UV-B辐射对发菜细胞活性氧及抗氧化酶活性的影响

UV-B辐射对发菜细胞活性氧及抗氧化酶活性的影响 ------------------------------------------------------------------------------------------------ UV-B辐射对发菜细胞活性氧及抗氧化酶活性的影响 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.2 撒玉霞，于海峰，杨蕾 (山东轻工业学院食品与生物 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院，山东济南 2503531) 摘要:以液体悬浮培养的发菜细胞为研究对象，测定UV-B辐射处理后发菜细胞中活性氧含量和抗氧化酶活性的变化，探讨UV-B辐射对发菜细胞活性氧代谢的影响。实验结果表明，在1 W/m2和5 W/m2 UV-B辐射下，处理时间延长，发菜细胞中的超氧阴离子(O2-) 和/g 基金项目:国家自然科学基金资助项目(20806047);中国博士后科学基金面上资助项目(20090450116);山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2011SW029) 作者简介:撒玉霞(1987-)，女，硕士研究生，研究方向:藻类生物技术，功能性食品加工配料开发 通讯作者:于海峰(1975-)，女，博士，副教授，研究方向:功能性食品与食品添加剂 我国内蒙古、宁夏等干旱半干旱地区，高海拔、强太阳辐射的生存环境已对其进行正常生理活动造成影响。目前关于发菜的研究主要集中在人工培养条件的优化、多糖和盐胁迫[2~5]等方面，而对UV-B辐射的研究很少。本文以液体悬浮培养的发菜细胞为研究对象，研究了不同UV-B辐射下发菜细胞内活性氧含量、脂质过氧化程度以及各—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 种抗氧化酶活性的变化，在活性 247 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.2 氧代谢方面探索了发菜细胞对UV-B辐射的响应，为发菜的抗逆性研究提供理论依据。 1 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 1.1 实验材料 发菜(Nostoc flagelliforme)单体细胞种由本实验室分离保存。实验前经平板划线多次纯化，镜检和平板检测不再有杂菌为止，挑取发菜细胞纯培养菌落，接入BG-110培养基中培养，得到发菜细胞种备用。 1.2 UV-B辐射处理 取对数期生长的发菜细胞转移到已灭菌的培养皿中(直径为90 mm)，在UV-B灯管下进行紫外辐射，辐射强度为1 W/m2和5 W/m2，辐射时间为3、6、12、24、36、48 h，空白对照在60 μM photon/m2?s光照强度下培养。 1.3 实验方法 1.3.1 O2-含量的测定 O2-含量的测定根据王爱国等人[6]的方法进行测定。 1.3.2 H2O2含量的测定 H2O2含量根据Patterson等人[7]的方法进行测定。 1.3.3 MDA含量的测定 MDA含量根据Heath and Packer描述[8]行测定。 1.3.4 抗氧化酶的测定 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 酶液的提取及测定 取5 mLmin，去上清加入冰浴研磨，3000 r/min用以测定CAT、SOD和SOD CATKato等 [11] 2.1 O2-及H2O2含量的变化 UV-BO2-含量的影响如图1，O2含量几乎无变化，而经强度为1 W/m2和5 W/m2的UV-B辐射处理后发菜细胞内O2-的含量增加，在6 h时达到最大为480.62和510.34 nmol/g DW，是对照的160.09%和169.99%，随后平稳下降。 发菜细胞内H2O2含量随着培养时间的延长，对照组H2O2含量变化不显著(图2)。在强度为1 W/m2和5 W/m2的UV-B辐射处理0-12 h，发菜细胞内H2O2 248 - 含量迅速增加，随后缓慢增长，在辐射48 h时H2O2含量分别达到了210.24和229.89 nmol/g DW，是对照的148.93%和162.19%。 图1 UV-BO2 Fig.1 Effect of UV2-Nostoc cells - 图2 UV-B辐射对发菜细胞内H2O2含量的影响 Fig.2 Effect of UV-B radiation on H2O2 content of Nostoc flagelliforme cells 2.2 UV-B —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 辐射下发菜细胞膜脂过氧化程度的变化 图3 UV-B辐射对发菜细胞内MDA含量的影响 Fig.3 Effect of UV-B radiation on MDA content of Nostoc flagelliforme cells 丙二醛是膜脂过氧化的主要产物之一，其含量的 高低反映了膜脂过氧化和膜损伤的程度。UV-B辐射下发菜细胞 内MDA含量的变化如图3，对照组发菜细胞内MDA含量几乎无变化， 暴露在1 W/m2和5 W/m2 UV-B辐射下发菜细胞内的MDA含量随着 辐射 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2013, Vol.29, No.2 时间的延长而增加，在辐射处理48 h后MDA含量分别达到0.085和0.147 μmol/g DW，是对照的251.70%和413.72%。 2.3 UV-B辐射对发菜细胞抗氧化酶活性的影响 143.61%和283.58%。