当前位置:主页 > 社科论文 > 生态环境论文 >

东海原甲藻和米氏凯伦藻对氮、磷限制的分子响应机制研究

发布时间:2017-10-06 20:34

  本文关键词:东海原甲藻和米氏凯伦藻对氮、磷限制的分子响应机制研究


  更多相关文章: 东海原甲藻 米氏凯伦藻 氮限制 磷限制 磷恢复 高通量转录组学 实时荧光定量PCR


【摘要】:本研究以东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和米氏凯伦(Karenia mikimotoi Hansen)为对象,采用高通量转录组学、荧光定量PCR和生理生化等多种研究手段,揭示东海原甲藻在氮、磷限制条件下的氮磷代谢网络及其调控机制,以及相较于氮磷饱和条件下,在磷限制条件下进行不同形态磷源恢复时,东海原甲藻氮、磷代谢相关基因的相对表达丰度和差异,并阐明米氏凯伦藻在氮磷饱和条件下的氮、磷代谢网络及其调控机制,从而为探讨磷营养结构的改变对浮游植物种间竞争的影响和开展海洋赤潮藻类对不同磷源利用特征的研究提供一定的分子理论依据。采用RNA-seq技术鉴定不同条件下东海原甲藻基因的表达差异,并获取饱和条件下米氏凯伦藻的转录本基因库及构建米氏凯伦藻氮磷转运和同化利用假定模型。通过荧光定量PCR技术验证转录组学的结果,并分析东海原甲藻在磷限制条件下进行不同形态磷源恢复时,氮、磷代谢相关基因的相对表达丰度和差异;最后通过生物信息学分析,并结合细胞密度计数、光合作用效率测定和磷营养盐测定等探索东海原甲藻的氮磷代谢途径,构建东海原甲藻氮磷转运和同化利用假定模型。氮限制12h条件下,通过RNA-seq发现了东海原甲藻差异表达基因,其中有34个基因上调、31个基因下调;磷限制12h条件下,也发现了东海原甲藻差异表达基因,其中有224个基因上调、507个基因下调。荧光定量PCR证实了高通量转录组学的差异表达结果的可靠性。结果发现缺磷处理后,RNA转运、氧化磷酸化、光合作用、胞吞作用、嘧啶代谢、糖酵解/糖异生作用、氨基酸生物合成代谢、维生素消化吸收、内质网内的蛋白质加工过程等相关的基因表达显著下调,而核糖体蛋白代谢途径的基因的表达显著上调;缺氮处理后,RNA转运、氧化磷酸化、光合作用、胞吞作用、嘧啶代谢、氨基酸生物合成代谢、烟酸盐和尼克酰胺代谢、维生素消化吸收、内质网内的蛋白质加工过程等相关的基因表达显著下调,而核糖体蛋白代谢途径的基因的表达显著上调。结合高通量转录组学基因注释和KEGG分析,构建了东海原甲藻和米氏凯伦藻氮磷转运和同化利用假定模型,较详尽地呈现了氮、磷代谢网络及其调控机制。研究发现东海原甲藻、米氏凯伦藻细胞膜上除存在几种常见的转运蛋白基因外,还存在直接吸收大分子有机物的转运蛋白基因,为聚胺转座子(PUT,Polyamine transporter)、寡肽转座子(PepT,Oligopeptide transporter);此外,东海原甲藻细胞膜上还存在核苷转座子(ENT,Nucleoside transporter),而米氏凯伦藻则拥有4种类型的脲酶辅助蛋白UreD/F/G/H,这些都使得东海原甲藻、米氏凯伦藻在利用可溶性有机氮、浮游植物种间竞争和群落演替方面较其他浮游植物种类占有较大优势,这可能是国内相应海域频繁爆发东海原甲藻和米氏凯伦藻赤潮灾害的原因之一。此外,东海原甲藻、米氏凯伦藻细胞膜上除存在常见的无机磷酸盐转座子(Inorganic phosphate transporter)外,还存在无机二磷酸酶/氢转移焦磷酸酶(inorganic diphosphatase/hydrogen-translocating pyrophosphatase)基因、ATP结合盒转座子(ABC transporter)、能直接吸收大分子溶解态有机磷的磷脂转座子(Phospholipid transporter)和有机膦酸酯跨膜转运ATP酶基因(organic phosphonate transmembrane-transporting ATPase)。此外,东海原甲藻细胞膜上还存在直接吸收小分子溶解态有机磷的戊糖磷酸转座子(Triose-phosphate transporter)基因。两种藻均含有碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase),只不过东海原甲藻的碱性磷酸酶基因位于细胞膜上,而米氏凯伦藻则位于细胞外基质中,且两种藻都为混合营养型甲藻。研究表明,自然海域中与小分子有机磷(焦磷酸、ATP)和大分子有机磷(磷脂、有机膦酸酯)结构相似的溶解有机磷在一定程度上也可以为东海原甲藻赤潮的爆发和维持提供磷源。
【关键词】:东海原甲藻 米氏凯伦藻 氮限制 磷限制 磷恢复 高通量转录组学 实时荧光定量PCR
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X55
【目录】:
  • 中文摘要3-5
  • 英文摘要5-10
  • 1 绪论10-22
  • 1.1 赤潮概述10-12
  • 1.2 东海原甲藻赤潮12-13
  • 1.3 米氏凯伦藻赤潮13-14
  • 1.4 东海原甲藻与米氏凯伦藻形成双相赤潮14
  • 1.5 氮、磷限制条件下赤潮甲藻的国内外研究进展14-19
  • 1.6 本课题研究的内容和意义19-22
  • 2 东海原甲藻、米氏凯伦藻高通量转录组学研究22-65
  • 2.1 引言22
  • 2.2 材料和方法22-29
  • 2.3 结果与讨论29-63
  • 2.4 本章小结63-65
  • 3 差异表达基因的荧光定量PCR实验65-87
  • 3.1 引言65
  • 3.2 材料与方法65-68
  • 3.3 结果与讨论68-85
  • 3.4 本章小结85-87
  • 4 结论87-90
  • 4.1 东海原甲藻氮磷代谢相关基因的分析研究87-88
  • 4.2 米氏凯伦藻氮磷代谢相关基因的分析研究88-90
  • 5 创新和展望90-91
  • 5.1 创新90
  • 5.2 展望90-91
  • 参考文献91-105
  • 在学期间发表论文清单105-106
  • 致谢106

