四種南極冰藻中抗紫外輻射活性化合物MAAs的初步研究.pdf

1、臭氧層位于大氣平流層的頂部，平均厚度大約為0.3cm，能夠吸收絕大多數(shù)的紫外線。近年來，由于人類活動(dòng)的影響，大氣臭氧層已遭到破壞。在南極上空，春季等臭氧持續(xù)的季節(jié)性下降，導(dǎo)致了到達(dá)地球表面的UV-B(280-315nm)射線不斷增加。大量研究表明UV-B和較短波長的UV-A輻射能穿透自然水體到達(dá)20米的深度，并且對(duì)水生有機(jī)體的遺傳和生理造成了損傷。 眾所周知，能夠在極端環(huán)境中生存的微生物在與極端環(huán)境的長期抗?fàn)幣c適應(yīng)的過程中形成了

2、許多普通微生物所沒有的奇特特性，研究極端微生物不僅對(duì)了解生命的極限、微生物的進(jìn)化與分類等很有理論價(jià)值，而且對(duì)治理環(huán)境污染、改造生態(tài)環(huán)境、開辟微生物新功能等應(yīng)用研究具有重要實(shí)際意義。南極冰藻主要是指在南極極端環(huán)境海冰中生長的一大類微型藻類(以下簡(jiǎn)稱冰藻)，嚴(yán)酷的極地環(huán)境造就了其特殊的生物學(xué)特征，是極地海洋生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)生產(chǎn)力的重要承擔(dān)者之一。為適應(yīng)紫外輻射，冰藻的眾多生理機(jī)制之一就是生成抗紫外物質(zhì)，這類物質(zhì)能提供堅(jiān)固的光保護(hù)性，在南極生態(tài)

3、中具有重要的地位和作用。 本文從中國第十八次南極考察采集的南極海水和海冰中分離得到純培養(yǎng)的微藻20種中，依據(jù)不同實(shí)驗(yàn)的目的，抽取具有代表性的4種(綠藻-L4、硅藻-F1、HF9、HF12)作為研究對(duì)象，通過利用f2培養(yǎng)基的培養(yǎng)，建立起一套成熟的培養(yǎng)基配置—接種—培養(yǎng)體系。 采用光學(xué)顯微鏡、透射和掃描電子顯微鏡對(duì)南極冰藻的形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。對(duì)比輻射前后南極冰藻L4細(xì)胞形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)變化的觀察發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞向胞外分泌大量粘

4、性物質(zhì)，并包裹著細(xì)胞；構(gòu)成細(xì)胞的多糖、脂肪和黑色顆粒物質(zhì)等大量增加，這些物質(zhì)與細(xì)胞的抗紫外輻射有著密切的關(guān)系。 對(duì)4種微藻進(jìn)行UV-A(35μW·cm<'-1>)+UV．B(35μW·cm<'-1>)+PAR三種燈管結(jié)合的條件下的紫外線輻射誘導(dǎo)培養(yǎng)，分別照射0h、6h、12h。甲醇提取藻類所含物質(zhì)，紫外分析提取混合物，發(fā)現(xiàn)綠藻和硅藻在所含抗紫外物質(zhì)有很大差別，主要體現(xiàn)在MAAs(mycosporine like amino ac

5、ids)的含有種類的不同。硅藻門下三種藻類所含物質(zhì)差別比較小，主要體現(xiàn)在435nm附近c(diǎn)arotenoid與475nm附近c(diǎn)hlorophyll a的存在與否。 日光照射活所提取的活性物質(zhì)，隨照射時(shí)間的延長，提取物中的各種組分的降解速度并不相同；其中chlorophlyll a、caroteniods、phycocyanin降解速度相對(duì)較快，MAAs類化合物降解速度較為緩慢，而紫外吸收在260nm附近的物質(zhì)幾乎無變化。

6、采用Agilent 1100HPLC-MS液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀系統(tǒng)，對(duì)四種南極冰藻的提取物以定性，結(jié)果表明，硅藻HF9主要存在七種抗紫外輻射物質(zhì)(C<,12>H<,16>N<,2>O<,5>、C<,9>H<,12>NO<,2>、C<,30>H<,55>N<,5>O<,5>、C<,40>H<,68>N<,50>等)。 綜上所述，南極冰藻由于其生存環(huán)境的特殊行而具有特異的抗紫外輻射活性物質(zhì)，這些物質(zhì)所具有對(duì)開發(fā)抗癌癥、抗衰老藥物具有很