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察哈尔水生生态系统中一种微藻Euglena tuba的形态和生化研究

Shampa Deb

印度理工学院土木工程系古瓦哈蒂-印度阿萨姆邦781039

*通讯作者:
Shampa Deb
土木工程系
印度理工学院古瓦哈蒂分校
印度阿萨姆邦。
电子邮件: (电子邮件保护)

收到:13/06/2015接受:31/07/2015发表:07/08/2015

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摘要

尤格莱娜大号是一种淡水microalga一年四季都可以在卡沙尔地区的水体中找到。这种独特的生物在形态特征和生化特性方面显示出巨大的潜力。大黄是一种细胞内含有高浓度叶绿素a、b、类胡萝卜素等色素、碳水化合物和蛋白质的模式种。叶绿素a的最大浓度,类胡萝卜素蛋白质、碳水化合物含量分别为11.97 μg/ml、12.87 μg/ml、120.94 μg/ml、188.52 μg/ml。因此,本研究认为,利用大耳黄菌生产不同类型的医药基础产品,如蛋白片、高价值副产品如促葡萄糖、色素膏、营养基础产品,可造福人类。

关键字

采购产品水生身体,银藻,医学,微藻,形态,色素

简介

眼虫属大号在淡水环境中数量多,营养丰富。它代表了最早衍生的真核原生生物之一,具有植物和动物的特征。e .大号需要H, C, N, O, Mg, P, S, Cl, K, Ca, Mn, Co, Zn和其他一些元素的含量很低[1].它能快速产生氧气,减少二氧化碳,分解有机物[2].e .大号具有细长的细胞,其中一个细胞核含有有助于光合作用的色素叶绿体,一个用于排泄的可收缩液泡,一个用于观察阳光的眼点和用于运动的鞭毛。

叶绿素a,叶绿素b,类胡萝卜素,比如叶黄素,虾青素(优格诺酮)、玉米黄质和胡萝卜素(主要是β -胡萝卜素)是优格诺酮中常见的色素。叶绿素和类胡萝卜素是脂溶性分子,通过丙酮、甲醇等有机溶剂从类囊体膜中提取,而藻胆素和橄榄素是水溶性分子,有机溶剂从藻类组织中提取后可从藻类组织中提取。在某些情况下,由于被称为虾青素或正痛经酮或血色素的叶黄素色素的增加,水会出现红色。绿藻中含有叶黄素类色素,如二氮黄质和二氮黄质,但不含叶黄素、岩藻黄质和紫黄质[3.].在高光强下,叶黄素缺乏[4].Sorby [5)(1873年)将蓝色叶绿素归为叶绿素a,绿色叶绿素归为叶绿素b,橙黄色叶绿素归为叶绿素a叶黄素根据颜料的颜色。叶绿素是负责光合作用的分子装置中的关键生化成分。它是一种金属螯合物,与一种叫做卟啉的大分子有机分子结合。裸藻的色素沉着被发现是由于类胡萝卜素的存在,比如胡萝卜素,玉米黄质、新黄质及二氨基黄质[67].类胡萝卜素色素在藻类中的作用尚不明确,但有人认为它们起着被动护光过滤器的作用,并具有传递能量和氧气的辅助色素的作用[8-10].类胡萝卜素是辅助初级色素即叶绿素在光合作用过程中的能量转移的次生色素,具有较高的含量抗氧化剂清除自由基的潜力[11].在绿藻中,类胡萝卜素被发现在保护叶绿体免受光敏氧化方面发挥主要作用[12].它是最重要的光合色素,可防止叶绿素和类囊体膜因光氧化而吸收能量的破坏[13].它含有一个多烯型的共轭双键体系(C-C=C-C=C)。类胡萝卜素吸收的能量被转化为叶绿素a进行光合作用。

