短期铁限制条件下假微型海链藻细胞氧化应激及程序性死亡机制研究
发布时间：2021-04-03 19:53
海洋硅藻是一类起源于1.8亿年前的二次共生的光合自养单细胞藻类,它广泛分布于世界各海区,是海洋中最主要的初级生产者之一,在全球固碳作用中有着极其重要的作用。而铁是海洋初级生产力的主要限制元素,在高营养盐低叶绿素海区（HNLC）施铁实验后爆发的浮游植物中,硅藻占据70%的比例,表明硅藻能耐受铁限制的环境,并能在获取铁后迅速生长。但是硅藻对铁的耐受性因种类的差异而差别,已有大量证据表明羽纹纲硅藻对铁具有独特的吸收和存储机制,而中心纲硅藻较羽纹纲硅藻具有较低的低铁耐受性,且相关的低铁响应机制仍知之不多。本研究采用显微观察、生理测定、细胞切片、以及多种生化染色法分别研究了铁限制下海洋硅藻中心纲假微型海链藻（Thalassiosira pseudonana）细胞氧化应激反应和程序性死亡（PCD）诱发的生理特征。通过iTRAQ LC-MS/MS蛋白定量分析获得上述铁限制诱导下藻细胞全蛋白组的表达信息,分析了铁限制的藻细胞（第4天）与正常藻细胞在全细胞蛋白质表达水平上的差异及其差异蛋白的功能与调控,探讨了藻细胞对短期缺铁的响应机制,并与ROS活性检测、磷脂酰丝氨酸外翻和死亡细胞数量检测等生理结果相印...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
目录
Contents
摘要
Abstract
縮略词
第一章 前言
1.1 铁对海洋硅藻分布的影响
1.2 铁限制对硅藻细胞的作用
1.2.1 铁限制影响硅藻的光合作用
1.2.2 铁限制影响硅藻的呼吸作用
1.2.3 铁限制影响硅藻对营养元素吸收和利用
1.2.4 铁限制影响硅藻的抗氧化作用
1.2.5 硅藻对铁限制的细胞反应的研究进展
1.3 浮游植物细胞程序性死亡
1.3.1 浮游植物细胞程序性死亡的一般特征
1.3.2 浮游植物细胞程序性死亡的检测
1.3.3 浮游植物细胞程序性死亡研究进展
1.4 蛋白质组学在藻类研究中的应用
1.4.1 蛋白质组学简述
1.4.2 基于iTRAQ的定量蛋白质组学
1.4.3 iTRAQ技术在浮游藻类中的应用
1.5 本论文的研究目的和意义
第二章 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 藻种
2.1.2 主要仪器
2.1.3 主要试剂
2.1.4 常用溶液配制
2.2 实验方法
2.2.1 藻生长过程中细胞数变化的测定
2.2.2 光合系统Ⅱ最大光化学量子产量（Fv/Fm）检测
2.2.3 培养基参数测定
2.2.4 透射电镜制片观察（此部分李彩霞完成）
2.2.5 假微型海链藻细胞活性氧含量检测
2.2.6 假微型海链藻细胞磷脂酰丝氨酸外翻率检测
2.2.7 CaspACE测定假微型海链藻Caspase活性
? Green法检测假微型海链藻死细胞"> 2.2.8 SYTOX? Green法检测假微型海链藻死细胞
2.2.9 假微型海链藻总蛋白提取
2.2.10 iTRAQ实验流程
2.2.11 蛋白组数据分析和注释
2.2.12 RNA的提取及质量检测
2.2.13 qPCR检测验证蛋白质组数据
第三章 结果
3.1 铁限制和完全培养假微型海链藻细胞的生理反应
3.1.1 假微型海链藻生长曲线光合系统Ⅱ的光合效率（Fv/Fm）变化曲线
3.1.2 培养基营养元素分析
3.1.3 假微型海链藻透射电镜（TEM）图像（李彩霞完成）
3.2 铁限制和完全培养条件下细胞的生化检测
3.2.1 CM-H2DCFDA染色
3.2.2 Annexin V染色
3.2.3 CaspACE染色
3.2.4 SYTOX Green染色
3.3 蛋白质组学数据结果
3.3.1 iTRAQ LC-MS/MS蛋白定量分析检测
3.3.2 RT-PCR validation of the proteomics analysis
3.3.3 铁限制条件下的光合作用和ROS的积累
3.3.4 铁限制条件下的呼吸作用和ROS的积累
3.3.5 氧化应激相关蛋白
3.3.6 细胞程序性死亡蛋白
3.3.7 氮代谢相关的蛋白
3.3.8 假微型海链藻铁转运相关的蛋白
第四章 讨论
4.1 实验材料的选择和蛋白质提取时间点的确定
