全 文 ：植物生理学通讯 第 40卷 第 5期，2004年 10月614
野生型莱茵衣藻及其不同突变株的抗NaCl能力检测
古力孜拉 史博 热依汗古丽 吾甫尔·米吉提*
新疆大学生命科学与技术学院，乌鲁木齐 830046
Determination of Salt-tolerance of Wild-type and Different Mutants of Chlamy-
domonas reinhardtii
GULZIRA, SHI Bo, RAYHANGUL, GH·MIJIT*
College of Life Science and Technology, Xinjiang University, Urumqi 830046
提要 检测莱茵衣藻的 2 种野生型 CC-124、CC-125 和 15 个不同突变株对 NaCl 抗性的结果表明，野生型品系 CC-124 和
CC-125 对 NaCl 的抗性达到 260 mmol·L-1，其中叶绿素 b 缺失的 cbn1-48 mt+ 和 cbn1-48 mt- 基因突变株品系对 NaCl 最为
敏感(即对 100 mmol·L-1 以上浓度的 NaCl 表现敏感)。用紫外线照射诱变法，对野生型品系 CC-124 进行诱导，初步筛选出
对 150 mmol·L-1 NaCl 敏感的突变株 6 个，对 350 mmol·L-1 NaCl 有抗性的突变株 2 个。
关键词 莱茵衣藻；突变株；NaCl 抗性
收稿 2004-05-31 修定 2004-09-15
资助 国家自然科学基金(30060035)和新疆生物资源基因工
程重点实验室开放基金。
* 通讯作者(E-mail:gmijit2001@yahoo.com.cn,Tel:0991-8585677)。
莱茵衣藻作为研究植物分子生物学的模式材
料，具有操作简便、遗传背景较清楚、易获得
突变株、遗传性状分析方法较标准等优点。Prieto
等[1]用硝酸盐还原酶(Nit1)插入突变的方法，曾分
离获得莱茵衣藻盐敏感性基因突变株。本文对莱
茵衣藻野生型和其不同突变株抗NaCl能力做了检
测，现报道如下。
材料与方法
莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)品系的
特性和来源如表 1 所示。培养藻的 TAP 培养基、
L2min 基本培养基、L2min N- 培养基配制和培养
均按Harris[2]的方法。在光养和混合营养条件下，
用印迹法检测莱茵衣藻野生型和突变株对NaCl的
抗性范围。筛选突变株前，将野生型品系的莱茵
衣藻CC-124的细胞悬浮液按0.1 mL·皿-1的量接种
到 L2min 固体培养基上，打开培养皿盖子并按不
同时间段用紫外线进行照射。为了防止光的重激
活，紫外线照射后的培养皿置于暗室中24 h，然
后移置于光照培养架上培养7~10 d后，统计细胞
存活率。
结果与讨论
1 光下野生型莱茵衣藻和其突变株对NaCl的抗性
检测光下莱茵衣藻的2种野生型和15种突变
株对不同浓度NaCl的抗性的结果(表2)表明， 野
生型品系CC-124、CC-125 对 260 mmol·L-1 NaCl
显示出抗性或弱抗性，对290 mmol·L-1 和高于此
浓度的NaCl显示出敏感性。叶绿素b缺失的7种
突变株中，CC-1355(cbn1-48 mt-)和 CC-1354
(cbn1-48 mt+)对 NaCl 最敏感，对100 mmol·L-1
NaCl 显示出抗性或弱抗性外，对200 mmol·L-1 和
高于此浓度的NaCl则显示出敏感性；其它5种突
变株——CC-1641b(cbn1-43 mt+)、CC-2455(arg7
cbn1-48 mt-)、CC-3872(arg2 cbn1 mt+)、CC-2419
(arg2 cbn1-113 mt-)和CC-1916(arg7 cbn1-48 mt+)
中，除了CC-3872外都对230 mmol·L-1 的 NaCl显
示出抗性或弱抗性，对260 mmol·L-1 和高于此浓
度的 NaCl 显示出敏感性。精氨酸依赖型突变株
CC-2423(arg7-8 ery3b)和CC-48(arg2 mt+)对200
mmol·L-1 的 NaCl显示出抗性，对230 mmol·L-1 和
高于此浓度的NaCl显示出敏感性；精氨酸依赖型
突变株CC-1930(arg2 mt-)和CC-1826(arg7-8 mt-)
分别对 260 和 290 mmol·L-1 的 NaCl显示出抗性，
对高于此浓度的NaCl显示出敏感性。精氨酸依赖
