目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法1
1.1试验材料 1
1.2试验方法 1
1.2.1培养条件 1
1.2.2莱茵衣藻的无菌纯化 1
1.2.3 WT和ΔPHOX的生长测定 1
1.2.4 WT和ΔPHOX对砷和磷的富集、吸收和吸附 2
1.2.5 WT和ΔPHOX对砷的分配和形态转化 2
2结果与分析3
2.1 WT和ΔPHOX的生长对比 3
2.2 WT和ΔPHOX对砷的富集、吸收、吸附 3
2.3 WT和ΔPHOX对磷的富集 4
2.4 WT和ΔPHOX不同组分的砷含量 4
2.5 WT和ΔPHOX对砷的形态转化 5
3讨论 6
3.1 WT和ΔPHOX对砷的吸收差异 6
3.2 WT和ΔPHOX对砷的形态转化差异 7
4结论 8
参考文献8
致谢 10
磷酸盐转运体基因对莱茵衣藻砷酸盐吸收、分配和形态转化的影响
摘 要
砷（As）是一种有毒类重金属，广泛分布在淡水、海洋和土壤环境中，砷在环境中的存在形态会影响其毒性。微藻是水环境中的初级生产者，它除了对环境的砷进行富集，还可以介导砷形态的转化，其对砷的吸收和转化受到磷酸盐的影响。因此，本课题以莱茵衣藻野生型（WT）和突变体ΔPHOX（缺失磷酸盐转运体基因PHOX）为试验材料，在315 μgL1磷营养条件下，对WT和ΔPHOX施加10 μgL1 As(V)处理，研究了PHOX的缺失是否会影响以及如何影响莱茵衣藻对As(V)的吸收、分配和形态转化。结果表明WT对砷的富集、吸收量高于ΔPHOX，而培养基中的砷含量刚好相反，说明PHOX对莱茵衣藻As(V)的吸收有调控作用。ΔPHOX和WT胞内均以脂溶态砷为主，水溶态其次，残渣态含量较少；ΔPHOX脂溶态砷含量及占比显著低于WT，而水溶态砷和残渣态砷的含量与WT相比无显著性差异。此外，与WT *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
相比，PHOX的缺失促进了As(V)的还原，影响了砷糖等化合物的生成，说明PHOX对莱茵衣藻砷的分配和形态转化有重要影响。
引言
砷是一种类金属元素，在土壤、岩石和天然水体中的分布较为广泛，由于其很大的毒性而被列为第一类致癌物[1]，目前环境中积累了大量的含砷化合物，这些砷化物原本存在于陆地，随着降水转移到海洋中，最终导致水生生态系统砷污染的形式越来越严峻，目前砷污染已经发展成为全球性的环境问题。环境中的砷主要存在无机砷和有机砷两种形态，无机砷以亚砷酸盐（As(III)）和砷酸盐（As(V)）为主要形态；而有机砷主要有砷胆碱（AsC）、砷甜菜碱（AsB）、砷糖砷脂、一甲基砷（MMA）、二甲基砷（DMA)和三甲基砷（TMA）等。砷的生物毒性不仅仅与含量有关，更是与其形态息息相关。根据砷在生物中不同的细胞组分，可将其分为水溶态，脂溶态和残渣态三部分。微藻在陆地和海洋中分布甚广，属于水环境中的初级生产者，在地球生态系统中占有一席之地。微藻对环境中的砷有富集和转化的作用，可从水体中富集大量的砷，其细胞表面积大、吸附和吸收能力强[2,3]，因此富集砷含量可达100 mg/kg[4,5]。同时，微藻可介导砷形态的转化包括对亚砷酸盐的氧化、砷酸盐的还原、砷的甲基化、砷的络合（主要靠微藻中巯基物质作用）等[6]，因此微藻在环境中砷的转化方面发挥了十分重要的作用。
有研究发现磷酸盐对微藻砷的吸收和转化均有不可忽视的影响。砷、磷属于同族元素，砷酸盐（As(V)）是磷酸盐的类似物，前者可以通过磷酸盐转运蛋白被微藻吸收[7]，在被藻吸收过程中，胞外磷酸盐与As(V)会形成竞争关系，因此当磷酸盐含量增加时，As(V)的吸收会被抑制，这可能与胞内磷含量上升、磷转运蛋白数量降低有关。研究表明，在缺磷条件下，微藻会通过协调低磷可用性与细胞代谢之间的变化并减少细胞分裂和生长来实现长期存活，此时磷酸酶的活性有不同程度的增加。24小时缺磷实验已表明，编码胞外磷酸酶属PHOX同源物的衣藻mRNA在细胞中增加数千倍。据目前的研究可得，有一些磷酸通道蛋白对藻细胞的磷吸收及运输有很大的作用[8]。磷酸盐对微藻砷转化的影响主要体现在，磷酸盐可以竞争性结合与As(V)相应的还原酶活性位点，从而影响As(V)的还原过程[9,10,11]。对胞内磷酸盐正常代谢活动造成干扰是As(V)毒性的主要来源，当胞内磷酸盐浓度提高时这种干扰会减小[14]。因此，细胞内外的磷酸盐会对As(V)的毒性产生影响。另外，磷酸盐也会影响微藻中有机砷的形成，如在低磷低砷条件下，盐藻Dunaliella tertiolecta能够产生多种复杂有机砷如砷糖、砷脂，且砷磷比条件不同时，其产生的砷糖砷脂的量与形态也会发生变化[9]。莱茵衣藻（Chlamydomona reinhardtii）是一种单细胞真核生物[12]，目前已完成基因组测序，且培养条件简单，生长较快、周期短，因此是较为理想的试验材料。微藻对砷的吸收和转化受到磷酸盐的影响，但之前的很多研究都是在较高浓度的磷和砷条件下处理的，与现实水体中实际情况相差甚远，还需要展开更深层次的研究。因此，本文选取莱茵衣藻野生型（WT）和突变型ΔPHOX（缺失磷酸盐转运体基因PHOX）为研究对象，通过设置较低砷酸盐及磷酸盐条件，揭示磷酸盐转运体基因对莱茵衣藻As(V)吸收、分配和形态转化的影响。

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