4.2 铁限制下T.pseudonana细胞的生理生化反应
4.3 细胞内ROS的产生
4.3.1 叶绿体中ROS的产生
4.3.2 线粒体中ROS的产生
4.4 假微型海链藻抗氧化应激和抗程序性死亡相关的蛋白
4.5 铁限制条件下其它代谢活动
4.5.1 铁限制条件下细胞内的氮代谢
4.5.2 铁限制条件下细胞内的铁代谢
4.5.3 铁限制条件下细胞内的硅代谢
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 本论文的创新点
5.3 展望
参考文献
在学期间参与的课题和发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻叶色白化转绿及多分蘖矮秆突变体hfa-1的基因表达谱分析[J]. 郭涛,黄永相,罗文龙,黄宣,王慧,陈志强,刘永柱. 作物学报. 2013(12)
[2]植物中活性氧的研究进展[J]. 黄亚成,秦云霞. 中国农学通报. 2012(36)
[3]细胞凋亡检测方法的研究进展[J]. 孙建平,谭竹钧,韩雅莉. 生物技术通报. 2012(01)
[4]热休克蛋白在植物抗逆反应中的作用[J]. 周丽,何非,潘秋红,段长青. 热带生物学报. 2011(04)
[5]光合作用[J]. 周志强. 中国图书评论. 2011(12)
[6]叶绿体光合代谢中活性氧的产生与清除[J]. 张有福,陈春艳,孙会忠,陈应武. 生物学杂志. 2011(04)
[7]iTRAQ技术及其在蛋白质组学中的应用[J]. 谢秀枝,王欣,刘丽华,董世雷,皮雄娥,刘伟. 中国生物化学与分子生物学报. 2011(07)
[8]细胞凋亡常用检测方法的研究进展[J]. 郭延锋,高均伟,朱国坡,刘兴友. 中国畜牧兽医. 2010(02)
[9]线粒体呼吸链膜蛋白复合体的结构[J]. 孙飞,周强军,孙吉,翟宇佳,饶子和. 生命科学. 2008(04)
[10]热休克蛋白的研究进展[J]. 蒲力群,王逢会,霍满鹏. 延安大学学报(自然科学版). 2008(01)
博士论文
[1]应用iTRAQ技术分析绝经前后三阴性乳腺癌和癌旁组织差异表达蛋白[D]. 梁金龙.吉林大学 2013
硕士论文
[1]杂交水稻种子耐贮藏生理基础和蛋白质组学研究[D]. 高家东.湖南农业大学 2012
[2]小叶满江红共生蓝细菌的细胞程序性死亡研究[D]. 高媛.福建农林大学 2009
[3]拟南芥5，10-亚甲基四氢叶酸脱氢酶/5，10-次甲基四氢叶酸环化酶基因克隆和功能的研究[D]. 王玉海.兰州大学 2009
[4]拟南芥硫氧还蛋白基因在逆境胁迫下的功能解析[D]. 夏德习.东北林业大学 2007
本文编号：3116980
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
目录
Contents
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Abstract
縮略词
第一章 前言
1.1 铁对海洋硅藻分布的影响
1.2 铁限制对硅藻细胞的作用
1.2.1 铁限制影响硅藻的光合作用
1.2.2 铁限制影响硅藻的呼吸作用
1.2.3 铁限制影响硅藻对营养元素吸收和利用
1.2.4 铁限制影响硅藻的抗氧化作用
1.2.5 硅藻对铁限制的细胞反应的研究进展
1.3 浮游植物细胞程序性死亡
1.3.1 浮游植物细胞程序性死亡的一般特征
1.3.2 浮游植物细胞程序性死亡的检测
1.3.3 浮游植物细胞程序性死亡研究进展
1.4 蛋白质组学在藻类研究中的应用
1.4.1 蛋白质组学简述
1.4.2 基于iTRAQ的定量蛋白质组学
1.4.3 iTRAQ技术在浮游藻类中的应用
1.5 本论文的研究目的和意义
第二章 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 藻种
2.1.2 主要仪器
2.1.3 主要试剂
2.1.4 常用溶液配制
2.2 实验方法
2.2.1 藻生长过程中细胞数变化的测定
2.2.2 光合系统Ⅱ最大光化学量子产量（Fv/Fm）检测
2.2.3 培养基参数测定
2.2.4 透射电镜制片观察（此部分李彩霞完成）
2.2.5 假微型海链藻细胞活性氧含量检测
2.2.6 假微型海链藻细胞磷脂酰丝氨酸外翻率检测
