外源褪黑素在提高莱茵衣藻抗盐能力中的应用制造技术

本发明专利技术公开了褪黑素在增加植物细胞中抗氧化酶活性的应用。为探索褪黑素在莱茵衣藻抗盐机制的抗氧化防御体系中的可能作用奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
外源褪黑素在提高莱茵衣藻抗盐能力中的应用
本专利技术属于生物科技
，具体涉及外源褪黑素在提高莱茵衣藻抗盐能力中的应用。
技术介绍
盐胁迫是世界上主要的农业问题之一，它影响植物的生长和发育，并导致作物生产力下降。土壤盐渍化可能是由于自然原因造成的，如咸雨，沿海水域或母岩和海水盐的污染。过度的盐会降低植物细胞的养分吸收或运输，增加钠离子(Na+)的积累，对细胞器造成损伤，减少土壤渗透势，并抑制光合作用，从而对植物生理造成不利影响。值得注意的是，盐分诱导的光合电子传递抑制会导致有毒活性氧(ROS)如O2·-，H2O2和·OH的过度积累以及细胞氧化还原稳态的破坏。此外，作为强氧化剂，高浓度的ROS可以通过脂质过氧化损伤膜，破坏DNA链并使各种重要的酶失活。面对这些挑战，植物对盐度的综合生理反应涉及多种保护机制，主要包括相容性溶质的合成和积累，离子稳态控制，植物组织内水分吸收和分布的调节，氧化损伤的减少以及光合作用的维持。在一些关于藻类中盐胁迫的研究可观察到类似于植物胁迫耐受性的自我保护机制。例如，盐胁迫会降低淡水藻类中光合色素，碳水化合物，蛋白质和K+的含量，但脯氨酸和抗氧化酶活性会显著增加，从而提高耐盐性。此外，有报道称当莱茵衣藻暴露于某些应激剂时，会形成被称为“palmelloid”或“coenobium”的多细胞聚集体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种褪黑素的应用。探索褪黑素在莱茵衣藻抗盐机制的抗氧化防御体系中的可能作用奠定了基础。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，褪黑素在增加植物细胞中抗氧化酶活性的应用。进一步地，该植物细胞所在的为盐胁迫的环境。进一步地，该植物为单细胞植物。进一步地，该褪黑素中有效成分的浓度为0.1～1μM。进一步地，该单细胞植物为莱茵衣藻。进一步地，在植物细胞的培养过程中添加褪黑素。本专利技术还公开了一种植物细胞中抗氧化酶活性的促进剂，其有效成分为褪黑素。本专利技术具有如下优点：外源MT的应用影响莱茵衣藻的生长和细胞内抗氧化酶的活性，这些结果为探索MT在莱茵衣藻抗盐机制的抗氧化防御体系中的可能作用奠定了基础。附图说明图1是本专利技术用于测试褪黑素处理对莱茵衣藻细胞对NaCl胁迫的响应的实验设计图；图2为本专利技术中褪黑素对盐或非盐胁迫下莱茵衣藻细胞生长的影响趋势图；图3为本专利技术中不同TAP条件下的莱茵衣藻的光学显微镜的形态观察图；图4外源褪黑素对莱茵衣藻处于盐或非盐胁迫时对其细胞SOD活性的影响；4a为外源褪黑素对莱茵衣藻处于非盐胁迫时对其细胞SOD活性的影响比较图；4b为外源褪黑素对莱茵衣藻处于盐胁迫时对其细胞SOD活性的影响比较图；图5外源褪黑素对莱茵衣藻处于盐或非盐胁迫时对其细胞CAT活性的影响；5a为外源褪黑素对莱茵衣藻处于非盐胁迫时对其细胞CAT活性的影响统计图；5b为外源褪黑素对莱茵衣藻处于盐胁迫时对其细胞CAT活性的影响统计图；图6外源褪黑素对莱茵衣藻处于盐或非盐胁迫时对其细胞POD活性的影响比较图；6a外源褪黑素对莱茵衣藻处于非盐胁迫时对其细胞POD活性的影响；6b外源褪黑素对莱茵衣藻处于盐胁迫时对其细胞POD活性的影响；图7外源褪黑素对莱茵衣藻处于盐或非盐胁迫时对其细胞MDA含量的影响比较图；7a外源褪黑素对莱茵衣藻处于非盐胁迫时对其细胞MDA含量的影响比较图；7b外源褪黑素对莱茵衣藻处于盐胁迫时对其细胞MDA含量的影响比较图。具体实施方式本专利技术公开了褪黑素在增加植物细胞中抗氧化酶活性的应用。该植物细胞所在的为盐胁迫的环境。进一步地，该植物为单细胞植物。该褪黑素中有效成分的浓度为0.1～1μM。该单细胞植物为莱茵衣藻。在植物细胞的培养过程中添加褪黑素。本专利技术还公开了一种植物细胞中抗氧化酶活性的促进剂，其有效成分为褪黑素。整个实验流程图如图1所示。