《Marine Pollution Bulletin》文章:光照、光周期和温度变化对Ulva prolifera繁殖影响的新认识

浒苔是造成中国沿海大规模绿潮的主要物种,生长能力强,繁殖策略复杂,受环境因素影响较大。已有的研究表明浒苔繁殖受到ROS诱导的氧化应激信号影响,但不可忽视的是ROS的产生也受温度、光照和光周期调控。然而,针对温度、光照强度和光周期对浒苔繁殖影响的研究大多都还停留在生理层面,相关调控机制尚不清楚。宁波大学徐年军教授和李亚鹤副教授带领的工作组通过将碎片化的浒苔(Ulva prolifera)藻段培养在不同的光照强度、光周期和温度条件下,结合生理和转录组学的方法,明确了三因素对浒苔生殖细胞形成及形成过程中细胞的氧化状态、光合作用及其相关基因变化的复合效应。结果表明,高温(25℃)和高光照强度(400μmol m-2s-1)促进了藻体的繁殖成熟度和生殖细胞释放数量,短日照(L:D=10:14)降低了藻体的繁殖成熟度和数量,伴随较高的O2-含量。高温、强光和短日照均降低浒苔繁殖过程中藻细胞的抗氧化酶活性,并调控抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH 循环)中相关酶和抗氧化剂的变化,即AsA-GSH循环也在浒苔繁殖过程中发挥了重要作用。此外,编码AsA-GSH循环相关基因和抗氧化酶的基因在高温或高光照强度或低光周期处理下调。DNA错配修复蛋白MSH4(MSH4)的表达水平与生殖细胞数呈正相关。本研究首次从转录组学角度研究光照强度、光周期和温度对 U. prolifera 繁殖的综合影响,对于理解绿潮的形成机制提供了新视角。

《Marine Pollution Bulletin》文章:光照、光周期和温度变化对Ulva prolifera繁殖影响的新认识
图1 不同温度、光照强度和光周期下浒苔的生殖成熟时间(A)、生殖细胞数量(B)及繁殖情况(C)
《Marine Pollution Bulletin》文章:光照、光周期和温度变化对Ulva prolifera繁殖影响的新认识
图2 不同温度、光照强度和光周期下浒苔抗氧化酶相关基因数量变化

来源:Marine Pollution Bulletin

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