各种研究表明,类胡萝卜素可能预防或抑制某些类型的癌症癌症,关节硬化,年龄相关肌肉变性还有其他疾病。在足够高的浓度下,它可以保护脂质免受过氧化损伤[14].它对各种癌细胞系也有抗增殖作用,例如,番茄红素已被证明可以抑制乳腺、肺和前列腺细胞系的细胞周期进展。β-胡萝卜素已被证明可以抑制凋亡蛋白Bcl-2,在一定程度上抑制癌细胞的生长[1516].Paramylon是裸藻植物特有的碳水化合物储备[17和淀粉类似。当绿藻在黑暗的有机营养培养基上生长时,它会积聚在绿藻中,当细胞在黑暗中或在指数生长阶段结束时或当细胞转移到光源时,它会被消耗掉[18-21].在绿藻中发现的叶绿体含有叶绿素,有助于碳水化合物的合成,碳水化合物储存为淀粉颗粒和paramylon。在绿藻中,paramylon是由pyrenoids组成的。优生类植物有叶绿素a和b,它们以一种不寻常的形式储存光合产物,称为paramylon淀粉,一种ß- 1,3 -葡萄糖聚合物。paramylon储存在整个细胞质中的杆状体中。这些被称为paramylon体,通常可见为无色或白色的硬棒[22].蛋白质或氨基酸是藻类生产其他精细化学品过程的副产物,或通过适当的基因增强,微藻可以生产足够高浓度的所需氨基酸[23].各种藻类的高蛋白含量是将其视为非常规蛋白质来源的主要原因之一[24].眼虫是一种具有许多有趣特征的生物,比如它的叶绿体周围有三层膜而不是两层膜[25]这对核编码的叶绿体蛋白的靶向有影响

本工作是对其形态特征及生化潜能的研究大肠大号。

材料与方法

研究区域

阿萨姆邦南部的查查尔地区位于东纬90°44′和西经20°22′之间,地理面积约为37861公里2被巴拉河和它的支流排干。夏季(7 / 8月)属亚热带气候,温暖湿润,温度一般在12月至1月。相对湿度范围为60 ~ 70%。该区全年雨量约3200-3500毫米。在不同的战略位置,即北、南、东、西,选择16个池塘进行试验[图1]方向和藻类样本采集时间为2009年7月至2010年5月,每半月一次。

Pharmacognsoy-Phytochemistry-Map-showing-the-study-sites

图1:显示研究地点的地图。

眼虫物种的分析

样品采用25号锚杆丝制作的浮游生物网在不同的研究地点采集。滤过的样品被浓缩到恒定体积。每个样本中的几滴从50个土丘的随机区域中被检测。细胞形态的显微镜观察,如生物体的大小、叶绿体的存在与否、眼斑、鞭毛、绒毛等均被考虑在内,并按标准程序进行识别[2627].

生化性质估计

采用90%丙酮冷萃取法提取样品,测定叶绿素(a、b)和类胡萝卜素含量[28].总碳水化合物采用蒽酮法估算[29].蛋白质用Lowry 's方法测定[30.].所有试验均进行三次。

结果与讨论

藻类特征

考虑到细胞形态的显微镜观察,并确定为e .大号卡特。离心后随机样品的显微镜观察确保样品不含任何其他藻类浮游植物早期研究人员支持的污染,即绿藻华发生在温度较高、溶解氧较低和营养浓度较高的酸性环境中,这大大抑制了其他藻类和浮游植物的生长[31-35].文中给出了大雁的鉴定性状表1

