低温等离子体刺激雨生红球藻生长及虾青素积累机制的研究
发布时间：2023-12-10 13:20
等离子体是具有高电能的离子化气体,常被认为是物质的第四种状态。等离子体有分为热等离子体和低温等离子体。其中低温等离子体(LTP)因其能产生大量的活性物质(如·OH、O2-、H2O2、O3和带电粒子)和维持较低的整体温度,对温度敏感的生物体具有很好的兼容性,所以在农业、畜牧业、微生物和生物医学方面具有广泛的应用前景。虾青素是一种具有着色、抗氧化、保健等多种功能的酮类胡萝卜素,被广泛应用于水产养殖、食品、化妆品、保健、制药等行业。在自然界中,许多生物可以合成虾青素,如细菌、真菌、植物和微藻等。其中,雨生红球藻是虾青素积累量最高的微藻。虽然人们已经开发了很多技术方法用于改善雨生红球藻的虾青素积累水平,但生长速度缓慢仍是雨生红球藻大规模应用的主要限制因素。因此雨生红球藻的生长速率和虾青素产量是这一领域的技术关键。在本学位论文中,先从光合作用能力、色素和脂质组成及基因的转录表达水平等方面比较分析了强光胁迫下雨生红球藻高产虾青素的机制,随后探索了低温等离子体技术刺激雨生红球藻生长和虾青素积累的条件,并利用转录组...
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景概述
1.2 虾青素(Astaxanthin)
1.2.1 虾青素分子结构
1.2.2 虾青素着色与抗氧化功能
1.2.3 虾青素用途和对生物体的益处
1.2.3.1 虾青素对水生动物的有益效应
1.2.3.2 虾青素对人类疾病预防和改善效益
1.2.4 虾青素的安全性
1.2.5 虾青素来源
1.3 雨生红球藻
1.3.1 雨生红球藻介绍
1.3.2 雨生红球藻形态及生长周期
1.3.3 增加雨生红球藻虾青素产量的方式
1.3.2.1 雨生红球藻藻株
1.3.2.2 雨生红球藻培养及虾青素诱导条件
1.3.4 雨生红球藻虾青素合成途径
1.3.5 雨生红球藻中虾青素合成调控机制
1.3.6 活性氧物质和植物激素调节雨生红球藻虾青素积累研究进展
1.4 等离子体概述
1.4.1 等离子体定义
1.4.2 等离子体分类
1.4.3 低温等离子体概述
1.4.3.1 低温等离子体概念
1.4.3.2 低温等离子体源
1.4.3.3 低温等离子体与生物体之间相互作用的界面效应
1.4.4 低温等离子体的应用研究
1.4.4.1 低温等离子体在农业食品方面的应用研究
1.4.4.2 低温等离子体在农业方面的应用研究
1.5 低温等离子体引起生物体的生物学效应的因素及生物学效应
1.5.1 低温等离子体引起生物体不同生物学效应的因素
1.5.2 低温等离子体引起生物体的生物学效应
1.6 低温等离子体引起的刺激效应
1.6.1 刺激效应
1.6.2 低温等离子体引起刺激效应的研究现状
1.7 本论文的研究内容、目的和意义
第二章 材料与方法
2.1 雨生红球藻藻株
2.2 雨生红球藻培养及保存
2.3 雨生红球藻虾青素诱导条件
2.4 雨生红球藻的低温等离子体处理条件
2.5 雨生红球藻细胞形态观察
2.6 DNA随机扩增多态性(RAPD)
2.6.1 基因组DNA提取
2.6.2 随机扩增多态性DNA (RAPD)实验引物及PCR反应
2.7 光合作用系统Ⅱ叶绿素荧光测定
2.8 雨生红球藻细胞数量、生物量、叶绿素和类胡萝卜素的测定
2.9 活性氧(ROS)和抗氧化酶活性的测定
2.9.1 活性氧测定
2.9.2 抗氧化酶活性测定
2.10 类胡萝卜素的液相色谱分析
2.11 脂质提取及分析
2.12 雨生红球藻体内植物激素独脚金内脂和脱落酸测定
2.13 转录组测序的样品准备、RNA提取和cDNA文库构建
