陳 月 蔡西栗 孫 雪 張小倩 徐年軍

(1. 寧波大學(xué)應(yīng)用海洋生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 寧波 315211; 2. 寧波大學(xué)海洋學(xué)院, 浙江省海洋生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧波 315211; 3. 浙江省平陽縣海洋與漁業(yè)局, 平陽 325400)

瓊膠是一種膠狀的半乳聚糖生物大分子, 是由D型半乳糖與3,6-內(nèi)醚-L-半乳糖以β-1,3和α-1,4糖苷鍵重復(fù)交聯(lián)而成的中性多聚糖, 作為紅藻細(xì)胞壁的組成成分, 與陸地植物的半纖維素的生物功能相似, 但其更強(qiáng)的柔韌性給予了大型海藻抵抗強(qiáng)烈波浪和水流的能力[1]。在紅藻中瓊膠還具有抵抗病原菌侵?jǐn)_, 保持細(xì)胞內(nèi)離子平衡, 提高海藻抵抗極端的鹽度、pH、溫度逆境等功能[2,3]。

瓊膠生物合成開始于高爾基體中的半乳糖糖基化, 隨后在轉(zhuǎn)移到細(xì)胞壁之前進(jìn)行早期的硫酸化,關(guān)于半乳糖轉(zhuǎn)運(yùn)體的研究還十分缺乏, 只知道它在高爾基體膜上, 之后瓊膠大分子中C-6位硫酸化的L型半乳糖單位會(huì)脫水形成3,6-內(nèi)醚-L-半乳糖, 3,6-內(nèi)醚-L-半乳糖含量的多少?zèng)Q定了瓊膠的凝膠性能,而半乳糖的硫化并非只發(fā)生在C-6位上, 在L-半乳糖的C-2和C-3位與D-半乳糖的C-2和C-4位也發(fā)現(xiàn)了硫化, 這些半乳糖硫化可能都需要特異的磺基轉(zhuǎn)移酶與硫酸化酶[3]。

龍須菜(Gracilariopsis lemaneiformis)是紅藻門(Rhodophyta)、江蘺科 (Gracilariaceae)、龍須菜屬(Gracilariopsis) 的大型產(chǎn)瓊膠海藻, 在中國沿海地區(qū)大面積養(yǎng)殖, 由于瓊膠市場(chǎng)需求量的上升, 中國龍須菜產(chǎn)量從2004年的8.88×107kg, 增加到了2017的30.86×107kg, 并且仍在不斷增加[4,5]。由于其生長(zhǎng)速度快, 產(chǎn)量高, 瓊膠品質(zhì)好, 是生產(chǎn)瓊膠的主要原料[6]。龍須菜的瓊膠合成代謝通路一直都是研究的熱點(diǎn), 克隆出龍須菜中UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因、半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶基因、葡萄糖磷酸變位酶基因, 并發(fā)現(xiàn)這些基因的表達(dá)對(duì)瓊膠含量有一定影響[7—9], α-葡萄糖苷酶可以催化降解紅藻淀粉生成葡萄糖, 也可能促進(jìn)龍須菜瓊膠含量的積累[10]。

研究發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)膠紅藻在生長(zhǎng)鹽度變化時(shí)瓊膠含量會(huì)出現(xiàn)上升, 推測(cè)其在抵抗細(xì)胞外部滲透壓變化的過程中會(huì)合成更多的瓊膠, 為細(xì)胞提供更強(qiáng)的支撐力, 其中合成瓊膠所用半乳糖前體的來源可能是紅藻糖苷和紅藻淀粉的降解, 而促進(jìn)紅藻糖苷降解的正是α -半乳糖苷酶(GLA)[10—12]。與其他江蘺品種相比, 龍須菜對(duì)高溫的耐受性更強(qiáng), 但對(duì)鹽度的耐受范圍更窄, 在鹽度25環(huán)境下生長(zhǎng)狀態(tài)最好[13]。不同鹽度培養(yǎng)的龍須菜會(huì)出現(xiàn)瓊膠含量的顯著差異, 在低鹽條件下培養(yǎng)2周, 瓊膠含量顯著升高[8]。本實(shí)驗(yàn)研究了不同鹽度下龍須菜的生長(zhǎng)速率、暗呼吸與光合放氧速率、瓊膠含量和代表性糖類的相對(duì)含量以及瓊膠合成過程中g(shù)la、gat、gst和gas基因的表達(dá)量變化, 揭示了不同鹽度條件導(dǎo)致瓊膠含量變化的規(guī)律, 旨在發(fā)現(xiàn)鹽度逆境脅迫對(duì)龍須菜瓊膠合成的影響, 探究其在瓊膠合成通路中的作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料處理

