藍(lán)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(duì)磁場的生物學(xué)作用機(jī)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(dòng)物中證實(shí)的藍(lán)光介導(dǎo)的隱花色素蛋白作為磁場初級(jí)受體的“化學(xué)磁感受假說”，以單細(xì)胞真核模式生物萊茵衣藻為材料，研究藍(lán)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(shí)通過對(duì)磁場中隱花色素基因表達(dá)量的測定，探索在藍(lán)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(dòng)的可能性。
　　1.藍(lán)光作用下，100mT的恒

2、磁場處理對(duì)萊茵衣藻的生長和細(xì)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(shí)提高了衣藻細(xì)胞的密度，在培養(yǎng)第3天時(shí)提高萊茵衣藻的細(xì)胞活性。但是，200mT和300mT的磁場處理未對(duì)萊茵衣藻的生長和細(xì)胞活性產(chǎn)生明顯影響。在藍(lán)光作用下，三個(gè)磁場梯度中細(xì)胞的孢子囊百分含量達(dá)到最高的時(shí)間均為12h。其中100mT磁場下，在12h時(shí)磁場處理組與對(duì)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(xì)胞生長和細(xì)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(lán)光條件下100mT、200mT、300mT三個(gè)梯度的恒磁場處理對(duì)萊茵衣藻細(xì)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(duì)最大表觀光合速率(Pm)、飽和光強(qiáng)(Ik)、光補(bǔ)償點(diǎn)(Ic)和暗呼吸速率(Rd)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)藍(lán)光條件下各磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁場環(huán)境不能影響萊茵衣藻細(xì)胞利用高光強(qiáng)的效率，對(duì)其需光特性和

4、生理活性也沒有影響。但是，藍(lán)光條件下100mT磁處理，減弱了萊茵衣藻耐受強(qiáng)光的能力。
　　3.實(shí)驗(yàn)選用的萊茵衣藻藻株在同步化處理后的8-12h進(jìn)入分裂期。100mT和200mT的磁處理分別在8h和12h時(shí)促進(jìn)了衣藻細(xì)胞的隱花色素基因(CPH1)表達(dá)，而300mT磁處理則在8h時(shí)抑制CPH1基因表達(dá)。與萊茵衣藻細(xì)胞進(jìn)入分裂期后孢子囊百分含量的變化現(xiàn)象對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)磁處理所造成的CPH1基因表達(dá)量的增加可能導(dǎo)致細(xì)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(shí)序性。但是隨著培養(yǎng)時(shí)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(lán)光受體隱花色素基因(CPH1)的表達(dá)，并有可能通過改變 CPH1基因的表達(dá)進(jìn)而影響與衣藻細(xì)胞生物節(jié)律相關(guān)的細(xì)胞生長和細(xì)胞活性，以及衣藻細(xì)胞耐受強(qiáng)光的能力。實(shí)驗(yàn)所選取的磁感應(yīng)強(qiáng)度中，在較低的磁感應(yīng)強(qiáng)度如100mT下較為明顯，隨著強(qiáng)度的增加一些影響反而消失。在藍(lán)光作用下，磁場對(duì)萊茵衣藻的影響只出現(xiàn)在細(xì)胞生長的某些階段，并且隨