目的 探讨藻红蛋白(PE)对HeLa细胞生长和凋亡的影响及其机制.方法 从龙须菜中获得高纯度PE,用PE 0、5、10、20、40 mg/L处理宫颈癌HeLa细胞,采用MTT法检测细胞生长,Hoechst 33342染色检测细胞核凋亡,流式细胞术测定细胞凋亡,细胞膜电位探针JC-1染色检测线粒体膜电位,实时荧光定量PCR和Western blot法检测细胞凋亡相关基因和蛋白表达情况.结果与PE 0mg/L比较,PE 10、20、40 mg/L呈浓度依赖性地抑制HeLa细胞生长,增加晚期凋亡率和总凋亡率,上调Caspase-3、Caspase-9和Bax mRNA表达和剪切型Caspase-3蛋白表达(P＜0.05).与PE 0 mg/L比较,PE 20、40 mg/L处理24 h后细胞核凋亡率升高,PE 10、20和40 mg/L处理48 h后细胞核凋亡率升高,且48 h比24 h更明显(P＜0.05).与PE 0、10 mg/L比较,PE 20、40 mg/L处理后HeLa细胞线粒体膜电位降低,Bcl-2 mRNA和蛋白表达下调,CytC蛋白表达上调,且PE 40 mg/L较PE 20 mg/L更明显(P＜0.05).结论PE能呈浓度依赖性地抑制HeLa细胞生长,诱导细胞凋亡,其机制可能与降低细胞线粒体膜电位和调控线粒体凋亡通路相关蛋白的表达有关.

研究以裂片石莼(Ulva fasciata)、肠浒苔(Ulva intestinalis)、龙须菜(Gracilaria lemaneaformis)、坛紫菜(Pyropia haitanensis)为实验材料,分析了不同温度(15、20、25、30℃)下4种大型海藻对海水中N、P元素的吸收效率和光合特性的特点.结果显示:(1)4种大型海藻对水体N、P均有明显的吸收效果,吸收能力高低依次为肠浒苔>裂片石莼>坛紫菜>龙须菜;(2)温度过高或过低都会限制藻类对N、P的吸收和正常生长,同时降低4种藻的相对电子传递速率及光化学效率;(3)裂片石莼与肠浒苔的N、P吸收能力强,且光合系统对温度耐受性高,是实施养殖污水生物净化的良好材料;(4)4种海藻对水体中N、P营养盐的吸收在48h内基本完成,实地应用中可考虑24—48h周期换水或采用流通循环式的培养模式,以达到既促进藻类的生长又提高营养盐吸收效率的目的,以避免藻体因营养缺乏引起负生长而造成二次污染.

从广东省南澳岛采集龙须菜(Gracilaria lemaneiformis),分离海洋来源的琼胶酶产生菌,并对其进行分类鉴定,为琼胶酶的开发利用奠定基础.利用4种不同的筛选培养基分离产琼胶酶的菌株,通过形态、生理生化特征和 16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定并构建系统发育树,通过DNS法测定琼胶酶活力,研究菌株所产琼胶酶的类型,对菌株的生长曲线及发酵产酶曲线进行初步测定.结果显示,分离得到一株高产琼胶酶的菌株ZQM2017,该菌株为革兰氏阴性短杆菌,16S rRNA 基因序列分析显示该菌株属于弧菌属(Vibrio sp.),结合形态特征和生理生化实验结果鉴定为溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus);可同时产α-琼胶酶与β-琼胶酶;该菌株在液体培养基中28℃,180 r/min 振荡培养时,其对数期出现在3-9 h,发酵5 h即有明显产酶,当发酵至46 h,所产琼胶酶活力达到最高109.87 U/mL发酵液.从南澳岛龙须菜上自主分离筛选得到的海洋细菌ZQM2017,经鉴定命名为Vibrio alginolyticus ZQM2017,可同时分泌α-琼胶酶和β-琼胶酶,所产琼胶酶初始活力高达109.87 U/mL.

大型海藻富含多种活性物质,具有抗衰老等生物活性;轮虫是良好的潜在抗衰老研究模式生物.本研究以褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)作为实验对象,研究了不同浓度的大型海藻龙须菜抽提液(0,250,500,750,1000 mg/L)和不同浓度的食物(蛋白核小球藻和普通小球藻)对褶皱臂尾轮虫生命表参数的影响.结果表明:与对照组相比,食物浓度为1.0× 106个/mL蛋白核小球藻时,不同浓度龙须菜抽提液对轮虫产卵数、平均寿命、净生长率以及世代时间有显著促进效应(P＜0.05);轮虫平均产卵数及寿命在龙须菜抽提液浓度750 mg/L处达到最高,分别为16只和13.9d(P＜0.05).食物浓度为2.0× 106个/mL普通小球藻时,轮虫平均产卵数和寿命在抽提液浓度为500 mg/L处达到最高,分别为16只和13.6d(P＜0.05),轮虫平均寿命和净生长率均有显著提高(P＜0.05).相同龙须菜抽提液浓度下,食物浓度为1.0×106个/mL蛋白核小球藻下轮虫的净生长率、世代时间均显著高于食物浓度为2.0× 106个/mL蛋白核小球藻培养的轮虫(P＜0.05);食物浓度为2.0× 106个/mL时,普通小球藻培养轮虫的净生长率和世代时间均显著高于蛋白核小球藻实验组(P＜0.05).交互作用分析显示,龙须菜抽提液与小球藻的交互作用对褶皱臂尾轮虫的内禀增长率有显著影响(P＜0.05).研究结果表明,大型海藻龙须菜抽提液对褶皱臂尾轮虫的生长与生殖有促进作用,延长轮虫寿命.