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗立明;胡鸿钧;李夜光;齐雨藻;吕颂辉;耿亚红;邓光;;东海原甲藻的分子鉴定[J];海洋学报(中文版);2006年01期

2 舒阳;刘振乾;李丽君;;凤眼莲浸出液对东海原甲藻生长的抑制作用[J];生态科学;2006年02期

3 刘洁生;杨维东;陈芝兰;;凤眼莲根对东海原甲藻生长的抑制作用及机制研究[J];热带海洋学报;2007年03期

4 李正华;;福建长乐海区一次东海原甲藻赤潮生消过程分析[J];福建水产;2012年03期

5 王曲圆;甄毓;袁健;米铁柱;于志刚;;东海原甲藻细胞色素b基因实时荧光定量PCR检测体系优化[J];应用生态学报;2013年02期

6 姜丹;黄凌风;张可;董鸣;王慧中;匡廷云;李银心;;滩涂盐生植物盐角草对东海原甲藻生长的抑制效应[J];湿地科学与管理;2014年01期

7 张善东,俞志明,宋秀贤,宋飞,王悠;大型海藻龙须菜与东海原甲藻间的营养竞争[J];生态学报;2005年10期

8 徐宁;秦俊莲;孙树刚;段舜山;;东海原甲藻对尿素的吸收动力学与利用特性[J];深圳大学学报(理工版);2012年05期

9 孙岁寒;段舜山;;东海原甲藻的光周期效应研究[J];生态环境;2006年03期

10 欧美珊;吕颂辉;;不同无机氮源对东海原甲藻生长的影响[J];生态科学;2006年01期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 潘光;由希华;谷树茂;宋毅倩;潘齐;丁君;;光照、温度和盐度对东海原甲藻生长的影响[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年

