快速胞質流使單細胞、管狀體大型藻類的巨型細胞中葉綠體能夠進行大範圍運動。在本研究中,我們考察了兩種此類藻類中的葉綠體運動:輪藻目 Acetabularia acetabulum 和羽藻目 Bryopsis sp.。我們假設,葉綠體運動在過量光照條件下可作為一種保護性的迴避機制,尤其是在 Bryopsis sp. 中,因為該藻缺乏快速誘導光保護性非光化學猝滅(NPQ)和狀態轉換的能力。此外,我們還研究了葉綠體運動是否參與對創傷和食草攝食的響應。
通過光學顯微鏡、攝影以及脈衝調製葉綠素 a 熒光猝滅分析對這些運動進行了研究。採用肌動蛋白聚合和微管組裝的化學抑制劑,以證實所觀察到的效應是由細胞骨架控制的主動響應。A. acetabulum 在強光下通過可逆的葉綠體聚集作出響應,這一點通過宏觀成像得到檢驗;而對葉綠體運動的化學抑制則導致光系統 II 光抑制增強,這可由熒光參數 FV/FM 反映。在 Bryopsis sp. 中,未觀察到對強光的葉綠體運動響應。
在 A. acetabulum 中,由切割或汁液吸食性海蛞蝓 Elysia timida 取食所造成的創傷,會在損傷發生後數分鐘內觸發葉綠體聚集。有趣的是,這種聚集也發生在遠離切割位點的完整細胞中。此外,向完整藻體中加入採自被切割藻體附近的培養基,足以誘導葉綠體聚集,這表明水體傳播的線索或信號觸發了 A. acetabulum 的葉綠體聚集響應。然而,Bryopsis sp. 對切割的響應僅表現為局部葉綠體聚集。
文中討論了 A. acetabulum 中葉綠體運動在抵禦非生物和生物脅迫中的意義,以及這些藻類採取不同防禦策略的潛在原因。
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