浮游植物是海洋生态系统的主要生产者,其群落结构与水质密切相关.为揭示汕头南澳岛环境特征,于2018年1月(冬季)和4月(春季)在环南澳岛近岸海域设置12个采样站位,开展浮游植物群落结构和水环境调查.冬季共发现浮游植物74种,以硅藻为主,优势种为具槽帕拉藻(Paralia sulcate,浮游植物丰度平均值为(3.45±1.59)×104 cells/L;春季共发现浮游植物80种,以硅藻和甲藻为主,优势种为新月菱形藻(Nitzschia closterium),浮游植物丰度平均值为(5.23±6.02)×104 cells/L.春季浮游植物丰度和物种数较冬季高,优势种季节变化明显.冬季和春季浮游植物丰度均以青澳湾S11最高,该站位受到人类活动影响严重;深澳湾龙须菜栽培区S7浮游植物密度相对较低,说明龙须菜规模栽培对浮游植物生长抑制效应明显.冗余分析表明,冬季影响浮游植物群落结构的主要环境因子为总氮(TN)和水温(WT),春季为活性磷酸盐(PO43--P)、亚硝酸盐(NO2--N)和铵盐(NH4+-N).上述结果表明南澳岛近岸海域浮游植物群落结构与环境因子的时空分布差异显著,且浮游植物分布特征与水体营养盐关系密切,其中个别样点受人类活动影响较大,水质指标和浮游植物丰度都较高,呈现富营养化趋势;因此,应加强海岛环境和旅游业管理,控制陆源生活污水排放,保护海岛近海环境.

为了探究不同盐度对龙须菜生长、琼胶合成及相关基因表达的影响, 研究了15、25和35三种盐度条件下龙须菜的生长速率、琼胶含量、琼胶合成酶α -半乳糖苷酶(GLA)、半乳糖苷转移酶(GAT)、α -1,3-糖脂磺基转移酶(GST)、半乳糖-2,6-硫酸化酶(GAS)的基因表达.结果表明, 盐度25时龙须菜生长速率最高, 为7.17%/d, 高于低盐(15)时的6.27%/d和高盐(35)时的3.57%/d, 低盐和高盐都表现出明显的暗呼吸速率上升和光合速率下降.龙须菜培养15d后, 在低盐条件下琼胶含量为9.27%, 盐度25和高盐分别为6.91%和8.09%.培养第3天时在低盐和高盐下龙须菜中gla基因表达量和酶活都显著高于盐度25的表达量; 15d后在盐度25条件下gla基因表达量仍然最低,但GLA酶活无显著差异.gat基因在低盐条件下先降低后升高,在高盐条件下表达量始终最高,为盐度25的3.03倍.在低盐条件下gst和gas基因都在短期内出现显著下降,但15d后恢复到与正常盐度无显著差异.龙须菜半乳糖含量在高盐条件下相对盐度25显著升高, 达到其3.27倍, 而在低盐条件下各种单糖含量相对较低, 半乳糖含量极低.研究结果说明过高和过低盐度都会对龙须菜造成一定程度的胁迫,并促进琼胶的合成, 但其促进琼胶积累的机制存在差异, α -半乳糖苷酶和半乳糖苷转移酶在其中扮演着非常重要的角色.

以大型海藻龙须菜(Gracilaria lemanensis)为实验材料,设置不同CO2浓度(400μL·L–1和1000μL·L–1)和磷浓度(0.5和30μmol·L-1)实验,探讨大气CO2浓度升高对不同磷浓度培养下龙须菜生长、光合作用及ATPase活性的影响.结果显示大气CO2下,磷加富导致龙须菜的相对生长速率和最大光合速率增加,暗呼吸速率降低;但高CO2浓度下,磷浓度变化对三者的影响不明显.不论是在大气CO2浓度还是高浓度CO2下,磷加富对叶绿素a、类胡萝卜素含量和实际光化学效率均没有明显影响,但导致ATPase活性均明显增加.以上结果表明在高浓度CO2诱导海洋酸化环境中,磷加富可以通过调节光合速率、暗呼吸速率和ATPase活性,改变能量的利用效率调控其生长.