鹽度脅迫下中肋骨條藻和東海原甲藻的生長及內(nèi)源多胺含量的變化*

朱曉文　趙衛(wèi)紅　苗　輝

(1. 中國科學(xué)院海洋研究所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點實驗室　青島　266071; 2. 中國科學(xué)院大學(xué)　北京　100049)

多胺是一類含有兩個以上氨基的脂肪族生物胺的小分子化合物, 廣泛存在于真核和原核生物中。植物體內(nèi)的多胺主要有: 腐胺(Put)、亞精胺(Spd)、精胺(Spm)、尸胺(Cad)及鯡精胺(Agm)等, 按其在細(xì)胞內(nèi)的存在形態(tài)可分為游離態(tài)(Free), 結(jié)合態(tài)(Conjugated)和束縛態(tài)(Bound)。作為一種普遍存在的代謝調(diào)節(jié)物,多胺對于植物體的細(xì)胞增殖、形態(tài)構(gòu)成、環(huán)境脅迫響應(yīng)及延緩衰老等方面發(fā)揮著特殊的作用。現(xiàn)階段, 多胺在植物體內(nèi)參與生長調(diào)節(jié)和逆境響應(yīng)的作用機(jī)制的研究已廣泛存在于高等植物領(lǐng)域, 以實現(xiàn)提高農(nóng)作物的綜合逆境抗性的目的。研究成果顯示, 多胺可以調(diào)節(jié)代謝和基因表達(dá), 增強(qiáng)抗氧化酶活性, 消除活性氧自由基, 激活或抑制細(xì)胞膜上的各種離子通道活性等過程來保護(hù)細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)及核酸等生物大分子, 維持正常的生理活動, 提高植物的逆境抗性(Nayyaretal, 2004; 向玥如等, 2014)。然而多胺在微藻體內(nèi)所起的抗逆作用, 目前報道的比較少。

中肋骨條藻(Skeletonema costatum s.l.)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)是我國東海海區(qū)發(fā)生赤潮的主要肇事種之一(周名江等, 2003)。已有觀測數(shù)據(jù)表明, 在各種環(huán)境因素和赤潮生物生態(tài)學(xué)過程的作用下, 東海的赤潮高發(fā)區(qū)在特定季節(jié)呈現(xiàn)著以這兩種優(yōu)勢種交互演替的硅藻和甲藻赤潮(周名江等,2006)。赤潮的研究表明了環(huán)境條件在赤潮暴發(fā)優(yōu)勢種的篩選和演替中的重要作用, 而鹽度是影響優(yōu)勢種形成的重要物理因子。此外, 在赤潮暴發(fā)期間, 伴隨著浮游植物的大量繁殖, 海水中的多胺濃度會呈現(xiàn)升高的趨勢(Nishiboriet al, 2003; 李彩艷等, 2012);有實驗顯示, 微藻體內(nèi)游離態(tài)多胺與其生長周期具有一定的相關(guān)性, 在指數(shù)期內(nèi)游離態(tài)的亞精胺與藻細(xì)胞的生長速率呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(Nishiboriet al,2004; 趙衛(wèi)紅等, 2014)。本研究依托鹽度開展了脅迫實驗, 以探究多胺在兩種赤潮藻生長和應(yīng)對不利鹽度環(huán)境時的響應(yīng)機(jī)制。

