全 文 ：武汉植物学研究 1999, 17( 4) : 379～381
Journal of Wuhan Botanical Research
不同无机盐对柱胞鱼腥藻同工酶的影响

易　平　郭厚良　周云珍
(武汉大学生命科学学院　武汉　430072)
EFFECTS OF INORGANIC SALTS ON ISOZYMES
OF ANABAENA CYLINDRICA
Yi Ping　Guo Houliang　Zhou Yunzhen
( Col loge of L if e S cie nces,W uhan Univ ersity　Wuhan　430072)
关键词　无机盐, 固氮蓝藻,同工酶
Key words　Ino rg anic salts, Anabaena cy lindr ica, Iso enzymes
盐胁迫对蓝藻的影响已有广泛的研究,人们围绕着渗透胁迫( osmot ic stress) ,研究了高浓度盐影响
蓝藻的生长、光合作用、呼吸作用、固氮作用、蛋白质和 RNA 的合成等〔1～4〕; 但迄今为止,尚未见到有关
盐胁迫下蓝藻同工酶变化情况的报道。无机盐对同工酶影响无论对于盐胁迫反应生理及机制的研究,还
是对于蓝藻基因表达调控等都有重要的意义。为此,我们在研究了无机盐对蓝藻的细胞学效应、固氮酶
活性的影响〔5～7〕等之后, 就无机盐对蓝藻同工酶的影响进行了初步研究。
1　材料与方法
试验用的柱胞鱼腥藻( Anabaena cy lindr ica)是一种具异形胞的丝状固氮蓝藻,引自中国科学院水生
生物研究所, 培养方法见文献〔8〕。
( 1) 在分别含有 KCl、NaCl2、CaCl2、K 2SO 4和 K 2HPO 4的无氮液体培基中培养蓝藻, 盐的浓度为
0. 05 mol/ L。3 d 后分别取等体积的藻液, 4 000 r / m in 离心 10 min;用适量的 T ris-Gly( pH= 8. 3)电极缓
冲液洗涤藻泥,再以 4 000 r / min 离心;将藻泥移入研钵后加入少量石英砂, 在冰浴条件下充分研磨,研
磨液以 15 000 r / min 冷冻离心 10～15 min, 取上清液, 按比例加入 100% 甘油至终浓度为 10% , 低温保
存备用。以上制样方法主要参照 Baker〔9〕的方法。
( 2) 用垂直板不连续聚丙烯酰胺电泳法,分析酯酶同工酶和过氧化物同工酶。凝胶系统和染色方法
详见文献〔10, 11〕。
2　结果与讨论
2. 1　酯酶同工酶
酯酶同工酶( est er ase, EST )试验结果见图 1。由图 1 可看出, 对照 EST 酶谱可分为 2个区 :即Ⅰ区
(快速区)和Ⅱ区(中间区)。在这两区对照有 3条酶带, 迁移率( Rf )分别是 1. 00、0. 55、0. 45。5种无机盐


收稿日: 1998-12-28,修回日: 1999-04-22。第一作者:女, 1975年出生,硕士研究生。
国家自然科学基金资助项目(编号: 39470068)。
处理后, EST 酶谱表现不同的变化,可分为两类。一类引起原有酶带消失, 如KCl和 NaCl引起 Rf= 1. 00
和 Rf = 0. 45 的 2 条酶带消失; CaCl2引起 1 条 Rf= 1. 00 的酶带消失。另一类同时引起原有酶带消失和
新酶带产生, 此类包括 K 2SO 4和 K 2HPO4, 使 Rf= 1. 00、Rf= 0. 55 和 Rf= 0. 45 这 3 条酶带消失, R f=
0. 078 的新酶带产生。这些结果显示出不同离子的比较效应。CaCl2、KCl和 NaCl的比较表明, Ca2+ 较
Na+ 、K+ 对 EST 的影响较小; N a+ 和K + 为性质相近的离子,对 EST 的影响相似。K2SO 4、K 2HPO 4与 KCl
的比较表明, SO 2-4 和 HPO 2-4 较 Cl- 对 EST 的影响程度大。