實(shí)驗(yàn)材料龍須菜為981品系, 采自福建霞浦海藻養(yǎng)殖場(chǎng) (26°71′N, 119°99′E), 養(yǎng)殖海域內(nèi)海水鹽度接近25, 用消毒海水清洗, 刷除雜藻與泥沙, 截取健康側(cè)枝于實(shí)驗(yàn)室恒溫光照培養(yǎng)箱中馴化培養(yǎng)1個(gè)月。實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)鹽度, 分別為15(低鹽)、25(正常海水鹽度)、35(高鹽), 培養(yǎng)溫度為23℃, 光強(qiáng)40 μmol/(m2·s), 光暗周期為12L﹕12D, Provasoli培養(yǎng)基每3—4d更換1次, 分別在第3和第15天取樣測(cè)定酶活和基因表達(dá), 瓊膠含量與糖含量測(cè)定只在第15天取樣。

1.2 相對(duì)生長(zhǎng)速率 (RGR) 的測(cè)定

通過測(cè)定龍須菜在培養(yǎng)周期內(nèi)的藻體鮮重變化, 計(jì)算龍須菜的相對(duì)生長(zhǎng)速率(Relative growth rate,RGR), 測(cè)定時(shí)用吸水紙包裹藻體4000 r/min離心30s, 去除藻體表面水分后稱重。

式中,W0為實(shí)驗(yàn)開始時(shí)藻體的鮮重(g),Wt為實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)藻體的鮮重(g),t為實(shí)驗(yàn)天數(shù)(d)。

1.3 暗呼吸和光合放氧速率的測(cè)定

采用液相氧電極 (Hansatech, 英國)測(cè)定龍須菜的暗呼吸與光合放氧速率, 先使用耗氧劑連二亞硫酸鈉對(duì)培養(yǎng)液氧含量曲線進(jìn)行調(diào)零校準(zhǔn), 然后稱取0.01 g龍須菜放入2 mL的氧飽和新鮮培養(yǎng)液中, 嚴(yán)格控制溫度在23℃, 遮罩避光測(cè)定暗呼吸速率, 然后在培養(yǎng)光強(qiáng)下測(cè)定光合放氧速率。

1.4 α -半乳糖苷酶酶活性的測(cè)定

α -半乳糖苷酶(GLA)活力的測(cè)定參照Ekman等的方法并加以修改[12], 利用GLA能將對(duì)硝基酚-α-吡喃半乳糖降解成對(duì)硝基酚的特性, 通過在405 nm比色測(cè)定對(duì)硝基苯酚的生成量, 可以計(jì)算反應(yīng)液中GLA的活力。

1.5 瓊膠的提取與含量測(cè)定

龍須菜中瓊膠的提取方法參照薛志欣等[14], 具體操作略有改動(dòng)。先取一定量的藻體, 用清水沖洗干凈藻體表面的鹽分后在65℃烘干至恒重, 稱量干重, 并按每100 mg干重藻體加入4 mL 4% NaOH溶液, 在85℃ 水浴中處理2h, 用2層300目篩絹網(wǎng)過濾并洗滌藻體至中性, 然后每100 mg干重藻體添加6 mL蒸餾水, 于120—125℃的高壓鍋中加熱煮沸提取瓊膠2h。用8層300目篩絹網(wǎng)擠壓過濾并收集濾液, 待濾液在室溫下冷卻并凝固后放入–20℃冷凍過夜, 常溫解凍后用蒸餾水浸泡沖洗去除雜質(zhì), 最后冷凍干燥獲得瓊膠干重。計(jì)算瓊膠含量(%)。

1.6 目的基因的克隆及定量

目的基因片段的獲得根據(jù)龍須菜基因組組裝結(jié)果[15]設(shè)計(jì)引物(表 1), PCR擴(kuò)增得到編碼993個(gè)氨基酸的gla基因(MF988355)、編碼706個(gè)氨基酸的gat基因(MF988358)、編碼352個(gè)氨基酸的gst基因 (MF988360) 及編碼627個(gè)氨基酸的gas基因(MF988361.1)。

總RNA的提取及反轉(zhuǎn)錄稱取新鮮龍須菜藻體100 mg, 按照OMEGA公司的Plant RNA Kit 試劑盒說明書方法提取總RNA, 經(jīng)過電泳檢測(cè), Nanodrop 測(cè)定純度和濃度后, 使用 TaKaRa去基因組DNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒得到各個(gè)樣本相同濃度的 cDNA模板, –20℃冷凍保存。

目的基因的相對(duì)定量與表達(dá)分析根據(jù)目的基因的序列信息使用primer5.0設(shè)計(jì)定量專用的特異引物, 首先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)引物的熔解曲線進(jìn)行分析, 確定引物的特異性, 選用β-actin基因作為內(nèi)參進(jìn)行上樣誤差校正和標(biāo)準(zhǔn)化, 內(nèi)參定量PCR引物參考朱招波等[16]并進(jìn)行驗(yàn)證。使用Eppendorf 實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀, 以反轉(zhuǎn)錄合成的cDNA為模板進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR, 反應(yīng)采用 20 μL體系: SYBR Green I Master (Roche) 10 μL, 正向和反向引物(10 μmol/L)各 0. 4 μL, cDNA模板2 μL, ddH2O 7.2 μL。每組處理進(jìn)行兩次完全獨(dú)立實(shí)驗(yàn), 每個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)進(jìn)行三次生物學(xué)重復(fù)。反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行Ct值分析, 采用2–ΔΔCt法確定各目的基因的mRNA相對(duì)含量[17]。

