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东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)是我国近海两种主要有害赤潮生物,在东南沿海常形成大规模的赤潮,已对近海生态系统、沿海养殖业、人民健康和生命财产安全构成了严重威胁。本论文以这两种赤潮生物为模式种,引入现代蛋白质组学概念及技术,比较了四种蛋白质提取方法,建立了用于赤潮生物蛋白质组学研究的总蛋白质提取方法:研究了两种亚历山大藻蛋白质组的差异,确认了种间特异性指示蛋白:比较研究了不同生长期和生长条件下,赤潮生物蛋白质组的差异表达,确认、鉴定了一批特异性生理指示生物标志物,探讨了它们在赤潮生物生命活动及赤潮形成中的作用。取得的主要结果如下:1.建立和优化了用于赤潮生物蛋白质组学研究的总蛋白提取方法。比较研究了四种蛋白质提取方法:曲拉通100-尿素提取法、三氯乙酸-丙酮沉淀法、40mMTris-5%甘油提取法和40mMTris提取法的蛋白提取效果。结果表明,曲拉通100-尿素提取法的蛋白提取效果最好,蛋白点分离清晰,蛋白点数多(可达上千点),而且未造成碱性蛋白和高分子量蛋白的丢失。该方法提取过程简单,操作简便,为开展赤潮藻生物蛋白质组学研究提供了一种高效、简便的方法;2.结合形态分类学和分子生物学方法,比较研究了我国近海两种主要赤潮生物塔玛亚历山大藻A.tamarense DH01和链状亚历山大藻A.catenella DH01蛋白质组的差异表达,发现它们的蛋白2-DE图谱相似性达99%,在分类上,这两种亚历山大藻应属于同一种藻。同时也发现了一些特异性表达蛋白,如A.tamarense DH01中的AT1-5,A.catenella DH01中的AC1-3,它们可作为种内鉴定的一类特异性生物标志物;3.比较研究了不同生长时期东海原甲藻和链状亚历山大藻蛋白质组的差异表达,发现了一些与细胞生长周期相关的生物标志物:在东海原甲藻中发现了一个与细胞周期调控相关的cdc2蛋白激酶1,该蛋白在指数生长期的藻细胞中表达明显,在消亡期表达量明显下降,一些蛋白,如17-19号(RubisCo),21、23-26、28、30号,在消亡期几乎不表达;在链状亚历山大藻种也发现了多个蛋白,31-35,46-48、61-70号蛋白在消亡期表达量明显下降。这些蛋白可作为指示细胞不同生长期的一类潜在的特异性生物标志物;4.比较不同营养状态下的细胞蛋白质组的差异表达发现,在氮或磷限制的条件下,东海原甲藻细胞中的一些蛋白,如PC1、PC3、PC5和PC7-9不表达,而一组酸性蛋白,PC2表达明显增加,这些蛋白可作为指示氮或磷限制的生物标志物;而一些蛋白仅在氮限制时表达明显减弱(PC4、PC6)或不表达(PP1-3),这些蛋白可作为指示氮限制的生物标志物;在链状亚历山大藻中也发现了一个与氮限制相关的蛋白AN1;一些蛋白,如AN1-5、AP1和AC1在添加氮或磷后表达明显增强,并在藻细胞处于良好生长状态时也有很强的表达,这些蛋白可作为指示藻细胞处于良好营养状态的生物标志物;5.在环境胁迫条件下的东海原甲藻中发现了一些特异性蛋白,如对光胁迫产生响应的热休克蛋白HSP78(10号蛋白),对低温胁迫产生响应的蛋白,如13和14号蛋白。在链状亚历山大藻中也发现两组蛋白,36-45和49-51号蛋白在连续光照条件下表达特别明显,而在连续光暗和氮限制条件下都不表达,且在正常生长条件、磷限制和低温处理条件下虽有表达,但含量较低。这些蛋白可作为指示藻细胞处于胁迫状态的潜在的一类生物标志物。