1　材料與方法

1.1　材料準(zhǔn)備和實驗設(shè)計

取天然海水, 經(jīng)Φ47mmGF/F(Whatman)濾膜過濾,蒸發(fā)濃縮后再稀釋來獲得各個鹽度的海水, 添加 f/2配方, 120°C高壓滅菌冷卻。中肋骨條藻(Skeletonema costatum s.l.)和東海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)由中國科學(xué)院海洋研究所藻種庫提供, 鹽度設(shè)4個水平, 每個水平設(shè)置2個平行樣。中肋骨條藻是廣鹽型的近岸硅藻, 最適增殖鹽度范圍為 20—30(霍文毅等,2001)。而東海原甲藻的最適鹽度范圍則為28—35(潘光等, 2011)。本實驗中中肋骨條藻的鹽度為14、17、20、36, 東海原甲藻為16、21、30、36, 培養(yǎng)體積為1L, 培養(yǎng)溫度為(20±1)°C, 光照強(qiáng)度為 55—70μmol/(m2·s), 光暗比為 L︰D=12︰12, 每日隨機(jī)調(diào)換錐形瓶并搖動3次, 結(jié)束后所剩藻液應(yīng)不少于初始藻液的2/3, 中肋骨條藻和東海原甲藻的初始接種密度分別約為 1×108cell/L 和 1×106cell/L。

1.2　培養(yǎng)過程中取樣

于接種后每隔12h進(jìn)行取樣, 取樣時間為每日的開始時和結(jié)束后, 藻液搖勻后取 10mL藻液, 用TU-1810紫外-可見分光光度進(jìn)行測定藻細(xì)胞密度。中肋骨條藻和東海原甲藻分別在440nm和465nm下測定吸光度, 藻細(xì)胞濃度(N)根據(jù)吸光度值(A)換算得到。換算公式如下, 中肋骨條藻:N=213.48A–6.0046(107/L), (n=7,R2=0.9938); 東海原甲藻:N=53.916A–3.7397(107/L), (n=7,R2=0.994)。取培養(yǎng)至指數(shù)生長期后期的各實驗組藻液, 用于測定 MDA, POD, DAO,PAO和多胺。

1.3　測定方法

1.3.1MDA的測定丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的產(chǎn)物, 是衡量逆境下植物膜系統(tǒng)受損害程度的重要指標(biāo)。產(chǎn)生活性氧是植物遭遇逆境脅迫的常見反應(yīng)之一, 當(dāng)植物體細(xì)胞內(nèi)的有大量活性氧且無法得到及時清除時, 將引起 MDA的生成和積累, 即標(biāo)志著細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜的結(jié)構(gòu)和功能遭受到了損害, 會對植物的生長產(chǎn)生不利影響(Groppaetal, 2001; Yangetal, 2010)。丙二醛(MDA)的測定采用硫代巴比妥酸法(宮相忠等, 2001)。MDA含量以μmol/細(xì)胞數(shù)量表示,計算方法如公式(1)所示。

式中, OD(532—600nm)/155表示?μmol/mL(MDA),V1表示反應(yīng)體系總量(mL),V2表示藻液總量(mL),S表示提取液總量(mL),A表示測定時用提取液總量(mL),Nt表示t時刻單胞藻密度(個/mL)。

1.3.2POD 的測定過氧化物酶(POD)是植物活性氧清除系統(tǒng)的重要組成部分, 它能夠有效地清除細(xì)胞內(nèi)過量的 H2O2和其他氧自由基(Apeletal,2004)。取適量藻液, 3000r/min離心10min收集藻細(xì)胞, 加入1—1.5mL 0.02mol/L的KH2PO4溶液, 冰浴下超聲波破碎, 然后4000×g離心20min。過氧化物酶(POD)的測定采用愈創(chuàng)木酚法(Maehly, 1955), 以每分鐘吸光度變化 0.01表示一個酶活性單位: U(0.01?OD 470/min), 如公式(2)所示。

式中, ?OD470表示反應(yīng)時間內(nèi)吸光度的變化,N表示細(xì)胞數(shù)(個)。Vt表示提取酶液總體積(mL)。Vs表示測定時取用酶液體積(mL)。t表示反應(yīng)時間(min)。

1.3.3PAO和DAO的測定參考汪天等(2004)的測定方法并略有改動。DAO測定中加入 0.1mL Put(20mmol/L)啟動反應(yīng), 在 30°C 下反應(yīng) 30min, 于550nm處測定反應(yīng)后的光度值; PAO測定中加入0.1mL Spd+Spm(20mmol/L)啟動反應(yīng), 在 25°C 下反應(yīng) 30min, 于 550nm處測定反應(yīng)后的光度值。以0.001?OD550/min為一個酶活單位(U)表示 DAO 和PAO活性, 如公式(3)所示。

