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胁迫适应基因在不同培养条件下的差异表达

论论资讯 | 2024-02-25 4热度

International Journal of Molecular Sciences

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Differential Expression of Stress Adaptation Genes in a Diatom <i>Ulnaria acus</i> under Different Culture Conditions

Bayramova Elvira; Petrova Darya; Marchenkov Artyom; Morozov Alexey; Galachyants Yuri; Zakharova Yulia; Bedoshvili Yekaterina; Likhoshway Yelena

Published:2024-02-15
DOI:10.3390/ijms25042314

研究背景

随着人类活动的不断增加,水生态系统面临着越来越多的压力。硅藻是水生态系统中重要的初级生产者,它们需要快速适应各种应激因素。然而,它们的生理适应分子机制仍未得到充分探索。因此,研究硅藻的应激反应机制对于了解水生态系统的生态学和生物学过程具有重要意义。

研究内容

本研究通过研究淡水硅藻Ulnaria acus在不同应激条件下的应答,探究了其应激适应的分子机制。研究使用荧光染色和光学显微镜技术确定细胞在不同应激条件下的生理状态。为了探究分子反应,研究了应激响应相关基因,包括类型III元凋亡酶(MC)、类元凋亡酶蛋白(MCP)、死亡特异性蛋白(DSP)、δ-1-吡咯烷酮-5-羧酸脱氢酶(ALDH12)和谷胱甘肽合成酶(GSHS)等。研究描述了这些基因的结构,分析了预测的氨基酸序列,并使用qRT-PCR测量了它们在体外的表达动态。研究表明,硅饥饿的前五天,UaMC1、UaMC3和UaDSP的表达增加,第七天,它们的表达被UaMC2、UaGSHS和UaALDH所替代。在培养45天后,细胞停止生长,UaMC1、UaMC2、UaGSHS和UaDSP的表达增加。接触杀藻细菌滤液诱导UaMC1和UaGSHS的表达增加。因此,可以得出结论,这些蛋白质参与了硅藻对环境变化的适应。此外,这些数据表明,硅藻的分子适应机制取决于应激因素的性质和暴露时间。

研究意义

本研究揭示了硅藻在不同应激条件下的分子适应机制,这对于了解水生态系统的生态学和生物学过程具有重要意义。此外,研究结果对于开发新的水生态系统的生态修复和保护技术也具有重要的指导意义。

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