藍光條件下萊茵衣藻磁生物學(xué)效應(yīng)的研究.pdf

1、生物磁感應(yīng)效應(yīng)普遍存在，由于缺乏對磁場的生物學(xué)作用機制的了解，目前磁場生物學(xué)效應(yīng)的科學(xué)證據(jù)十分不足。本研究基于近年來已在遷徙動物中證實的藍光介導(dǎo)的隱花色素蛋白作為磁場初級受體的“化學(xué)磁感受假說”，以單細胞真核模式生物萊茵衣藻為材料，研究藍光條件下萊茵衣藻在磁場中的生物節(jié)律和光合作用的響應(yīng)，同時通過對磁場中隱花色素基因表達量的測定，探索在藍光介導(dǎo)下磁場通過隱花色素影響萊茵衣藻基本生命活動的可能性。
　　1.藍光作用下，100mT的恒

2、磁場處理對萊茵衣藻的生長和細胞活性產(chǎn)生影響。表現(xiàn)為100mT的磁處理在培養(yǎng)第4天時提高了衣藻細胞的密度，在培養(yǎng)第3天時提高萊茵衣藻的細胞活性。但是，200mT和300mT的磁場處理未對萊茵衣藻的生長和細胞活性產(chǎn)生明顯影響。在藍光作用下，三個磁場梯度中細胞的孢子囊百分含量達到最高的時間均為12h。其中100mT磁場下，在12h時磁場處理組與對照組的孢子囊百分含量出現(xiàn)差別。這些磁處理所帶來的與生物節(jié)律相關(guān)的細胞生長和細胞活性的差異都隨著培養(yǎng)

3、的繼續(xù)而趨于消失。
　　2.在藍光條件下100mT、200mT、300mT三個梯度的恒磁場處理對萊茵衣藻細胞葉綠素含量的影響，發(fā)現(xiàn)100mT磁場組葉綠素含量明顯高于空白組，說明磁場可能通過影響葉綠素的合成影響藻的光合能力。通過光合-光響應(yīng)曲線模型的擬合，對最大表觀光合速率(Pm)、飽和光強(Ik)、光補償點(Ic)和暗呼吸速率(Rd)進行分析，發(fā)現(xiàn)藍光條件下各磁感應(yīng)強度的磁場環(huán)境不能影響萊茵衣藻細胞利用高光強的效率，對其需光特性和

4、生理活性也沒有影響。但是，藍光條件下100mT磁處理，減弱了萊茵衣藻耐受強光的能力。
　　3.實驗選用的萊茵衣藻藻株在同步化處理后的8-12h進入分裂期。100mT和200mT的磁處理分別在8h和12h時促進了衣藻細胞的隱花色素基因(CPH1)表達，而300mT磁處理則在8h時抑制CPH1基因表達。與萊茵衣藻細胞進入分裂期后孢子囊百分含量的變化現(xiàn)象對比，可以發(fā)現(xiàn)磁處理所造成的CPH1基因表達量的增加可能導(dǎo)致細胞孢子囊百分含量的減少

5、，而且它們之間具有前后相關(guān)的時序性。但是隨著培養(yǎng)時間的延長，這些差異都趨于消失。
　　恒穩(wěn)磁場可以影響萊茵衣藻藍光受體隱花色素基因(CPH1)的表達，并有可能通過改變 CPH1基因的表達進而影響與衣藻細胞生物節(jié)律相關(guān)的細胞生長和細胞活性，以及衣藻細胞耐受強光的能力。實驗所選取的磁感應(yīng)強度中，在較低的磁感應(yīng)強度如100mT下較為明顯，隨著強度的增加一些影響反而消失。在藍光作用下，磁場對萊茵衣藻的影響只出現(xiàn)在細胞生長的某些階段，并且隨