2 李正华;;福建长乐海区一次东海原甲藻赤潮生消过程分析[A];渔业科技创新与发展方式转变——2011年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年

3 徐宁;秦俊莲;孙树刚;段舜山;;东海原甲藻对尿素的吸收动力学与利用特性[A];中国藻类学会第八次会员代表大会暨第十六次学术讨论会论文摘要集[C];2011年

4 徐宁;段舜山;李爱芬;;东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的氮营养特性研究[A];中国海洋湖沼学会藻类学分会第七届会员大会暨第十四次学术讨论会论文摘要集[C];2007年

5 卢光远;宋秀贤;俞志明;;改性粘土治理有害藻华东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)对水体营养环境的影响[A];中国海洋湖沼学会第十次全国会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2012年

6 周成旭;傅永静;陈海敏;严小军;;微小卡罗藻KARLODINIUM MICRUM的毒性检测及其与东海原甲藻PROROCENDRUM DONGHAIENSE的藻间竞争[A];中国海洋湖沼学会藻类学分会第七届会员大会暨第十四次学术讨论会论文摘要集[C];2007年

7 邓光;耿亚洪;胡鸿钧;齐雨藻;吕颂辉;李中奎;李夜光;;几种环境因子对高生物量赤潮甲藻-东海原甲藻光合作用的影响[A];庆祝中国藻类学会成立30周年暨第十五次学术讨论会摘要集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 孙开明;东海原甲藻光合系统Ⅱ可变荧光对营养盐变化的响应研究[D];中国海洋大学;2015年

2 刘永健;东海原甲藻磷胁迫响应基因的分析及细胞死亡相关基因的克隆与分析[D];中国海洋大学;2007年

3 张秀芳;东海原甲藻基因表达特征研究[D];中国海洋大学;2006年

4 赵丽媛;东海原甲藻增殖细胞核抗原基因表达量与生长关系的研究[D];中国海洋大学;2009年

5 沈盎绿;东海原甲藻和米氏凯伦藻种间竞争对海水温度变化的响应机制[D];华东师范大学;2014年

6 孙科;东海典型赤潮藻种群动态的数值模拟[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2013年

7 袁健;东海三种重要赤潮藻荧光定量PCR检测技术的建立和应用[D];中国海洋大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘倩;亚油酸对赤潮异弯藻和东海原甲藻的克生效应及细胞凋亡机制的研究[D];曲阜师范大学;2016年

2 夏威;东海原甲藻和米氏凯伦藻对氮、磷限制的分子响应机制研究[D];暨南大学;2016年

3 孙树刚;东海原甲藻对尿素的吸收与利用特征[D];暨南大学;2010年

4 李英;东海原甲藻的磷营养生理生态研究[D];暨南大学;2006年

5 欧美珊;东海原甲藻的氮营养生理[D];暨南大学;2006年

6 赵水东;温度、盐度和营养盐对东海原甲藻生长的影响[D];暨南大学;2006年

7 王曲圆;增殖细胞核抗原基因作为东海原甲藻生长指标的现场实验研究[D];中国海洋大学;2012年

8 张德强;不同营养盐条件对东海原甲藻生化性质的影响研究[D];青岛科技大学;2011年

9 徐孟雪;无机磷胁迫条件下的东海原甲藻差异表达基因的克隆与分析[D];哈尔滨工业大学;2015年

10 王国善;东海原甲藻增殖细胞核抗原的体外表达和抗体制备[D];中国海洋大学;2011年



本文编号:984922

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/984922.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c303b***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com