2.13.1 样品准备
2.13.2 RNA提取
2.13.3 RNA定量和鉴定
2.13.4 文库构建及测序
2.14 RNA反转录、实时荧光定量PCR实验
2.14.1 RNA反转录实验
2.14.2 实时荧光定量PCR
2.15 酵母细胞培养及生长
2.16 实验装置与等离子体处理
2.17 克隆存活实验
2.18 拉曼显微光谱测量
2.19 抗氧化酶活性实验
2.20 流式细胞分析
2.20.1 流式细胞分析所用试剂
2.20.2 流式细胞分析的实验步骤
2.21 免疫荧光、免疫共沉淀及蛋白质印迹(WB)实验
2.21.1 所用抗体及其相应的稀释倍数
2.21.2 免疫荧光实验步骤
2.21.3 免疫沉淀(IP)和蛋白质印迹(WB)实验步骤
2.22 软X射线纳米CT实验
2.23 数据分析与作图
第三章 强光胁迫下雨生红球藻高产虾青素的机制分析
3.1 概述
3.2 结果
3.2.1 RNA测序和组装的质量评估
3.2.2 WT和M3藻株之间的差异表达基因分析
3.2.3 光合作用、碳固定和类胡萝卜素生物合成途径中的差异表达基因
3.2.4 色素组成比较
3.2.5 光合作用活性的比较
3.2.6 脂肪酸组成的比较
3.2.7 虾青素生物合成途径中基因表达差异的验证及分析
3.3 讨论
3.4 小结
第四章 低温等离子体刺激雨生红球藻生物量和虾青素积累
4.1 概述
4.2 结果与讨论
4.2.1 低温等离子体促进虾青素的生长、生物量和虾青素的积累
4.2.2 低温等离子体诱导雨生红球藻体内ROS积累和抑制光合作用过程
4.2.3 比较转录组分析及光合作用和呼吸途径中差异表达基因分析
4.2.4 低温等离子体调控植物激素合成、运输和信号转导相关基因的表达
4.2.5 低温等离子体诱导雨生红球藻体内独脚金内酯(SLs)含量增加、脱落酸(ABA)含量减少
4.3 小结
第五章 低温等离子体氧化胁迫作用初探
5.1 概述
5.2 结果和讨论
5.2.1 低温等离子体对雨生红球藻细胞的氧化胁迫作用
5.2.2 雨生红球藻在低温等离子体氧化胁迫作用下发生不同效应
5.2.3 低温等离子体诱导酵母细胞的氧化应激
5.2.4 低温等离子体对酵母不同氧化胁迫导致不同应激和死亡方式
5.3 小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3872489
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景概述
1.2 虾青素(Astaxanthin)
1.2.1 虾青素分子结构
1.2.2 虾青素着色与抗氧化功能
1.2.3 虾青素用途和对生物体的益处
1.2.3.1 虾青素对水生动物的有益效应
1.2.3.2 虾青素对人类疾病预防和改善效益
1.2.4 虾青素的安全性
1.2.5 虾青素来源
1.3 雨生红球藻
1.3.1 雨生红球藻介绍
1.3.2 雨生红球藻形态及生长周期
1.3.3 增加雨生红球藻虾青素产量的方式
1.3.2.1 雨生红球藻藻株
1.3.2.2 雨生红球藻培养及虾青素诱导条件
1.3.4 雨生红球藻虾青素合成途径
1.3.5 雨生红球藻中虾青素合成调控机制
1.3.6 活性氧物质和植物激素调节雨生红球藻虾青素积累研究进展
1.4 等离子体概述
1.4.1 等离子体定义
1.4.2 等离子体分类
1.4.3 低温等离子体概述
1.4.3.1 低温等离子体概念
1.4.3.2 低温等离子体源
1.4.3.3 低温等离子体与生物体之间相互作用的界面效应
1.4.4 低温等离子体的应用研究
1.4.4.1 低温等离子体在农业食品方面的应用研究
1.4.4.2 低温等离子体在农业方面的应用研究
