海洋浮游植物的细胞周期和细胞信号转导

摘要

本文利用流式细胞仪、蛋白质免疫印迹、荧光免疫细胞化学及分子生物学等技术，从细胞周期和细胞信号转导角度探讨环境因子(如营养盐)诱导海洋浮游植物东海原甲藻细胞分裂增殖的分子机制。其中涉及东海原甲藻细胞周期蛋白种类的发现、细胞信号传递系统的确定、细胞周期蛋白作为生长标志用于精确估计海洋浮游植物的原位生长率及细胞周期蛋白和Ca2+/CaM系统对环境营养盐变化的响应机制。 主要研究结果 1.东海原甲藻细胞中存在增殖细胞核抗原PCNA的类似蛋白，其分子量为36kDa。PCNA在指数生长期表达最丰富，稳定期则逐渐减少；同时该蛋白在细胞周期的S期表达最高并在整个细胞周期过程中始终只存在于细胞核中。以上结果表明，细胞周期蛋白PCNA可以作为很好的细胞周期标志物用于在种群水平上精确估计东海原甲藻的原位生长率。这将为科学地预报赤潮提供新的手段。 2.海洋浮游植物对紫外线照射的敏感性变化很大，就东海原甲藻而言，长时间紫外线辐射会在一定程度上影响PCNA的表达水平，因此在使用PCNA作为生长率标志估计海洋浮游植物(特别是对紫外线辐射敏感的种类)原位生长率时需慎重考虑紫外线的辐射作用。 3.从东海原甲藻细胞中分离纯化出钙调蛋白CaM，其分子量比高等动植物略低为16kDa。不同氮磷比营养状况明显影响细胞质游离Ca2+的浓度、CaM以及细胞周期蛋白激酶p34cdc2的表达水平，最终主要通过影响细胞周期的G1期调节细胞的分裂增殖和种群的生长率。 4.对同步化培养的东海原甲藻研究发现，培养体系中游离病毒生物量与东海原甲藻细胞周期之间存在复杂的相互作用，处于S期的东海原甲藻细胞感染病毒的能力明显较其他时期强，病毒感染海洋浮游植物后影响病毒的生物量，同时也会改变其宿主(浮游植物)的丰度。在自然海域中可能病毒活动是通过调节赤潮浮游植物细胞周期进程而影响赤潮形成、发展和消亡的一个重要因素。

目录

文摘

英文文摘

1海洋浮游植物细胞周期和细信号转导研究概述

1.1细胞周期

1.2细胞周期蛋白

1.2.1增殖细胞核抗原(PCNA)

1.2.2细胞周期蛋白(cyclin)和依赖与周期蛋白的激酶(CDK)及其与细胞周期检测点调控

1.3细胞周期蛋白用于精确估计浮游植物种群的原位生长率

1.4赤潮生物毒素的产生与细胞周期的关系

1.5外源因素对细胞周期的影响

1.6细胞周期的分析技术

1.7海洋浮游植物细胞信号转导

1.8细胞周期及细胞信号转导与质膜氧化还原系统和营养盐吸收之间的关系

1.9海洋浮游植物细胞周期和细胞信号转导研究领域的展望

2.1引言(Introduction)

2.2实验材料和方法(Materials and Methods)

2.2.1东海原甲藻的培养(Cultures)

2.2.2几种细胞周期蛋白的免疫印迹检测(Western blotting)

2.2.3东海原甲藻细胞周期同步化培养及细胞周期的分析(Cell cycle synchronization and flow cytometric analysis)

2.2.4东海原甲藻细胞周期蛋白完整细胞的免疫荧光标记

2.3实验结果(Results)

2.3.1与生长率相关的PCNA蛋白表达情况(PCNA growth-related expression0

2.3.2东海原甲藻细胞周期及PCNA依赖于细胞周期表达特点

2.4讨论(Discussion)

3紫外线辐射对东海原甲藻(P.Donghaiense)增殖细胞核抗原PCNA表达的影响Effects of UV radiation on the expression of proliferating cell nuclear antigen(PCNA)in dinoflagellate Prorocentrum donghaiense LU

3.1引言(Introduction0

3.2实验材料和方法(Materials and Methods)

3.2.1东海原甲藻的培养和紫外线照射条件的设定(Culture conditions and UV treatmens)

3.2.2东海原甲藻PCNA的免疫印迹检测及(Western blottin0

3.2.3东海原甲藻PCNA在细胞中的免疫荧光定位(Whole-cell immunofluorescence)

3.3实验结果Results

3.3.1UVB照射对东海原甲藻生长、细胞形态的影响(Cell morphology and growth rates after UVB-treatment)

3.3.2 UVB照射诱导东海原甲藻PCNA表达的特点(UVB-induced expression level of PCNA protein0

3.4讨论(Discussion)

Conclusions

4东海原甲藻(Prorocentrum Donghaiense LU)细胞中CaM的分离纯化及鉴定

4.1引言

4.2材料和方法

4.2.1钙调蛋白(CaM)的分离纯化

4.2.2 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析CaM分子量

4.2.3钙调蛋白免疫印迹鉴定

4.2.4东海原甲藻细胞中CaM的免疫荧光标记

4.3实验结果

4.3.1 DEAE-纤维素初步纯化CaM组分的紫外分析

4.3.2苯基-琼脂糖CL-4B纯化CaM组分的紫外分析

4.3.3 SDS-PAGE电泳确定东海原甲藻CaM蛋白质分子量

4.3.4东海原甲藻CaM蛋白免疫印迹检测

4.3.5完整细胞免疫荧光分析CaM在细胞中的分布情况

4.4讨论

5氮磷营养状况对东海原甲藻(P.Donghaiense)生长率影响的分子细胞学机制探讨

5.1引言

5.2不同氮磷营养状况对东海原甲藻和球型等鞭藻生长率的影响

5.2.1实验材料和方法

5.2.2实验结果

5.2.3讨论

5.3细胞质游离Ga2+浓度的荧光检测

5.3.1实验材料和方法

5.3.2实验结果

5.3.3讨论

5.4不同氮磷比对细胞周期蛋白表达的影响及其与东海原甲藻生长率之间的关系

5.4.1实验材料和方法

5.4.2实验结果

5.4.3讨论

结论

5.5东海原甲藻（Prorocentrum Donghaiense LU）胞内Ca2+/CaM信号系统的检测及其与氮磷营养之间的关系

5.5.1实验材料和方法

5.5.2实验结果.

5.5.3讨论

结论

6东海原甲藻(P.Donghaiense)细胞周期依赖的病毒生物量分析

6.1引言

6.2实验材料

6.2.1海藻的培养

6.2.2东海原甲藻培养体系中病毒荧光标记样品的制备

6.2.3流式细胞仪检测方法（以下步骤均于暗室中进行）

6.2.4虾苗养殖水体中病毒样品的制备和荧光检测

6.3实验结果

6.3.1批次培养条件下处于对数生长期的东海原甲藻培养体系中病毒的生物量

6.3.2东海原甲藻细胞周期过程中病毒的生物量

6.3.3虾苗不同发育阶段养殖水体中病毒的生物量

6.4讨论

致谢

参考文献

博士生期间发表的学术论文，专著

博士后期间发表的学术论文，专著

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