Pharmacognsoy-Phytochemistry-Shows-the-characteristic-algal-cell

表1:显示了藻类细胞的特征。

形态结构眼虫属大号

e .大号是一种不断改变身体结构的淡水原生动物。在显微镜下观察新鲜样品时,发现了三种不同的结构形式,即拉长,椭圆形和球形。长形结构长65 ~ 105 μm,宽20 ~ 24 μm,椭圆形结构长60.086 μm,宽43.174 μm,球形结构长50.158 μm,宽48.653 μm [图2.。].它的形状和大小是连续变化的,因此很难观察到超结构形态,当它达到圆形和椭圆形时,整个身体质量变得紧密,细胞器的排列不清楚。细胞基本为运动细胞,卵圆形梨形至近圆柱形,后端逐渐变窄,顶端短钝,周围质体有螺旋条纹。Euglena的整个结构是不规则的,自发的脉动,即表现出有节奏的扩张和收缩运动。它在鞭毛的帮助下移动鞭毛大约和身体一样长,位于前端,以这样的方式旋转,把细胞拉过水,它附着在储水池的底部。储层颜色为灰色,鞭毛为黑色。叶绿体可见为几个圆盘状的结构,遍布细胞,边缘为带状,可捕获用于光合作用的阳光,其颜色为绿色。Euglena在前端有一个眼点,可以探测光线,并被放置在储水池附近。眼斑允许细胞感知光的方向和强度,细胞对它的反应是游向光或远离光(正趋光性或负趋光性)。眼斑帮助细胞找到一个最佳光照条件的环境进行光合作用。 Eyespots are the simple form and composed of photoreceptors. The colour of the eyespot was red because of the presence of carotenoid pigments. It was composed of paraflagellar bodies which connect the eyespot to the flagellum. Euglena has a stiff pellicle outside the cell membrane that helps to keep its shape and was flexible in nature; the colour of the pellicle was blue. In the center of the cell nucleus was placed which contain cell´s DNA and control cell´s activities. The nucleolus was found within the nucleus and the colour of the nucleus was purple and the colour of the nucleolus was pink. In the interior portion of the cell a jelly like fluid substance was found which is known as cytoplasm and its colour was light yellow. Towards the posterior portion of the cell a star like structure called contractile vacuole was present which help Euglena to remove the excess of water. The colour of the contractile vacuole was orange. The whole structure of E. tuba was localized in a dark brown granular mass [图2.二世].

Pharmacognsoy-Phytochemistry-The-elongated-and-spherical-structure-E-tuba

图2我:大耳棘细长的球形结构。

Pharmacognsoy-Phytochemistry-structure-E-tuba

图2 2:大号的结构。

在不同光强条件下生长的紫檀,其化学成分、色素含量及光合活性均有显著变化[36].藻类的生化性质和色素浓度很大程度上取决于藻类的种类。图3 (i-xvi)显示了色素的变化e .大号。总的来说,除了Madhuraghat、Dudhpatil、Udarband、Barjalenja和Sonai以外,几乎所有池塘的类胡萝卜素含量都最高。叶绿素b始终低于其他色素。Arkatipur叶绿素a (7.18 μg/ml)和b (0.85 μg/ml)在3月份最高;叶绿素和类胡萝卜素在7月份都很低。叶绿素a的测量是任何水生生态系统的水质和浮游植物生物量的一个指标[37-41].类胡萝卜素从7月份开始逐渐增加,5月份下降。而叶绿素a则比较稳定。3 - 5月,巴斯坎地类胡萝卜素浓度波动较大,其中3 - 5月类胡萝卜素浓度最低

