3.2 鱼腥藻异形胞的发育机制
• 1.4 非固氮蓝藻聚球藻属简介
• 1.5 生物固氮原理简介
• 1.6 α-酮戊二酸概述
• 1.6.1 α-酮戊二酸的化学性质
• 1.6.2 生物体内α-酮戊二酸的形成和作用
• 1.6.3 蓝藻异形胞与α-酮戊二酸的关系
• 1.6.4 α-酮戊二酸的检测手段
• 1.7 一氧化氮（NO）
• 1.7.1 一氧化氮的性质
• 1.7.2 大气中的NO
• 1.7.3 NO在生物体的研究
• 1.8 本文的研究目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验用藻
• 2.1.2 主要药品
• 2.1.3 主要设备与仪器
• 2.1.4 实验主要试剂的配制
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 蓝藻的培养
• 2.2.2 蓝藻生长密度的测定
• 2.2.3 蓝藻生长曲线的绘制
• 2.2.4 蓝藻叶绿素a含量的测定
• 2.2.5 蓝藻叶绿素a含量曲线的绘制
• 2.2.6 聚球藻7002细胞数的测定
• 2.2.7 蓝藻藻细胞干重的测定
• 2.2.8 NO对聚球藻7002的影响
• 2.2.9 NO对鱼腥藻7120的影响
• 2.2.10 NO与鱼腥藻7120α-酮戊二酸积累的关系
• 3 结果与讨论
• 3.1 NO对蓝藻生长速率的影响
• 3.1.1 聚球藻7002生长速率的测定
• 3.2 NO对聚球藻7002生长速率的影响
• 3.3 NO对鱼腥藻7120生长的影响
• 3.3.1 鱼腥藻7120异形胞发育时间的观察
• 3.3.2 鱼腥藻7120生长速率的测定
• 3.3.3 NO对鱼腥藻7120异形胞发育的影响
• 3.4 NO对鱼腥藻7120 α-酮戊二酸含量的影响
• 3.4.1 鱼腥藻7120藻细胞破碎方法的比较
• 3.4.2 α-酮戊二酸标准品的测定：采用反相高压液相色谱（HPLC）法
• 3.4.3 藻细胞中α-酮戊二酸含量与培养基的关系
• 3.4.4 NO对藻细胞中α-酮戊二酸含量的影响
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