图 1　不同无机盐影响下柱胞鱼腥藻脂
酶同工酶酶带分布模式图
Fig. 1　Diagrammat ic repres entat ion of zymogram phe-
notypes expres sed for esteras e of Anabaena
cyl indr ica grow ing in the medium containing
KCl, NaCl ,C aCl 2, K 2SO 4 and K 2HPO4
图 2　不同无机盐影响下柱胞鱼腥藻过
氧化物酶同工酶酶带分布模式图
Fig. 2　Diagrammat ic repres entat ion of zymogram phe-
notypes express ed for peroxidaes of A nabaena
cyl indr ica grow ing in th e medium contain ing
KCl ,NaCl , CaCl 2, K 2SO 4 and K 2HPO 4
2. 2　过氧化物酶同工酶
过氧化物酶同工酶( per ox idase, POD )试验的分析结果见图 2。图 2 显示对照的 POD 酶谱可分为 3
个区, 包括近阳极的Ⅰ区(快速区)、Ⅱ区(中间区)和近阴极的Ⅲ区(慢速区)。在这 3 个区,对照共有 4条
酶带, R f值分别是 1. 00、0. 624、0. 344 和 0. 048。不同无机盐下 POD变化情况也可分两类, 第一类为原
有酶带消失, 如 NaCl引起 Rf= 0. 048 和 Rf= 0. 344 这 2 条酶带消失。第二类为原有酶带消失和新酶带
产生。其余 4 种盐均属此类,其中 KCl引起 Rf= 0. 344 的酶带消失和 Rf= 0. 464 的新酶带产生 ; K 2SO4
和 K 2HPO4 引起Rf= 0. 624的酶带消失和Rf = 0. 464的新酶带产生。此外, POD 谱还出现酶带颜色深浅
的变化, 即酶活性的变化。如 Rf= 1. 00酶带, CaCl2使该酶带颜色变得最浅, K 2SO 4 和K 2HPO 4略使其活
性降低, 而 NaCl和 KCl则不引起此酶带变化。又如 Rf= 0. 624 酶带, 对照该酶活性不高,而 NaCl使之
稍有增加, KCl和 CaCl2则大大增加了该酶的活性。5 种无机盐对 POD的影响与对 EST 的影响很不相
同。K +和 Na+ 虽为性质相近的离子, 但显示不同的影响;相反 KCl和 CaCl2, K 2SO4 和K 2HPO 4却显示了
相似的作用。由此反映了不同无机盐影响不同的同工酶在机理上的差异。
虽然蓝藻中有关不同条件影响同工酶变化的研究很少, 但植物中有较多关于在特定条件下同工酶
变化的研究。如缺氧条件下 ,水稻苗中的苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶〔12〕的酶带数增加;而高浓度
CO2 条件下, 幼苗中不仅这两种酶酶带数增加了, 而且它们的活性也得到了提高〔13〕, 但同时过氧化物同
工酶带数减少〔12〕。野生稻愈伤组织在干燥处理条件下, POD活性增强, 并伴有新酶带的产生〔14〕;抗寒油
菜中 EST 活性也明显高于非抗寒油菜〔15〕。由以上不难看出, EST、POD 特定条件下的变化情况在蓝藻
和植物中有相似之处。这说明不同外界影响因子作用下,同工酶的变化是有规律可寻的。作者所作关于
蓝藻同工酶的工作, 确认了不同无机盐能对蓝藻同工酶产生不同的影响, 所提出的问题有待在更为广泛
的范围内进行深入的分析研究。
380 武汉 植 物学 研究　　　　　　　　　　　　　　　第 17卷　　
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381　第 4期　　　　　　　　　　易 平等:不同无机盐对柱胞鱼腥藻同工酶的影响