DAO or PAO(U/cell)=(?OD550×Vt)/(N×Vs×0.001×t) (3)式中, ?OD550表示反應(yīng)時間內(nèi)吸光度的變化,N表示細(xì)胞數(shù)(個)。Vt表示提取酶液總體積(mL)。Vs表示測定時取用酶液體積(mL)。t表示反應(yīng)時間(min)

1.3.4三種形態(tài)多胺的測定多胺的測定方法參考于 Aziz等(1995)并略有改動。取適量藻液,3000r/min離心10min, 收集藻細(xì)胞, 加入1mL 5%的PCA, 超聲下冰浴20min, 18000×g離心15min, 分離上清液, 剩余細(xì)胞碎片用2%的PCA沖洗2次, 合并上清液, 此上清液中包含游離態(tài)多胺和結(jié)合態(tài)多胺。取 1mL上清液進(jìn)行游離態(tài)多胺的測定, 加入 10μL 1,6-己二胺標(biāo)液(10–5mol/L), 4°C冰箱避光反應(yīng)30min,加入70μL硼酸緩沖液和200μL 2mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH, 渦旋混勻, 再加入2mL的丹磺酰氯的丙酮(5mg/mL)溶液, 渦旋混勻, 40°C 下水浴避光衍生45min, 加入 25%的濃氨水 100μL中止反應(yīng), 渦旋混勻30s, 避光靜置30min, 用乙醚分兩次萃取, 合并萃取液, 氮氣吹干, 加入 400μL乙腈溶解殘留物, 最后用 0.22μm有機(jī)針頭微孔濾膜過濾, 進(jìn)樣分析。再取2mL上清液, 用等體積的 12mol/L的 HCl混合, 在110°C 水解 18小時后, 70°C 旋蒸干燥, 再用 1mL 2%PCA萃取, 然后重復(fù)游離態(tài)多胺的處理方法, 用于測定結(jié)合態(tài)。用2mL2% PCA溶解剩余的細(xì)胞碎片,得細(xì)胞懸液。此細(xì)胞懸液重復(fù)結(jié)合態(tài)多胺的處理方法, 用于測定束縛態(tài)多胺。

1.4　數(shù)據(jù)處理

實驗采用 Logistic生長模型來描述藻的生長情況。Logistic生長模型如公式(4)所示:

式中,Bt為t時刻生物量(cell/L),B0為起始生物量(cell/L),Bf為終止生物量(cell/L),μmax為最大生長速度[cell/(L·h)]。利用數(shù)據(jù)分析軟件Origin8.5對兩種藻的生長情況進(jìn)行非線性擬合可得到Bf和μmax作為判定藻生長狀態(tài)的主要指標(biāo)。

2　結(jié)果與分析

2.1　不同鹽度下兩種藻的生長狀況

兩種藻的生長狀況主要參考μmax的結(jié)果, 實驗中相對于鹽度最適范圍內(nèi)的實驗組,μmax減少超過15%的被設(shè)為受脅迫組。從表1的結(jié)果可知, 對于中肋骨條藻, 鹽度為 17時生長狀況最佳, 其終止生物量和最大生長速率均表現(xiàn)出了最大值, 與文獻(xiàn)略有不同,但是 S-20組的μmax與S-17沒有顯著差異, 故可作為對照組; 鹽度為 14時,μmax降低15.9%, 表明其增殖已經(jīng)受到了脅迫, 因而將S-14組視為低鹽脅迫組。鹽度為36時,Bf與S-14相當(dāng), 但是μmax顯著降低32%,表明該鹽度條件下, 中肋骨條藻生長緩慢, 可視為受到了高鹽度的脅迫作用。對于東海原甲藻, 鹽度為30時,Bf和μmax最高, 鹽度為 21和 36時,μmax降低了36.4% 和37.4%, 生長較緩慢, 分別可作為低鹽脅迫組和高鹽脅迫組。當(dāng)鹽度為 16時, 東海原甲藻的生長極緩慢, 甚至無法采集藻細(xì)胞用于測定多胺, 因而認(rèn)為該鹽度環(huán)境下, 東海原甲藻無法生長。

