海带抗褐藻酸降解菌感染反应的生物学特征研究
海带人工育苗是发展我国海带养殖事业的一个重要环节，目前海带育种中存在的突出问题是海带病烂的发生与抗病力降低，研究海带病烂发生的机制对于发展海带养殖事业具有重要意义。
本文对从病烂海带表面分离的褐藻酸降解菌的生长和产酶特性进行了研究。同时，对褐藻酸降解菌感染引起的海带生理生化效应和细胞生物学效应进行了初步分析，以期为海带病害的发病机理和病害防治提供基础资料。研究结果表明：
褐藻酸降解菌A1和A3最佳生长和产酶条件是初始培养基褐藻酸钠含量：0.6～0.7％，培养基中NaCl浓度：1.5％，pH值：7.5，培养温度：20℃。
组织显微切片观察表明，褐藻酸降解菌入侵海带的过程为：褐藻酸降解菌首先侵入内皮层细胞，然后再逐渐侵入到外皮层、髓部和表皮，最终导致海带的病烂。海带被褐藻酸降解菌感染后，其各种组织的伤害程度存在明显的差异。相比之下，内皮层细胞的伤害最严重，其次是外皮层和髓部，表层的伤害最轻。
在褐藻酸降解菌的感染下，海带细胞中出现大量的内含物。内含物的出现有组织特异性一仅仅发生在内皮层细胞中；内含物的出现具有普遍性；感染后期内含物逐渐消失；内含物的形状为椭圆形或圆形，直径大小为1.5～4.0um之间，平均直径为2.7um。
细胞超微结构观察表明，叶绿体是褐藻酸降解菌感染最敏感的细 胞器，其次是细胞核，而线粒体是较稳定的细胞器。
叶绿素a含量和光合速率对褐藻酸降解菌感染表现出相似的响应规律，即在感染的初期阶段，二者变化不明显，随着感染的继续进行， 二者急剧下降。在褐藻酸降解菌感染的过程中，可溶性蛋白质的含量 表现出下降的趋势，而可溶性糖的含量呈现出先升高后降低的变化趋 势。PAL活性对褐藻酸降解菌感染表现出总体下降的的变化趋势，PPO 活性表现出先升高后降低的趋势利用生物化学的方法探讨了褐藻酸降解菌感染过程中海带体内多 酚含量的变化，并分析了多酚含量的高低与海带对褐藻酸降解菌感染 抗性的相关性。研究结果表明：褐藻酸降解菌感染下海带体内多酚含 量急剧上升，并且这种变化具有普遍性。多酚含量的急剧上升只发生 在褐藻酸降解菌感染的初期阶段。海带体内多酚含量的高低与海带对 褐藻酸降解菌的抗性具有明显的相关性。表明多酚类化合物在海带抵 抗褐藻酸降解菌的感染中起重要作用。
选用五株感染能力较强的褐藻酸降解菌作为致病菌，研究了细胞壁组成在海带抗褐藻酸降解菌感染中的变化及其作用。结果表明：海带在褐藻酸降解菌感染下细胞壁组成的变化具有普遍性。细胞壁组成的显著变化只发生在褐藻酸降解菌感染的早期阶段，随着感染时间的不断延长，细胞壁组成的变化不再明显。海带细胞壁组成的变化主要是褐藻酸成分发生了明显变化，而纤维素、半纤维素和果胶质成分变化不明显；在感染过程中，海带细胞壁响应变化的幅度大小与海带的抗感染能力密切相关 研究了褐藻酸降解菌感染过程中海带细胞内活性氧的产生及其变化规律，探讨了活性氧在海带抗褐藻酸降解菌感染中的作用。结果表明：褐藻酸降解菌感染引起海带活性氧的大量产生，而且活性氧的大量产生贯穿于整个感染过程中。活性氧的大量产生具有普遍性，与选用褐藻酸降解菌菌株和海带的品系无相关性。在褐藻酸降解菌感染的早期阶段，海带维持着较高的抗氧化能力和对褐藻酸降解菌感染有较高的抗性，而且海带的抗感染能力与活性氧产生速率呈一定的正相关性。褐藻酸降解菌感染的后期，海带的抗氧化能力显著降低，膜脂过氧化和脱酯化伤害作用加剧，同时对褐藻酸降解菌感染的抗性显著降低，海带的抗感染能力与活性氧产生速率呈一定的负相关性。感染的早期阶段，活性氧的产生在海带抵抗褐藻酸降解菌的感染中起着重要作用；而在后期阶段，活性氧的产生又大大降低了海带对褐藻酸降解菌感染的抗性。海带在感染的早期维持较高水平的抗氧化能力，而在感染的后期抗氧化能力显著下降是活性氧表现出双重作用的重要原因之一。
海带;褐藻酸降解菌;细胞结构
中国海洋大学
博士
生态学
唐学玺
2006
中文
Q949.288.4
112
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）