摘要
坛紫菜（Pyropia haitanensis）生长在潮间带区域，伴随潮汐的变化周期性经历高潮复水与低潮失水的环境变化。在干出失水状态下，由于水分蒸发或是暴雨天气，藻体时常面临着高盐或低盐胁迫，而在高潮复水后，坛紫菜仍能恢复至正常生理状态，表现出了较强的耐盐性。因此，坛紫菜成为了研究藻类耐盐机制的理想材料。在之前的研究中，科研人员已经对高、低盐胁迫下坛紫菜K+/Na+平衡的建立、维持渗透压平衡与活性氧清除等方面的应答机制进行了较为深入的探究。但是，上述应答机制的进行均离不开物质的交换、蛋白质的参与和能量代谢的支撑。然而，坛紫菜在应答盐胁迫中如何维持膜系统稳态、蛋白质合成和能量供给的应答机制尚不明确。因此，本研究以坛紫菜叶状体Z-61品系为研究对象，利用蛋白质组学技术对不同高盐、低盐胁迫下的藻体进行蛋白质组学比较分析，并结合质谱多反应监测技术和靶向代谢组学对蛋白质组学的数据进行验证，最终阐明盐胁迫下坛紫菜维持机体内环境稳定和能量供给的应答机制，并对其在不同程度盐度处理下耐受性出现差异的原因进行解释。同时，也对高、低盐胁迫下坛紫菜分子应答机制的异同点进行比较分析，为阐明坛紫菜的耐盐分子机制和耐盐品种的培育提供数据支持。主要结果如下： （1）高盐胁迫下，坛紫菜藻体中磷酸丙糖异构酶的上调表达有利于磷酸二羟丙酮向3-磷酸甘油醛转化，以维持EMP途径的进行。此外，PPP途径的增强也可以为EMP途径提供充足的中间产物，进而为TCA循环的进行提供充足的底物。EMP途径、PPP途径和TCA循环的进行可以为坛紫菜氨基酸的合成提供充足的碳链骨架；同时，氮同化速率的增强也为胁迫下氨基酸和蛋白质的合成提供了保障。藻体在增强自身蛋白质合成的情况下，内质网中识别蛋白与转运蛋白的上调表达为其在盐胁迫下蛋白质的合成提供了保障，而热激蛋白与泛素化降解系统相关蛋白的上调维持了藻体内蛋白折叠和清除的动态平衡，保证了藻体在高盐胁迫下蛋白质的合成。另一方面，藻体还可以通过增加脂肪酸的合成，调节机体内脂肪酸的构成和比例，以增强膜脂的流动性来保障膜系统功能的发挥。因此，充足的能量供给、物质基础和膜系统稳态保障了高盐胁迫下坛紫菜藻体生理生化反应的正常进行。并且，较之于110‰盐处理组，在100‰盐处理下，坛紫菜叶状体拥有更为充足的能量代谢供给、更为有效的蛋白质加工与合成能力和更为稳定的膜系统。 （2）在低盐胁迫下，坛紫菜藻体通过抑制自身蛋白质的合成，避免产生或积累过多的错误折叠和未折叠蛋白，进而减轻内质网胁迫所带来的危害；并通过内质网质量监控系统和内质网相关的降解系统帮助蛋白质进行折叠或及时清除错误折叠和变性的蛋白，以维持藻体内蛋白折叠和清除的动态平衡。同时，藻体通过显著增加机体内脂肪酸的合成，以维持细胞膜的完整性和流动性。此外，EMP途径的增强也为藻体生理、生化反应的进行提供了充足的能量，并为胁迫下藻体脂肪酸的合成提供充足的底物。而较之于0‰盐处理组，坛紫菜可能拥有更为充足的能量供给，更为稳定的内质网环境和更为完整的膜系统以适应5‰盐处理。 （3）对比坛紫菜应答高盐和低盐胁迫的应答机制发现：维持内质网稳态和产生充足的能量对坛紫菜应对盐胁迫至关重要。在高盐胁迫下，坛紫菜可以促进氨基酸和蛋白质的合成以及增强膜脂的流动性，并通过促进TCA循环为机体抗盐反应提供充足的能量。而与高盐胁迫应答机制不同的是，在低盐胁迫下，藻体会抑制自身蛋白质的合成、维持膜脂的流动性和稳定性，以及增强EMP途径为自身应激反应的进行提供能量。 综上所述，坛紫菜叶状体能量代谢途径、蛋白质合成与加工以及脂肪酸代谢途径积极响应高盐和低盐胁迫，为胁迫下藻体应答反应的进行提供物质基础和能量供给。并且，坛紫菜藻体响应高盐和低盐胁迫之间的方式存在显著区别，本研究为进一步阐明坛紫菜的耐盐机理提供了新的视野和理论依据。
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