表1　不同鹽度下中肋骨條藻、東海原甲藻的終止生物量Bf(×107cell/L)和最大生長速率μmax[×107cell/(L·h)]Tab.1　The final biomass Bf(×107cell/L) and maximum growth rate μmax[×107cell/(L·h)] of S. costatum s.l. and P. donghaiense under different salinities

2.2　不同鹽度作用下兩種藻體內(nèi)MDA和POD的變化

對于中肋骨條藻(圖1a), S-20組, MDA含量和POD活性最低, 隨著鹽度的降低, MDA含量和POD活性呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。相對于 S-20組, S-14組MDA含量上升了52.3%, POD活性升高了43.0%, S-36組MDA含量上升了84.9%, POD活性升高了65.2%。對于東海原甲藻(圖1-b), 相對于最適鹽度范圍內(nèi)的S-30組, 低鹽脅迫下的 S-21組 MDA含量上升了422.2%, 高鹽脅迫下的 S-36組 MDA含量上升了666.4%, 而三個實驗組的 POD活性均過低而無法檢測。結(jié)果表明, 在高鹽和低鹽的逆境脅迫下, 兩種藻體內(nèi)的MDA含量均會升高, 說明兩種藻遭受活性氧的傷害均會提升。此外, POD活性的變化表現(xiàn)出和MDA含量正相關(guān)的趨勢。

2.3　不同鹽度作用下兩種藻體內(nèi)DAO和PAO的變化

如圖2所示, 兩種藻體內(nèi) DAO和 PAO隨鹽度的變化趨勢均表現(xiàn)出同步性。中肋骨條藻體內(nèi)DAO和PAO隨著環(huán)境鹽度的升高表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢。相對于S-20組, 高鹽脅迫的S-36組, DAO與PAO的活性分別下降了57.8%和56.7%; 低鹽脅迫的S-14組, DAO與 PAO的活性分別下降了 43.1%和20.9%。東海原甲藻體內(nèi)DAO隨鹽度的升高表現(xiàn)為先降低后升高, 而PAO則表現(xiàn)為下降的趨勢。低鹽脅迫的S-21組與S-30組相比, DAO、PAO分別上升了393.1%、115.3%; S-36組相對于S-30的變化并不顯著。

圖1　不同鹽度條件下中肋骨條藻(a)和東海原甲藻(b)的MDA含量和POD活性Fig.1　The MDA content and POD activity of S. costatum s.l.(a) and P. donghaiense(b) under different salinities

圖2　不同鹽度條件下中肋骨條藻(a)和東海原甲藻(b)的DAO和PAO活性Fig.2　The DAO and PAO activity of S. costatums.l.(a) and P. donghaiense(b) under different salinities