其中，CK表示相应体积水；首先，将莱茵衣藻细胞在含有1LTAP培养基的2L锥形瓶中于上述条件下培养直至它们达到对数生长后期，此时，OD在750nm处为0.8。在预培养3～4d后，将藻液分配到四个新实验组：(i)对照：具有相应体积水(CK)的300mL藻液；(ii)盐处理：补充有100mMNaCl(ST)的300mL藻液；(iii)褪黑素(用MT表示)处理：补充有0.1μM，1μM，10μM或100μMMT(分别用MT0.1，1，10，100表示)的300mL藻液；(iv)MT和盐处理：补充有100mMNaCl和0.1μM，1μM，10μM或100μMMT(分别用ST+MT0.1,1,10,100表示)的300mL藻液。在预培养第4天上午9:00(记为0h)开始实验，实验处理48小时。由于MT见光易分解，因此胁迫处理期间都是在暗光下进行实验处理。在处理0h，1h，3h，6h，12h，24h，36h和48h时收集藻液样品。取样过程为：收获40mL的莱茵衣藻细胞在4℃下离心10分钟，随后将沉淀悬浮在1mL1倍磷酸盐缓冲液(PBS)中，然后在6797×g，4℃下离心2分钟。最后将沉淀物转移到新鲜的1.5mLEP管中，将样品(鲜重约0.1g～0.2g)在液氮中冷冻，-80℃保存。通过测量光密度(OD)检测衣藻的生长。所有实验均独立重复三次。为了测量藻类生长，将750nm处的OD作为培养物密度的量度。吸光度值用紫外可见分光光度计测定，使用1cm比色皿，并使用TAP作为空白。测量时间与采样时间相同，并将三次平行测定结果的平均值作为终值。在倒置显微镜下进行单细胞莱茵衣藻的形态观察。为了观察衣藻细胞分别在高盐和低盐胁迫下的形态变化是否显著不同以及确定外源MT对其形态变化是否有影响，进行了以下几组实验：0mMNaCl(CK)，100mMNaCl(ST100)，300mMNaCl(ST300)，1μMMT(MT1)，100mMNaCl+1μMMT(ST100+MT1)和300mMNaCl+1μMMT(ST300+MT1)。在预培养第4天上午9:00(0h)开始进行实验处理，衣藻的形态观察时间间隔为0h，12h，24h和48h。取样过程为：使用移液管吸取1ml藻液转移到1.5mlEP管中，并在室温下以3824×g离心1min。然后用新鲜的TAP洗涤沉淀物两次，并将沉淀重悬于1ml新鲜的TAP中。准备观察时，取30μl重悬细胞样品滴到玻璃载玻片上，并在100倍放大率的油镜下明场观察。提取抗氧化酶的具体步骤为：取出储存于-80℃的样品并置于冰上。接下来，将800μlpH＝7的磷酸盐缓冲液加入到样品中，使样品的匀浆介质过量4倍(样品重量(g)：缓冲液体积(ml)＝1:4)。将样品转移到研钵中进行冰浴研磨，然后将匀浆转移到新的EP管中。将所制备的20％匀浆样品在1699×g的冷却低速离心机中离心10～15min，收集上清液，用于测定超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性。使用超氧化物歧化酶(SOD)测定试剂盒-WST-1方法测量SOD活性，使用过氧化氢酶(CAT)测定试剂盒-可见光测量CAT活性，使用过氧化物酶测定试剂盒测量POD活性。这些酶的活性是以蛋白质含量为基础测定的。使用改善的的BCA蛋白质测定试剂盒测定上清液的总蛋白质含量。所有测定(包括酶活性)都是在25℃下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.褪黑素在增加植物细胞中抗氧化酶活性的应用。

【技术特征摘要】
1.褪黑素在增加植物细胞中抗氧化酶活性的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，植物细胞所在的为盐胁迫的环境。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述植物为单细胞植物。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述褪黑素中有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英娟，张雨靖，高文英，冯政，白庆庆，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61