海洋硅藻对硅的吸收与生物硅化作用是硅藻形成硅质细胞壁的重要生命过程。本项目采用硅饥饿方法构建了假微型海链藻同步化培养体系;运用荧光显微镜观测,流式细胞仪检测等方法探讨了假微型海链藻在细胞周期中硅吸收与生物硅化作用的变化特征及相互间的偶联关系。应用蛋白质组学及生物信息学方法研究了假微型海链藻在硅吸收和生物硅化作用活跃期细胞全蛋白和细胞壁蛋白的表达差异。找到了23个差异蛋白点。经质谱分析,鉴定到21个蛋白点,9个为已知功能的蛋白,其中蛋白点C4为细胞质动力蛋白,T13为磷酸甘油变位酶,与硅吸收及生物硅化作用有关。分别研究了布氏双尾藻和新月菱形藻细胞质膜上Na+/K+-ATPase、 Ca2+/Mg2+-ATPase、总ATPase以及多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD) 对细胞外不同硅浓度的响应。结果表明细胞质膜中的ATPases、SOD 与 PPO的比活力与环境中的硅含量有着密切的相关性,对环境中硅浓度的响应以及细胞内硅的富集起着重要的作用。上述研究成果,加深了对海洋硅藻硅吸收与生物硅化作用内在机理的理解和揭示,也将为今后的进一步研究奠定了基础。
英文主题词marine diatom; silica uptake; biosilicification; proteomic; expression and control mechanism