2.4　不同鹽度作用下兩種藻體內(nèi)多胺的變化

圖3顯示, 隨著鹽度升高, 中肋骨條藻體內(nèi)總量的Spd和Spm、游離態(tài)的Spd和Spm均呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢, 結(jié)合態(tài)的Spd、束縛態(tài)的Spd和Spm呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢, 游離態(tài)和束縛態(tài)的 Put、結(jié)合態(tài)的 Spm, 則呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢。同時,結(jié)合態(tài)的Put占總量的百分比呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢, 游離態(tài)和束縛態(tài) Put的百分比變化趨勢則相反;游離態(tài)的 Spd占總量的百分比呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢, 結(jié)合態(tài)和束縛態(tài)Spd的百分比變化趨勢則又與之相反。S-36組相對于S-20組, Put、Spd、Spm總量分別升高 130.8%、2.24%、69.4%, 游離態(tài)的 Put、Spd、Spm分別升高667.7%、173.5%和462.0%, 結(jié)合態(tài)的Put、Spm升高17.1%、34.1%, 束縛態(tài)的Put則升高166.2%, 而其他形態(tài)的多胺含量則出現(xiàn)了下降。同時,游離態(tài)多胺的百分?jǐn)?shù)均呈升高之勢, 多胺的存在形態(tài)由結(jié)合態(tài)和束縛態(tài)在向游離態(tài)轉(zhuǎn)變。作為低鹽脅迫的S-14組, 與S-20組相比, 各種類和形態(tài)的多胺主要呈下降的趨勢, Put、Spd、Spm總量分別降低26.3%、47.9%、37.7%, 游離態(tài)的Spd降低45.3%, 結(jié)合態(tài)的Put、Spd、Spm分別降低81.7%、54.2%、59.7%, 而游離態(tài)的 Put則上升 201.4%, 從折線圖可以看出,這一變化表現(xiàn)出腐胺的存在形態(tài)由結(jié)合態(tài)向游離態(tài)轉(zhuǎn)變。

如圖4所示, 隨著培養(yǎng)鹽度升高, 東海原甲藻體內(nèi)Put、Spd、Spm總量, 游離態(tài)的Put、Spd, 結(jié)合態(tài)的Spm、束縛態(tài)的Put、Spd均表現(xiàn)出了逐漸降低的趨勢; 其余的則表現(xiàn)為先降低后升高的趨勢。相對于S-30組, 作為高鹽脅迫的S-36組, Put、Spd、Spm總量分別降低了19.1%、40.0%、19.6%, 游離態(tài)的Put、Spd分別下降了58.6%、88.4%, 結(jié)合態(tài)的 Spm下降了76.7%, 而游離態(tài)的Spm、結(jié)合態(tài)的 Spd、束縛態(tài)的Spm則分別上升了107.6%、44.8%、91.6%。同時,腐胺的存在形態(tài)會向結(jié)合態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變, 亞精胺會由游離態(tài)向結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化, 而精胺是由結(jié)合態(tài)向游離態(tài)和束縛態(tài)轉(zhuǎn)化。作為低鹽脅迫的S-21組, 與S-30組相比, Put、Spd、Spm總量分別升高了88.9%、61.1%、57.0%, 游離態(tài)的Put、Spd、Spm分別上升了111.4%、62.9%、113.8%, 結(jié)合態(tài)的Put、Spd、Spm分別上升了158.3%、56.8%、38.2%, 束縛態(tài)的Put、Spd、Spm分別上升了14.8%、69.4%、85.2%, 然而存在形態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化不明顯。

圖3　不同鹽度下中肋骨條藻體內(nèi)的多胺總量(a), 腐胺(b)、亞精胺(c)、精胺(d)含量的柱狀圖和所占百分比的折線圖Fig.3　The content of total PAs(a), column for content and line chart for percentage of Put(b), Spd(c), Spm(d) in total content from S.costatum s.l. under different salinities

圖4　不同鹽度下東海原甲藻體內(nèi)的多胺總量(a), 腐胺(b)、亞精胺(c)、精胺(d)含量的柱狀圖和所占百分比的折線圖Fig.4　The content of total PAs(a), column for content and line chart for percentage of Put(b), Spd(c), Spm(d) in total content from P.donghaiense under different salinities

