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雨生紅球藻對環境脅迫的分子防御機制：積累蝦青素，保護藻細胞免受逆境危害( 二 )

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雨生紅球藻對環境脅迫的分子防御機制：積累蝦青素，保護藻細胞免受逆境危害
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圖/云南愛爾發雨生紅球藻養殖基地
由此可見 ， 雨生紅球藻細胞中蝦青素的積累主要是由于相關酶基因轉錄水平提高和蛋白含量增加的結果 。 對于脅迫條件是如何促進基因轉錄的 ， Steinbrenner和Linden[14]通過光合電子傳遞鏈的抑制劑試驗說明 ， 光合電子傳遞鏈中成分的氧化還原狀態在胡蘿卜素合成酶相關基因的轉錄中可能起了一個信號者的作用 。 另外一種信號物質感受到了光合電子傳遞鏈成分氧化還原狀態的改變 ， 然后激活了細胞核中胡蘿卜素合成相關基因的轉錄 ， 但該信號物質至今也沒有發現 。 事實上 ， 在綠藻、藍藻和高等植物中已經發現光合電子傳遞鏈中成分的氧化還原狀態可以調控與光合作用相關的核及葉綠體基因及其它基因的轉錄 ， 及光合相關蛋白的翻譯后的修飾及加工 。 強光同時促使細胞產生過多的活性氧 ， 由于活性氧主要是在翻譯后起作用 ， 因而導致細胞中更多的β-胡蘿卜素酮化酶被活 ， 進一步促進蝦青素的積累[17~22] 。
1.2.3蝦青素對雨生紅球藻細胞的保護作用蝦青素是一種極強的抗氧化劑 ， 可以有效的消除各種活性氧 ， 其清除活性氧的能力比其它的類胡蘿卜素高14倍 ， 比維生素E高550倍[1 ， 21] 。 因此 ， 人們認為可能是由于蝦青素大量清除了細胞中的活性氧 ， 從而有效的使細胞抵御不良環境 ， 使細胞度過難關 。 Kobayashi等[4 ， 6 ， 21]利用u.v-B處理蝦青素含量較少的不動細胞和蝦青素含量豐富的不動細胞 。 后者對u.v-B的耐受能力是前者的6倍 ， 并且細胞中蝦青素的含量減少了50％ 。 利用蝦青素合成的抑制劑減少細胞中蝦青素的合成后 ， 細胞對u.v-B的耐受力減少了30％~50％ 。 由于蝦青素不能有效的吸收紫外線 ， 因此認為可能是蝦青素滅活了活性氧 ， 從而對細胞起了保護作用[21] 。
綜上所述 ， 當雨生紅球藻細胞處于較長時間的逆境脅迫時 ， 雨生紅球藻產生了兩方面的防御機制 ， 包括產生具有抗逆作用的酶類和具有抗氧化作用的蝦青素 ， 并伴隨著細胞形態的變化 ， 從而使雨生紅球藻渡過難關而繼續生存下去 。
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