型及硝酸还原酶缺失型双基因突变株CC-2986(arg2
nit1 mt+)和CC-3379(arg7 nit1 mt-)对230 mmol·L-1
的NaCl显示出抗性，对260 mmol·L-1 的NaCl显示
出弱抗性，对290 mmol·L-1 和高于此浓度的NaCl
显示出敏感性。细胞壁缺失突变株 CC-406(cw15
mt-)和CC-400(cw15 mt+)分别对230和260 mmol·L-1
的 NaCl 显示出抗性或弱抗性，对高于此浓度的
NaCl 显示出敏感性。
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mmol·L-1 和高于此浓度显示出敏感性，CC-1354对
200 mmol ·L-1 的 NaCl 显示出弱抗性，对 230
mmol·L-1 和高于此浓度的NaCl显示出敏感性；叶
绿素 b 缺失的 CC-1916、CC-1641b、CC-2455、
CC-3872 和 CC-2419 突变株中，除了CC-3872 外
都对 230 mmol·L-1 NaCl 显示出弱抗性，对 260
mmol·L-1 和高于此浓度的NaCl显示出敏感性。精
氨酸依赖型突变株CC-1930、CC-2423和 CC-48对
2 混合营养条件下野生型莱茵衣藻和其突变株对
NaCl 的抗性
表3 表明，混合营养条件下莱茵衣藻的野生
型CC-124、CC-125 对 260 mmol·L-1 NaCl 显示出
抗性或弱抗性，对290 mmol·L-1 和高于此浓度的
NaCl 显示出敏感性。在叶绿素b缺失的7种突变
株中，CC-1355 和 CC-1354 同样对NaCl最敏感，
即对100 mmol·L-1 NaCl显示出抗性，CC-1355对200
表1 莱茵衣藻不同品系的特性和来源
品系代码 基因型 表型 来源
CC-48 arg2 mt+ 精氨酸依赖型(营养缺失型) 美国 Duke 大学
CC-124 wild type mt- 野生型(原养型) 俄罗斯圣彼得堡大学
CC-125 wild type mt+ 野生型(原养型) 美国 Duke 大学
CC-400 cw15 mt+ 细胞壁缺失 美国Duke 大学
CC-406 cw15 mt- 细胞壁缺失 美国Duke 大学
CC-1354 cbn1-48 mt+ 叶绿素b缺失 美国 Duke 大学
CC-1355 cbn1-48 mt- 叶绿素b缺失 美国 Duke 大学
CC-1641b cbn1-43 mt+ 叶绿素b缺失 俄罗斯圣彼得堡大学
CC-1826 arg7-8 mt- 精氨酸依赖型 美国Duke 大学
CC-3872 arg2 cbn1 mt+ 精氨酸依赖型 美国Duke 大学
CC-1916 arg7 cbn1-48 mt+ 精氨酸依赖型、叶绿素 b 缺失 美国 Duke 大学
CC-1930 arg2 mt- 精氨酸依赖型 美国Duke 大学
CC-2419 cbn1-113 arg2 mt- 精氨酸依赖型、叶绿素 b 缺失 美国 Duke 大学
CC-2423 arg7-8 ery3b 精氨酸依赖型、红霉素抗性 美国Duke 大学
CC-2455 cbn1-48 arg7 mt- 精氨酸依赖型、 叶绿素b缺失 美国 Duke 大学
CC-2986 arg2 nit1 mt+ 精氨酸依赖型、 硝酸还原酶缺失型 美国Duke 大学
CC-3379 arg7 nit1 mt- 精氨酸依赖型、 硝酸还原酶缺失型 美国Duke 大学
表2 莱茵衣藻野生型及各种突变品系在光下对NaCl的抗性
NaCl浓度/mmol·L-1
突变株
30 50 100 200 230 260 290 300
CC-124 + + + + + + - -
CC-125 + + + + + ± - -
CC-400 + + + + + ± - -
CC-406 + + + + + - - -
CC-1641b + + + + + - - -
CC-1355 + + ± - - - - -
CC-1354 + + + - - - - -
CC-2455 + + + + ± - - -
CC-2423 + + + + - - - -
CC-48 + + + + - - - -
CC-1930 + + + + + + - -
CC-3872 + + + + - - - -
CC-1826 + + + + + + + -
CC-2419 + + + + ± - - -
CC-3379 + + + + + ± - -
CC-1916 + + + + ± - - -
