藍光條件下萊茵衣藻磁生物學效應的研究.pdf

1、生物磁感應效應普遍存在，由于缺乏對磁場的生物學作用機制的了解，目前磁場生物學效應的科學證據十分不足。本研究基于近年來已在遷徙動物中證實的藍光介導的隱花色素蛋白作為磁場初級受體的“化學磁感受假說”，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，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生影響。表現為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差別。這些磁處理所帶來的與生物節(jié)律相關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)現藍光條件下各磁感應強度的磁場環(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象對比，可以發(fā)現磁處理所造成的CPH1基因表達量的增加可能導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強度中，在較低的磁感應強度如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在細胞生長的某些階段，并且隨