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为探究集胞藻 PCC 7335 在 UV-B 辐射下的响应及 NO 的作用，研究人员分析辐射对其生长、存活等影响。结果显示 UV-B 减缓生长恢复，NO 增加且与非酶促途径有关，还影响色素和生物膜形成。该研究为蓝藻应对 UV-B 辐射提供新视角。
在浩瀚的海洋世界里，微小的集胞藻 PCC 7335 正经历着一场来自太阳的 “考验”—— 紫外线 B（UV-B）辐射。太阳光是生命之源，但其中的 UV-B 辐射却像一把双刃剑。它虽大部分被臭氧层过滤，仍有约 5% 抵达地球表面，对陆地和水生生物都有着不可忽视的影响，尤其是依赖阳光进行光合作用的生物。对于绿色藻类和植物来说，它们拥有感知 UV-B 的 “小助手”——UVR8 光受体，能根据 UV-B 剂量做出不同反应，如抑制下胚轴生长、合成光保护色素等。
然而，蓝藻这个古老的光合生物类群，情况却有些不同。它们没有 UVR8，目前也尚未明确其 UV-B 光受体。蓝藻广泛分布在各种环境中，像潮间带这种环境多变的地方，它们时刻面临着高辐照和 UV-B 辐射的挑战。UV-B 辐射会对蓝藻的蛋白质和 DNA 造成损伤，影响其细胞形态、生长、光合作用等重要生命活动。不过，蓝藻也进化出了多种应对策略，比如激活 DNA 和蛋白质修复机制、合成光保护剂等。
一氧化氮（NO）作为一种重要的信号分子，在植物应对 UV-B 辐射时扮演着双重角色，既是活性氧（ROS）的清除剂，又是触发信号反应的第二信使。在蓝藻中，NO 同样与保护反应有关，外源添加 NO 能减轻 UV-B 诱导的损伤。但对于集胞藻 PCC 7335 来说，它不仅能适应不同光质进行光合作用，还编码一种非经典的一氧化氮合酶（NOS），可这种 NOS 在其应对 UV-B 辐射过程中的作用却一直是个谜。为了揭开这个谜团，来自国外的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Algal Research》上。
研究人员为了深入了解集胞藻 PCC 7335 对 UV-B 辐射的响应机制以及 NO 在其中的作用，采用了多种关键技术方法。他们通过分子生物学手段，检测相关基因的表达变化；利用生物化学方法，分析 NO 的产生途径以及色素含量的变化；运用生理学方法，评估 UV-B 辐射对集胞藻生长、存活和生物膜形成的影响。实验所用的集胞藻 PCC 7335 菌株来自巴斯德蓝藻培养物保藏中心。
UV-B 处理不影响集胞藻 PCC 7335 的活力：研究人员用两种不同剂量的 UV-B（3.4 和 6 W?m?2，照射 4 小时）处理富含藻蓝蛋白（PC）的集胞藻 PCC 7335 绿色培养物，通过 Sytox Green 探针结合流式细胞术检测发现，UV-B 辐射虽会对集胞藻产生影响，但并未影响其活力。这表明集胞藻 PCC 7335 对 UV-B 辐射有一定的耐受性。
UV-B 辐射影响集胞藻 PCC 7335 的生长恢复和色素含量：研究发现，UV-B 处理后，集胞藻 PCC 7335 的生长恢复变缓，不过培养物仍保持活力。同时，UV-B 辐射降低了藻胆蛋白（PBP）的含量，但对叶绿素 a 水平没有影响。添加一氧化氮合酶（NOS）的底物精氨酸，也无法保护色素免受 UV-B 诱导的降解。这说明 UV-B 对集胞藻的生长和色素代谢有着特定的影响机制，且与 NOS 途径无关。
UV-B 辐射下 NO 的产生机制及对基因表达的影响：经研究，UV-B 照射后集胞藻 PCC 7335 中 NO 水平升高，且这种升高通过一种不依赖于 NOS 和硝酸还原酶（NR）的机制，暗示可能存在非酶促途径使 NO 增加。在分子水平上，UV-B 诱导了 ObgE 同源基因和光裂合酶操纵子的表达，帮助集胞藻应对辐射，但 NO 生成的失调并不参与这些基因表达的调控。这进一步揭示了 UV-B 辐射与 NO 之间复杂的关系，以及它们在集胞藻应对辐射过程中的不同作用机制。
UV-B 和外源 NO 对集胞藻 PCC 7335 生物膜形成的影响：研究还发现，UV-B 和外源 NO 均能阻止集胞藻 PCC 7335 生物膜的形成。这一结果表明，UV-B 辐射和 NO 在影响集胞藻的群体行为方面有着重要作用，生物膜的形成可能与集胞藻应对 UV-B 辐射的策略有关。
综合上述研究结果，此次研究揭示了集胞藻 PCC 7335 对 UV-B 辐射的独特响应机制。UV-B 辐射虽不影响其活力，但会影响生长恢复、色素含量和生物膜形成。NO 在这一过程中，其水平变化与非酶促途径有关，且不参与某些关键基因的表达调控。这些发现为深入理解蓝藻应对 UV-B 辐射的机制提供了新的视角，与以往报道的其他蓝藻对 UV-B 辐射的响应有所不同，有助于进一步探索光合生物在复杂环境中的生存策略，也为研究生物与环境之间的相互作用提供了重要参考，对生命科学领域研究生物如何适应环境变化有着重要意义。