CC-2986 + + + + + ± - -
+: 对NaCl显示抗性; ±: 对NaCl显示弱抗性; -: 对NaCl敏感。
植物生理学通讯 第 40卷 第 5期，2004年 10月616
230 mmol·L-1的NaCl显示出抗性或弱抗性，对260
mmol·L-1 和高于此浓度的NaCl显示出敏感性；而
CC-1826突变株对290 mmol·L-1 的 NaCl显示出抗
性，对300 mmol·L-1 和高于此浓度的NaCl显示出
敏感性。精氨酸依赖型及硝酸还原酶缺失型双基
因突变株CC-3379对100 mmol·L-1 的NaCl显示出
抗性，对200 mmol·L-1 的NaCl显示出弱抗性，对
230 mmol·L-1 和高于此浓度的 NaCl 显示出敏感
性；CC-2986对230 mmol·L-1 的NaCl显示出抗性，
对 260 mmol·L-1 的 NaCl 显示出弱抗性，对 290
mmol·L-1 和高于此浓度的NaCl显示出敏感性。细
胞壁缺失突变株CC-406和 CC-400对 100 mmol·L-1
的 NaCl 显示出抗性，对200 mmol·L-1 的 NaCl 显
示出弱抗性，对230 mmol·L-1和高于此浓度的NaCl
显示出敏感性。
3 诱变莱茵衣藻突变株的最适紫外线强度
为了检测和确认在我们的实验条件下，用紫
外线照射和诱变莱茵衣藻突变株的最佳条件，我
们又在不同时间段对野生型品系CC-124进行紫外
线照射处理并统计细胞的存活率。结果(图 1)表
明，0 s时 3个培养皿中的藻落平均数为175个；
4~6 s，细胞存活率保持在 50% 左右； 8 s 后细
胞存活率的下降速度加快；480 s 后细胞全部死亡。
一般紫外线照射强度控制在能保持 50% 左右
细胞的存活率时，莱茵衣藻野生型(137c+)品系即
可获得较好的诱发突变效率[3]。为了获得对NaCl
具有敏感性和抗性的莱茵衣藻突变株，在上述实
验结果基础上按4~6 s时间段对莱茵衣藻野生型品
系CC-124进行紫外线照射诱导，初步筛选获得了
对150 mmol·L-1的 NaCl具有敏感性的6个突变株
和对350 mmol·L-1的NaCl具有抗性的2个突变株，
其相关性质有待进一步检测。本研究结果在耐盐
性性状相关基因突变株的性质分析以及抗盐碱基因
分离工作中有一定的参考价值。
参考文献
1 Prieto R, Pardo JM, Niu X et al.Salt-sensitive mutants of
Chamydomonas reinhardtii isolated after insertional tagging.
Plant Physiol,1996,112:99~104
2 Harris EH. The Chlamydomonas.San Diego: Academy Press,
1989.701~780
3 Никулина КВ, Чекунова Е М,Чунаев А С и др.
Генетический анализ ревертантов от
мутантов лиш енных хлорофилла b у
Chlamydomonas reinhardtii.Генетика,1997,33(5):
577~582
图1 诱变莱茵衣藻突变株的最适紫外线强度
表3 混合营养条件下莱茵衣藻的野生型及其突变株对NaCl的抗性
NaCl浓度/mmol·L-1
突变株
30 50 100 200 230 260 290 300
CC-124 + + + + + + - -
CC-125 + + + + + ± - -
CC-400 + + + ± - - - -
CC-406 + + + ± - - - -
CC-1641b + + + + ± - - -
CC-1355 + + + - - - - -
CC-1354 + + + ± - - - -
CC-2455 + + + + ± - - -
CC-2423 + + + + ± - - -
CC-48 + + + + + - - -
CC-1930 + + + + ± - - -
CC-3872 + + + + - - - -
CC-1826 + + + + + + + -
CC-2419 + + + + ± - - -
CC-3379 + + + ± - - - -
CC-1916 + + + + ± - - -
CC-2986 + + + + + ± - -
+: 对NaCl显示抗性; ±: 对NaCl显示弱抗性; -: 对NaCl敏感。