外源NO供體硝普鈉(SNP)對小球藻生理參數的影響

劉路平

(山東師范大學 地理與環境學院,山東 濟南 250014)

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外源NO供體硝普鈉(SNP)對小球藻生理參數的影響

劉路平

(山東師范大學 地理與環境學院,山東 濟南 250014)

為了探討一氧化氮(NO)供體硝普鈉(SNP)對小球藻部分生理參數的影響，采用BG11培養小球藻來研究了不同濃度梯度的硝普鈉(SNP)對小球藻生理參數的影響。通過查閱參考文獻與資料，SNP濃度梯度分別設為：0、0.01、0.05、0.1、0.5、0.7、0.9、1(單位： mmol/L)，每天定時用分光光度計、液相氧電極、葉綠素熒光儀對含有不同濃度SNP的小球藻進行了相關參數測定。結果表明：SNP對小球藻生長的調節具有雙重性, 存在“低促高抑”現象。

硝普鈉；小球藻；生長量；呼吸速率；光合效率

1　引 言

一氧化氮(NO)作為植物體內的一種重要的信號分子，其廣泛參與到植物的各種生理過程中，尤其在植物生長發育及其對各種逆境脅迫的響應等方面起著重要的調控作用[1]。研究結果表明，一氧化氮對植物的生長發育、光合作用、呼吸作用等生理過程都起著重要的調節控制作用，現在還把它當作一種新的植物激素[2]。作為一氧化氮重要供體的硝普鈉(SNP)，則在一些重要領域的研究方面發揮了重要作用。據研究發現,NO外源供體硝普鈉(SNP)能夠促進滲透脅迫下的小麥種子萌發，提高了過氧化氫酶(CAT)與抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性、增加了脯氨酸(Pro)含量及增強了幼苗的抗氧化能力[3]。

近年來，小球藻的營養功效逐漸被發掘，并作為一種可食用的營養食品得到了廣泛的認可。據研究發現，小球藻細胞中所含的多糖及糖蛋白具有抗腫瘤活性、抗病原菌及增強人體免疫能力。而且，小球藻在一定程度上還具有降解有機污染物、吸收氮磷等營養物質且吸附砷等重金屬的能力[4，5]。所以筆者在已有的研究基礎上，采用小球藻為受試生物，以SNP作為外源NO供體，探討NO供體SNP對小球藻的生理參數的影響，以期為優化培養條件提供理論依據和實踐對策。

2　材料與方法

2.1實驗材料

2.1.1培養基BG11

按照表1所示比例配成試劑，然后對試劑滅菌，再按表1取相應的溶液配成BG11，最后測定pH值，使其呈中性，即可植入藻種。

2.1.2藻種及培養

用BG11培養基培養小球藻，在實驗前，將其放置在光照培養箱中進行預處理使其達到對數生長期后再用于實驗。光照培養箱里的光照強度為125 μmol/m2s1，光暗比為12 h∶12 h，培養溫度保持在(25 ± 2) ℃，且為了防止藻細胞下沉或者附壁，每天定時搖勻錐形瓶6次。

表1　BG11培養基所需試劑以及取量

試劑為硝普鈉(SNP)，別名亞硝基鐵氰化鈉。

2.2試驗處理

用分光光度計測定預培養的藻種液，記錄最初的光密度值，OD680值為0.772。然后，將預培養的小球藻培養液充分搖勻后，分至24瓶100 mL的錐形瓶中,分8組試驗，每組設3個平行，對其分別標號以便區別，在這8組試驗中按比例加入不同濃度的SNP，濃度梯度分別為：0(空白樣)、0.01、0.05、0.1、0.5、0.7、0.9、1(單位 mmol/L)。最后，錐形瓶用透氣膜封蓋，在設定的條件下培養。

2.3分析方法

2.3.1小球藻生長量的測定

采用濁度比色法，用分光光度計測定小球藻培養液的吸光度值，以培養液在680 nm處的吸光度值(OD680)作為小球藻生長量的間接指標[6]。具體步驟：對不同濃度硝普鈉的培養液，用分光光度計測定小球藻培養液的吸光度值，連續定時測定6 d，每組3個平行試驗結果取平均值。