2.5　相關(guān)性分析

如圖5所示, 在中肋骨條藻體內(nèi), DAO和游離態(tài)的 Put具有極顯著的指數(shù)反相關(guān)(R2=0.990,P=0.0025), 而PAO則與游離態(tài)的Spd、Spm具有顯著的指數(shù)反相關(guān)(R2Spd=0.7998,P=0.04;R2Spm=0.9659,P=0.011)。兩種氧化酶與結(jié)合態(tài)和束縛態(tài)多胺則沒有顯著的相關(guān)性。POD同多胺的關(guān)系則比較復(fù)雜(圖5c), POD與游離態(tài)和束縛態(tài)的 Put均有顯著的冪正相關(guān)(R2free= 0.986,P=0.0037;R2bound=0.801,P=0.020), 而與結(jié)合態(tài)和束縛態(tài)的 Spd均呈極顯著的冪反相關(guān)(R2conjugated= 0.928,P=0.007;R2bound=0.891,P=0.005)。

圖5　不同鹽度下中肋骨條藻內(nèi)二胺氧化酶(a)、多胺氧化酶(b)、POD(c)和多胺的相關(guān)性Fig.5　The nonlinear curve fit between DAO and PAs(a), PAO and PAs(b), POD activity and PAs(c) of S. costatums.l. under different salinities

3　討論

當(dāng)處于鹽度脅迫時, 兩種藻的生長都受到抑制,藻體內(nèi)的丙二醛含量都有升高, 表明在高鹽和低鹽環(huán)境中, 兩種藻細(xì)胞內(nèi)的活性氧已經(jīng)產(chǎn)生積累, 并對膜系統(tǒng)造成了危害, 導(dǎo)致了丙二醛的逐漸積累, 這可能是脅迫組的兩種藻生長狀況不佳的原因之一。而具有抗逆性的植物體內(nèi), 活性氧的含量和抗氧化物酶的活性應(yīng)該是處于動態(tài)均衡的, 測得的過氧化物酶活性的變化趨勢也是與丙二醛的變化相符的, 兩者具有同步性。此外, 過氧化物酶的活性被發(fā)現(xiàn)同多胺也具有一定的相關(guān)性, 但是其與腐胺和亞精胺的相互作用機(jī)理仍有待進(jìn)一步研究。林定波等(1994)和周玉萍等(2003)在果樹的低溫脅迫中發(fā)現(xiàn), 施加外源亞精胺可增強(qiáng)過氧化物酶的活性; Sarvajeet等(2010)認(rèn)為腐胺可以提高抗氧化酶的活性和抗氧化劑的含量,同時降低活性氧自由基的生成, 從而加強(qiáng)植物種子對高鹽度的耐受性。本實驗中, POD與游離態(tài)和束縛態(tài)的Put呈顯著的正相關(guān), 同結(jié)合態(tài)和束縛態(tài)的 Spd卻呈極顯著的反相關(guān)。由此推測, 藻體內(nèi)的腐胺對于過氧化物酶的提高起促進(jìn)作用, 而結(jié)合態(tài)和束縛態(tài)的亞精胺的作用則有待于進(jìn)一步的研究。二胺氧化酶作用于腐胺, 而多胺氧化酶作用于亞精胺和精胺, 它們是降解多胺的主要酶。本實驗中, 二胺和多胺氧化酶的活性分別同游離態(tài)的Put、Spd和Spm表現(xiàn)為顯著的反相關(guān), 因此在藻體中二胺和多胺氧化酶對游離態(tài)多胺的含量產(chǎn)生了直接的調(diào)控作用。