UV-B辐射处理后发菜细胞中CA T活性变化的趋势与SOD活性变化的趋势相似。 图6 UV-B 图4 UV-B辐射对发菜细胞内SOD活性的影响 Fig.4 Effect of UV-B radiation on SOD activity of Nostoc flagelliforme cells Fig.6 Effect of UVNostoc UV-B辐射下发菜细胞内SOD活性的变化如图4，随着处理时间 —————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 的延长，对照组发菜细胞内SOD活性 变化不明显，1 W/m2 UV-B辐射处理后发菜细胞内SOD活性先升高后降低，在辐射12 h时达到最大为17.11 μmol/min?g DW，是对照的144.03%，随后SOD活性快速下降，但在处理48 h后SOD活性仍高于对照组。5 W/m2UV-B辐射处理的发菜细胞内SOD变化与前者类似，在处理12 hμmol/min?g DW，是对照的158.88%时间，5 W/m2 UV-B辐射的发菜细胞1 W/m 2 UV-B UV-B6， APX活性0~6 h在6 h达到最大为10.36 ,189.23%，在处理6-48 h阶5 W/m2UV-B辐射处理的辐射处理6 h时9.20 μmol/min?g DW，是对照的1 W/m2 UV-B辐射处理后的活性低。 3 植物的生长过程中会产生一些活性氧，这些活性氧包括单线氧(O21)、超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(?OH)等。UV-B辐射会增加植物组织中活性氧的产量并产生氧化胁迫。在我们的实验中UV-B辐射强度升高，O2-和H2O2的含量增加，而随着UV-B辐射处理时间的延长O2-的变化与H2O2变化也不尽相同，O2-的含量在辐射处理6 h后达到最大，随后缓慢下降;而H2O2的含量一直增加，这表明UV-B辐射可引起发菜细胞内活性氧的大量积累。活性氧水平过高可导致脂质过氧化，引起膜损伤，最终导致细胞死亡。 丙二醛是膜脂过氧化的主要产物之一，其含量的高低反映了膜脂过氧化和膜损伤的程度。实验中MDA含量随着UV-B辐射强度的增大—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ 和处理时间的延长显著增加，这主要是由膜上的多不饱和脂肪酸氧化降解引起的， 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 UV-B辐射引起的过氧化胁迫导致了发菜膜脂的过氧化程度加深。类似情况在南极冰藻Chlorophyceae L-4[12]，蓝细菌Anabaena sp.[13]和Chlorococcum sp.[14]等藻类植物中都出现过，说明UV-B辐射引起发菜的氧化胁迫与大多数藻类相似。 249 图5 UV-BCAT活性的影响 -B radiation on CAT activity of Nostoc flagelliforme cells UV-B辐射下发菜细胞内CAT活性的变化如图5，随着处理时间的延长，对照组发菜细胞内CAT活性几乎无变化，1 W/m2和5 W/m2UV-B辐射处理发菜细胞内CAT活性变化趋势基本相似，都是先升高后降低，在UV-B辐射处理12 h时，发菜细胞内CAT活性达到最大为1.69和3.33 μmol/min?g DW,分别是对照的 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2009, 21: 127-133 2013, Vol.29, No.2 植物通过抗氧化防御机制来抵抗活性氧造成的伤害，这些氧化防御机制主要包括酶和非酶机制。清除植物活性氧的酶主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸酶过氧化物酶(APX)。SOD、CAT、APX活性三者之间的平衡是确保细胞内O2-和H2O2保持平衡的关键因素。SOD是植物抗氧化防御体系的第一道防线，能催化O2-发生歧化作用，生成H2O2和O2，CAT和APX主要负责清除—————————————————————————————————————— ------------------------------------------------------------------------------------------------ H2O2[15]。我们的研究结果表明发菜细胞内的SOD、CAT活性在不同 辐射强度的初期显著增加，但随着辐射处理时间的延长，酶活均出现 了下降。可见短时间UV-B辐射处理，SOD、CAT活性升高有利于清除 发菜细胞内大量积累的O2-和H2O2，长时间UV-B辐射处理，会导致 SOD、CAT活性降低，这可能是由于UV-B辐射强度及处理时间超出了 SOD、CAT的承受极限而失活，或一些非酶机制的调节所致。SOD、 CAT活性下降，致使发菜细胞内活性氧的产生与清除处于失衡状态， 细胞损伤严重。而经1 W/m2UV-B处理发菜细胞内APX在辐射之初呈 现增长趋势，随后变化不定，这可能是由于APX为了确保细胞内O2- 和H2O2适应环境变化做出的相应调节。5 W/m2 UV-B处理的发菜细 胞内APX活性低于1 W/m2 UV-B处理的，这说明高强度的UV-B辐射 抑制了APX活性。 4 结论 发菜在不同UV-B不同程度的氧化损伤。-B菜细胞膜造成伤害， 重。为了抵御UV-BSOD、通过调节其活性来-B辐射伤害。我-B辐射 响应的基UV 参考文献 [1] McKenzie L, Aucamp P J, Bais A F, et al. 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