2.3.2小球藻呼吸速率的測定

Chlorolab-2液相氧電極(Hansatech,英國)是用于測定水溶液中溶解氧的含量。測定方法：先將錐形瓶放在與測定溫度相同的蒸餾水中適應一段時間(溫度為20 ℃，大氣壓為101.32 kPa)，將八組待測樣品每天同時間測定，測定4 d，并從中得到相應的光合呼吸速率。

2.3.3小球藻光合效率的測定

葉綠素熒光參數的測定采用FMS-2型便攜式脈沖調制式熒光儀來測定不同濃度下小球藻的初始熒光( Fo) 、最大熒光( Fm) 和最大光化學效率(Fv/Fm)。其中PSⅡ的最大光化學效率用 Fv/Fm=( Fm-Fo) /Fm的方法來計算。用熒光儀每天定時測定培養液的熒光參數，測前請充分搖勻，連續測定4 d，記錄各天數值。

3　結果與分析

3.1不同濃度的硝普鈉(SNP)對小球藻生長量的影響

根據上述實驗步驟與測定方法，得出各組培養液的光密度值(圖1)。

從圖1可以看出，小球藻的生長速度不同，前2 d生長緩慢，到第3 d以后才開始增長，并且不同濃度的培養液增長趨勢不同，與空白樣相比，SNP濃度為0.01 mmol/L的小球藻增長迅速。說明SNP對小球藻的生長存在“低促高抑”現象。

3.2不同濃度的硝普鈉(SNP)對小球藻呼吸速率的影響

通過4 d對小球藻培養液的測定，得出不同濃度SNP下小球藻的溶解氧量與呼吸速率的情況(圖2、圖3)。

從圖2、圖3可以看出，隨著時間的延長，SNP濃度為0.01 mmol/L的小球藻放氧量與空白樣相比，其溶解氧較少。通過比較穩定呼吸速率可知，對照組、0.01 mmol/L、1 mmol/L分別約為0.027769、0.04607、0.004541。以上說明：低濃度處理組的藻細胞呼吸速率最好，代謝活動最強。所以SNP濃度為0.01 mmol/L的處理組對小球藻的生長具有促進作用。

圖2　不同濃度SNP下小球藻第1 d的溶解氧量

圖3　不同濃度SNP下小球藻第4 d的溶解氧量

3.3不同濃度的硝普鈉(SNP)對小球藻光合效率的影響

從圖4中可知，含有低濃度SNP培養液的PSII的最大光化學效率Fv/Fm隨著培養天數的增長，變化不是很顯著，但略有上升。但是，含有高濃度SNP培養液的Fv/Fm則在第1d測定時，其數值與對照組相比明顯偏低，說明高濃度的SNP對小球藻的光合作用有一定程度的抑制作用。但是隨著時間的增長，高濃度SNP的培養液光抑制現象有減弱趨勢。

圖4　不同濃度SNP下小球藻Fv/Fm的變化趨勢

4　結論

通過利用NO供體SNP探索其對小球藻部分生理參數的影響，可以看出，SNP對小球藻生長的調節具有雙重性, 表現在SNP濃度較低時, 可以促進小球藻的生長, 但是高濃度則對小球藻生長具有抑制作用，即存在“低促高抑”現象[7，8]。同樣，呼吸速率因藻細胞數量(低濃度多而高濃度少)也存在此現象，光合效率Fv/Fm的變化趨勢隨著培養天數的延長，“低促高抑”現象有減弱趨勢。綜上實驗表明：0.01 mmol/L的SNP濃度最適宜小球藻的生長。

本次實驗還很多不足之處，實驗所設定的SNP濃度梯度之間的差距不是太大，需要更進一步的細化0～0.01 mmol/L的SNP的濃度梯度來找到促進小球藻生長的最小臨界濃度梯度，并且需要增加高濃度梯度的實驗組，來驗證抑制小球藻的生長范圍，因此，該實驗有待進一步的改善。

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2016-05-19

劉路平(1990—)，女，山東師范大學地理與環境學院碩士研究生。

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1674-9944(2016)14-0151-03