中肋骨條藻在高鹽脅迫下, 體內(nèi)二胺和多胺氧化酶活性下降, 多胺的總量和游離態(tài)的多胺含量會顯著上升, 多胺的存在形態(tài)會由束縛態(tài)和結(jié)合態(tài)向游離態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)變。多胺含量的增長與植物抗逆性的提高是一致的, 多胺既能夠通過歧化反應(yīng)直接清除活性氧(Azizetal, 1995), 又可以通過提高抗氧化物酶的活性來間接增強(qiáng)植物活性氧清除系統(tǒng)的能力(Droletetal, 1986)。此外, 多胺作為聚陽離子, 可與核酸、蛋白質(zhì)結(jié)合, 穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)和功能, 還可以與生物膜上的帶負(fù)電的基團(tuán)結(jié)合, 進(jìn)而影響膜的流動性和膜結(jié)合酶的活性來提升植物體的抗逆境能力(Lomoziket al, 2005)。Liu等(2000)的研究表明, 逆境脅迫時, 多胺含量的上升會作為“化學(xué)信使”調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)膜向內(nèi)的K+通道大小和氣孔的運動, 控制水分的丟失。因此,藻體內(nèi)多胺含量的增高可以通過上述調(diào)節(jié)機(jī)制來緩解高鹽對中肋骨條藻的傷害, 而游離態(tài)多胺的積累可能是用于平衡細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓, 以抵御高鹽環(huán)境下的滲透壓脅迫。此外, Put總量的增幅(130.8%)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Spd(2.24%)和Spm(69.4%), 而POD又同游離態(tài)和束縛態(tài)的Put呈顯著的正相關(guān), 這表明中肋骨條藻中腐胺對抗高鹽脅迫起著重要作用。東海原甲藻在高鹽脅迫下, 二胺氧化酶活性升高, 多胺氧化酶活性減弱, 游離態(tài) Put、Spd含量下降, 游離態(tài) Spm含量顯著增高, 但是三種多胺總量呈下降趨勢, 而結(jié)合態(tài)的Spd、束縛態(tài)的Spm也有所升高, 藻體內(nèi)Put和Spd向結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化, Spm的存在形態(tài)由結(jié)合態(tài)向游離態(tài)轉(zhuǎn)化, 這與中肋骨條藻的表現(xiàn)差別很大。Roy等(2002)對轉(zhuǎn)基因水稻的研究表明亞精胺和精胺含量與水稻的高鹽脅迫密切相關(guān), 耐鹽的水稻在應(yīng)對脅迫時亞精胺和精胺會增加3—4倍。徐勝利等(2006)發(fā)現(xiàn),多胺可以清除自由基, 而且亞精胺與精胺的作用大于腐胺。因此, 中肋骨條藻體內(nèi)Spd和Spm的增長對于其在逆境下的生長有重要意義; 而東海原甲藻體內(nèi)結(jié)合態(tài)的Spd和游離態(tài)的Spm含量的升高可能是其應(yīng)對高鹽脅迫的響應(yīng)機(jī)制。對比高鹽脅迫下兩種藻的實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn), 鹽度變動 16個單位時, 中肋骨條藻的最大生長速率被抑制了32%, 丙二醛含量上升了84.9%, 而東海原甲藻在鹽度僅升高6個單位時,最大生長速率被抑制了37.4%, 丙二醛的含量升高了666.4%。同時高鹽脅迫下東海原甲藻體內(nèi)多胺主要呈下降趨勢, 而游離態(tài) Spm的增長幅度顯著低于中肋骨條藻, 這可能是東海原甲藻應(yīng)對高鹽脅迫的多胺調(diào)節(jié)能力要弱于廣鹽型的中肋骨條藻所致?，F(xiàn)階段對于低鹽傷害的機(jī)理仍缺乏研究。本實驗中, 中肋骨條藻在低鹽脅迫下表現(xiàn)為游離態(tài)Put顯著增高, 而東海原甲藻體內(nèi)各種存在形態(tài)的多胺均呈現(xiàn)出升高的趨勢, Put的增幅最大, 因此, 兩種藻在應(yīng)對低鹽脅迫時可能存在著相同的調(diào)節(jié)機(jī)制, 即通過提升游離態(tài)的腐胺來增強(qiáng)過氧化物酶的活性, 以應(yīng)對丙二醛的積累, 從而有利于藻的生長。分析表明, 遭受高、低鹽脅迫時, 兩種藻都會提升多胺含量, 通過多胺的調(diào)節(jié)作用來緩解脅迫的傷害, 促進(jìn)生長; 但是在提升的多胺種類和形態(tài)上, 兩種藻有很多差異。

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