1.5 低温等离子体引起生物体的生物学效应的因素及生物学效应
1.5.1 低温等离子体引起生物体不同生物学效应的因素
1.5.2 低温等离子体引起生物体的生物学效应
1.6 低温等离子体引起的刺激效应
1.6.1 刺激效应
1.6.2 低温等离子体引起刺激效应的研究现状
1.7 本论文的研究内容、目的和意义
第二章 材料与方法
2.1 雨生红球藻藻株
2.2 雨生红球藻培养及保存
2.3 雨生红球藻虾青素诱导条件
2.4 雨生红球藻的低温等离子体处理条件
2.5 雨生红球藻细胞形态观察
2.6 DNA随机扩增多态性(RAPD)
2.6.1 基因组DNA提取
2.6.2 随机扩增多态性DNA (RAPD)实验引物及PCR反应
2.7 光合作用系统Ⅱ叶绿素荧光测定
2.8 雨生红球藻细胞数量、生物量、叶绿素和类胡萝卜素的测定
2.9 活性氧(ROS)和抗氧化酶活性的测定
2.9.1 活性氧测定
2.9.2 抗氧化酶活性测定
2.10 类胡萝卜素的液相色谱分析
2.11 脂质提取及分析
2.12 雨生红球藻体内植物激素独脚金内脂和脱落酸测定
2.13 转录组测序的样品准备、RNA提取和cDNA文库构建
2.13.1 样品准备
2.13.2 RNA提取
2.13.3 RNA定量和鉴定
2.13.4 文库构建及测序
2.14 RNA反转录、实时荧光定量PCR实验
2.14.1 RNA反转录实验
2.14.2 实时荧光定量PCR
2.15 酵母细胞培养及生长
2.16 实验装置与等离子体处理
2.17 克隆存活实验
2.18 拉曼显微光谱测量
2.19 抗氧化酶活性实验
2.20 流式细胞分析
2.20.1 流式细胞分析所用试剂
2.20.2 流式细胞分析的实验步骤
2.21 免疫荧光、免疫共沉淀及蛋白质印迹(WB)实验
2.21.1 所用抗体及其相应的稀释倍数
2.21.2 免疫荧光实验步骤
2.21.3 免疫沉淀(IP)和蛋白质印迹(WB)实验步骤
2.22 软X射线纳米CT实验
2.23 数据分析与作图
第三章 强光胁迫下雨生红球藻高产虾青素的机制分析
3.1 概述
3.2 结果
3.2.1 RNA测序和组装的质量评估
3.2.2 WT和M3藻株之间的差异表达基因分析
3.2.3 光合作用、碳固定和类胡萝卜素生物合成途径中的差异表达基因
3.2.4 色素组成比较
3.2.5 光合作用活性的比较
3.2.6 脂肪酸组成的比较
3.2.7 虾青素生物合成途径中基因表达差异的验证及分析
3.3 讨论
3.4 小结
第四章 低温等离子体刺激雨生红球藻生物量和虾青素积累
4.1 概述
4.2 结果与讨论
4.2.1 低温等离子体促进虾青素的生长、生物量和虾青素的积累
4.2.2 低温等离子体诱导雨生红球藻体内ROS积累和抑制光合作用过程
4.2.3 比较转录组分析及光合作用和呼吸途径中差异表达基因分析
4.2.4 低温等离子体调控植物激素合成、运输和信号转导相关基因的表达
4.2.5 低温等离子体诱导雨生红球藻体内独脚金内酯(SLs)含量增加、脱落酸(ABA)含量减少
4.3 小结
第五章 低温等离子体氧化胁迫作用初探
5.1 概述
5.2 结果和讨论
5.2.1 低温等离子体对雨生红球藻细胞的氧化胁迫作用
5.2.2 雨生红球藻在低温等离子体氧化胁迫作用下发生不同效应
5.2.3 低温等离子体诱导酵母细胞的氧化应激
5.2.4 低温等离子体对酵母不同氧化胁迫导致不同应激和死亡方式
5.3 小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3872489
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/3872489.html