严酷的极地环境造就了生活在这种极端海冰环境中的南极冰藻独特的生物学特性。无论是低温条件下膜流动性的改变、冰活性物质的合成释放,还是高盐条件下因为调节细胞渗透压而聚集或释放无机离子及有机化合物,南极冰藻适应低温和高盐环境变化的生理机能是与其独特的细胞膜结构及膜上各类离子通道和转运蛋白的功能密不可分的。为了探讨冰藻细胞膜离子通道参与冰藻响应低温及高盐逆境信号的分子反应机制,我们将采用广泛应用于研究细胞
南极冰藻是栖息在南极地区海冰环境中的初级生产力,严酷的极地环境造就了生活其中的南极冰藻独特的生物学特性。对南极冰藻的研究在生态学和植物逆境生理学研究中都具有重要意义。本项目克隆了南极单胞绿藻的18SrDNA、ITS以及rbcL基因,通过形态学和分子系统学的方法研究了其分类地位;建立了其中一株南极衣藻的原生质体分离制备方法,用于细胞膜离子通道功能的研究。在实验过程中我们遇到了未曾预料到的技术上的困难,因为南极冰藻的最适生长温度低于10℃,在15℃时几分钟内就会死亡,而膜片钳记录时,在低于15℃的温度下,电极与细胞膜表面几乎无法形成高阻封接,因而记录全细胞电流十分困难。经过长时间的努力,我们最终记录到南极冰藻原生质体的全细胞电流。但只能算作取得了初步的研究成果。考虑到对海洋常温绿藻石莼离子通道的研究在国际上也是空白,我们转而以该藻为研究对象,研究其全细胞电流特征,成功记录到石莼细胞膜上内向型的通道电流和外向型的通道电流。通过施加特异性的通道阻断剂产生对电流的抑制作用,我们最终确定该通道电流来自内向型氯离子通道和外向型氯离子通道。由于这项工作在国内外是首次开展,因此成果具有创新性。