2.2.7 CaspACE测定假微型海链藻Caspase活性
? Green法检测假微型海链藻死细胞"> 2.2.8 SYTOX? Green法检测假微型海链藻死细胞
2.2.9 假微型海链藻总蛋白提取
2.2.10 iTRAQ实验流程
2.2.11 蛋白组数据分析和注释
2.2.12 RNA的提取及质量检测
2.2.13 qPCR检测验证蛋白质组数据
第三章 结果
3.1 铁限制和完全培养假微型海链藻细胞的生理反应
3.1.1 假微型海链藻生长曲线光合系统Ⅱ的光合效率（Fv/Fm）变化曲线
3.1.2 培养基营养元素分析
3.1.3 假微型海链藻透射电镜（TEM）图像（李彩霞完成）
3.2 铁限制和完全培养条件下细胞的生化检测
3.2.1 CM-H2DCFDA染色
3.2.2 Annexin V染色
3.2.3 CaspACE染色
3.2.4 SYTOX Green染色
3.3 蛋白质组学数据结果
3.3.1 iTRAQ LC-MS/MS蛋白定量分析检测
3.3.2 RT-PCR validation of the proteomics analysis
3.3.3 铁限制条件下的光合作用和ROS的积累
3.3.4 铁限制条件下的呼吸作用和ROS的积累
3.3.5 氧化应激相关蛋白
3.3.6 细胞程序性死亡蛋白
3.3.7 氮代谢相关的蛋白
3.3.8 假微型海链藻铁转运相关的蛋白
第四章 讨论
4.1 实验材料的选择和蛋白质提取时间点的确定
4.2 铁限制下T.pseudonana细胞的生理生化反应
4.3 细胞内ROS的产生
4.3.1 叶绿体中ROS的产生
4.3.2 线粒体中ROS的产生
4.4 假微型海链藻抗氧化应激和抗程序性死亡相关的蛋白
4.5 铁限制条件下其它代谢活动
4.5.1 铁限制条件下细胞内的氮代谢
4.5.2 铁限制条件下细胞内的铁代谢
4.5.3 铁限制条件下细胞内的硅代谢
第五章 总结与展望
5.1 研究总结
5.2 本论文的创新点
5.3 展望
参考文献
在学期间参与的课题和发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻叶色白化转绿及多分蘖矮秆突变体hfa-1的基因表达谱分析[J]. 郭涛,黄永相,罗文龙,黄宣,王慧,陈志强,刘永柱. 作物学报. 2013(12)
[2]植物中活性氧的研究进展[J]. 黄亚成,秦云霞. 中国农学通报. 2012(36)
[3]细胞凋亡检测方法的研究进展[J]. 孙建平,谭竹钧,韩雅莉. 生物技术通报. 2012(01)
[4]热休克蛋白在植物抗逆反应中的作用[J]. 周丽,何非,潘秋红,段长青. 热带生物学报. 2011(04)
[5]光合作用[J]. 周志强. 中国图书评论. 2011(12)
[6]叶绿体光合代谢中活性氧的产生与清除[J]. 张有福,陈春艳,孙会忠,陈应武. 生物学杂志. 2011(04)
[7]iTRAQ技术及其在蛋白质组学中的应用[J]. 谢秀枝,王欣,刘丽华,董世雷,皮雄娥,刘伟. 中国生物化学与分子生物学报. 2011(07)
[8]细胞凋亡常用检测方法的研究进展[J]. 郭延锋,高均伟,朱国坡,刘兴友. 中国畜牧兽医. 2010(02)
[9]线粒体呼吸链膜蛋白复合体的结构[J]. 孙飞,周强军,孙吉,翟宇佳,饶子和. 生命科学. 2008(04)
[10]热休克蛋白的研究进展[J]. 蒲力群,王逢会,霍满鹏. 延安大学学报(自然科学版). 2008(01)
博士论文
[1]应用iTRAQ技术分析绝经前后三阴性乳腺癌和癌旁组织差异表达蛋白[D]. 梁金龙.吉林大学 2013
硕士论文
[1]杂交水稻种子耐贮藏生理基础和蛋白质组学研究[D]. 高家东.湖南农业大学 2012
[2]小叶满江红共生蓝细菌的细胞程序性死亡研究[D]. 高媛.福建农林大学 2009
[3]拟南芥5，10-亚甲基四氢叶酸脱氢酶/5，10-次甲基四氢叶酸环化酶基因克隆和功能的研究[D]. 王玉海.兰州大学 2009
[4]拟南芥硫氧还蛋白基因在逆境胁迫下的功能解析[D]. 夏德习.东北林业大学 2007
本文编号：3116980
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/scyylw/3116980.html