Pharmacognsoy-Phytochemistry-Variation-photosynthetic-pigments-Euglena-tuba-cell

图3:16种水生生物大鳞藻细胞光合色素的变化。所有数据以均数±标准差表示(n=3)。

叶绿素b含量最高的月份为1月(2.54 μg/ml),为0.89 μg/ml。在卡里坎地,类胡萝卜素从7月到11月开始增加,在1月突然下降,然后在5月逐渐增加。叶绿素A浓度在5月份从6.12 μg/ml下降到3.45 μg/ml。在Machpara,叶绿素a和类胡萝卜素在7 - 5月呈现相似的变化趋势,而叶绿素b在11 - 5月呈现下降趋势。卡希普尔地区类胡萝卜素浓度在3月份降至最低点(2.32 μg/ml), 5月份又回升(8.65 μg/ml),叶绿素a浓度变化不大。7月,巴格普尔类胡萝卜素最低(2.45 μg/ml),而叶绿素a和b最高(9.32 μg/ml和0.54 μg/ml)。Madhuramukh池塘叶绿素b波动较大,5月叶绿素b最高(0.54 μg/ml),类胡萝卜素最低(3.34 μg/ml)。madhuragat叶绿素a在11月(3.11 μg/ml)至5月(2.98 μg/ml)高于类胡萝卜素。叶绿素a (9.55 μg/ml)升高,类胡萝卜素(2.03 μg/ml)下降。叶绿素b从9月(0.09 μg/ml)到3月(0.32 μg/ml)逐渐升高,5月(0.11 μg/ml)逐渐下降。 Increases in chlorophyll a concentration in the water and pH is related to Euglena density whereas oxygen concentration changes are related to the changes in the density of euglenophytes [42].叶绿素b在杜达帕蒂尔一月份达到峰值。在该池塘中,叶绿素a始终高于类胡萝卜素。杜尔巴里类胡萝卜素在9月最低(1.21 μg/ml), 5月最高(10.87 μg/ml),此时叶绿素a和叶绿素b最低。裸裸植物(Euglena)比硅藻,特别是叶绿素和叶绿素构成更多叶绿素a蓝藻4243].类胡萝卜素含量远低于叶绿素a和叶绿素b。在乌达带,类胡萝卜素含量在7月(2.11 μg/ml)至11月(2.05 μg/ml)基本稳定,然后下降,然后上升。叶绿素b在9月份最低(0.09 μg/ml), 3月份最高(0.45 μg/ml), 5月份再次降低(0.32 μg/ml)。一般而言,较高的叶绿素a浓度转化为较高的浮游植物个体细胞数和生物量,但并非总是如此,因为并非所有藻类细胞都产生等量的叶绿素a [44].在Dargakona, 3月份叶绿素a最高(11.97 μg/ml), b最高(0.67 μg/ml),类胡萝卜素最低(0.99 μg/ml)。Irangmara池塘的叶绿素a、b和类胡萝卜素在7 - 5月波动较大。叶绿素a (9.54 μg/ml)和叶绿素b (0.32 μg/ml)在1月份最高,类胡萝卜素(3.12 μg/ml)最低。索奈叶绿素a从7月开始逐渐升高,5月逐渐下降。叶绿素b的含量相对少于叶绿素a [3.].图4 (i-xvi)描述了大雁体内碳水化合物和蛋白质浓度的变化。碳水化合物浓度高于蛋白质浓度。如文献所述,青藻的蛋白质含量较高。[2].丝状固氮蓝藻的蛋白质含量约为40%,而绿藻的碳水化合物含量约为蛋白质的3倍[4546].藻类细胞主要由不同比例的蛋白质、碳水化合物、脂肪和核酸组成,但它们的百分比会随着藻类的类型而变化,根据它们的整体质量,某些类型的藻类由高达40%的脂肪酸组成。脂肪酸可以被提取并用作生物燃料[47].蛋白质和碳水化合物浓度与硝酸盐、磷酸盐和游离铜离子等介质成分密切相关[4849].他们的报告显示小球藻寻常的Chu培养基中蛋白质产量为50% (7.0 mg.L-1), WC培养基中蛋白质产量为6.8 mg.L-1, Chu培养基中蛋白质产量为33.74 g / 100 g。除3月份蛋白质(102.94 μg/ml)高于碳水化合物(97.23 μg/ml)外,其余月份碳水化合物均高于Arkatipur。在Baskandi、Karikandi、Machpara、Kashipur、Bagpur、Madhuramukh、Madhuraghat、Dudhpatil、Udharband、Silcoorie、Irangmara和Sonai,碳水化合物浓度高于蛋白质值。而在其他池塘,如Durgabari、Dargakona和Barjalenga,碳水化合物和蛋白质浓度在几个月之间出现波动。色素浓度主要是叶绿素浓度,是衡量生物量的一个指标,与所有其他生化参数有关。

Pharmacognsoy-Phytochemistry-Variation-Carbohydrate-protein-concentration-Euglena-tuba-cell

图4:16种水体中大鳞藻细胞碳水化合物和蛋白质浓度的变化。所有数据以均数±标准差表示(n=3)。

结论

除Madhuraghat、Dudhpatil、Udharband、Barjalenga和Sonai等池塘类胡萝卜素浓度明显高于叶绿素a和叶绿素b外,其余池塘类胡萝卜素浓度均高于叶绿素a和叶绿素b。类胡萝卜素含量丰富,在叶绿素a和叶绿素b中占主导地位。叶绿素a含量越高,碳水化合物和蛋白质含量越高。本研究表明,吐鲁巴具有较高的生化性能,可用于人类的开发利用。形态学表征和生物化学方法可以为进一步研究提供一些潜在的信息。

参考文献

全球科技峰会