表 1 所用引物及其用途Tab. 1 The primers and purpose

1.7 單糖含量的GC-MS分析

將龍須菜干樣品研磨成粉后取20 mg, 加入700 μL的甲醇渦旋渾勻15s, 14000 r/min離心10min后取上清500 μL, 加入300 μL三氯甲烷混勻, 待溶液完全混勻后再加入750 μL的純水, 混勻15s后14000 r/min離心10min, 取100 μL上清液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中抽干水分。加入40 μL的甲氧基胺鹽酸鹽(20 mg/mL吡啶溶解), 在37oC下震蕩反應(yīng)2h, 然后混勻并短暫離心, 加入70 μL N-甲基-N-(三甲基硅烷)三氟乙酰胺(MSTFA), 在37oC下震蕩反應(yīng)30min, 混勻并短暫離心后轉(zhuǎn)移100 μL至樣品瓶待測(cè)[18]。

使用1300/ITQ 900 GC-MS系統(tǒng) (Thermo Fisher Scientific, USA) 進(jìn)行檢測(cè)分析。GC-MS條件如下:Restek TR-5ms (30 m×0.25 mm×0.25 mm) 色譜柱,進(jìn)樣口溫度為 250℃, EI離子源230℃, 使用高純氦氣作為載氣, 進(jìn)樣量1 μL, 不分流進(jìn)樣。初始溫度60℃, 2min后以10℃/min的速度升高到150℃, 保留10min后繼續(xù)以15℃/min的升溫速度達(dá)到250℃, 質(zhì)譜m/z范圍在50—550。通過National Institute of Standards and Technology(NIST) 和MassBank website(http://www.massbank.jp) 的質(zhì)荷比及相對(duì)豐度比對(duì)化合物進(jìn)行鑒定分析。

1.8 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析,用one-way ANOVA(Tukey) 進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),設(shè)顯著性水平為P<0.05。

2 結(jié)果

2.1 不同鹽度處理下龍須菜的生長(zhǎng)速率及光合特性變化

鹽度25時(shí)龍須菜的生長(zhǎng)速度最快, 高鹽和低鹽條件下的龍須菜生長(zhǎng)速率都有不同程度的降低(圖 1)。在高鹽條件下龍須菜生長(zhǎng)受到了顯著的抑制, 與正常鹽度相比, 相對(duì)生長(zhǎng)速率降低了50.21%(P<0.05);在低鹽條件下龍須菜的生長(zhǎng)也受到了一定的抑制,相對(duì)生長(zhǎng)速率降低了12.53%。

在鹽度25的培養(yǎng)條件下, 龍須菜暗呼吸和光合放氧速率較為平穩(wěn), 生長(zhǎng)的第3和第15天沒有明顯變化(圖 2), 呼吸速率約為13 μmol O2/(h·g), 光合放氧速率約為18 μmol O2/(h·g)。與鹽度25相比, 低鹽和高鹽下生長(zhǎng)3d后, 呼吸速率顯著升高(P<0.05), 在低鹽下升高了82.57%, 在高鹽下升高了53.40%, 在生長(zhǎng)到達(dá)第15天時(shí), 在低鹽下的呼吸速率與正常鹽度沒有顯著差異(P>0.05), 而在高鹽下的龍須菜呼吸速率仍然比正常鹽度要高18.20%(P<0.05)。龍須菜光合放氧速率在低鹽和高鹽條件下3d后與正常鹽度龍須菜相比顯著降低 (P<0.05), 分別降低了49.62%和24.84%, 經(jīng)過15d的適應(yīng)之后, 在低鹽和高鹽下龍須菜的光合放氧速率恢復(fù)到與正常鹽度沒有顯著性差異(P>0.05)。

圖 1 不同鹽度處理下龍須菜的相對(duì)生長(zhǎng)速率Fig. 1 The relative growth rate (RGR) of G. lemaneiformis in different salinities

圖 2 在不同鹽度處理下龍須菜生長(zhǎng)3d及15d后的暗呼吸速率(A)和光合放氧速率(B)Fig. 2 Dark respiration rate (A) and photosynthetic oxygen evolution rate (B) of G. lemaneiformis in different salinities after 3d and 15d

2.2 不同鹽度條件對(duì)龍須菜瓊膠含量的影響

在培養(yǎng)15d后, 鹽度15、25和35條件龍須菜瓊膠含量分別為9.27%、6.91%和8.09%(圖 3), 在低鹽和高鹽條件下龍須菜的瓊膠含量都顯著高于鹽度25條件下的瓊膠含量(P<0.05), 在不同鹽度下龍須菜瓊膠含量鹽度15>鹽度35>鹽度25。

2.3 不同鹽度對(duì)龍須菜基因表達(dá)的影響

圖 4顯示, 在處理第3和第15天時(shí), 在低鹽和高鹽條件下龍須菜中的gla基因表達(dá)均高于正常鹽度,在第3天, 分別達(dá)到正常鹽度的1.58倍(P<0.05)和1.16倍(P>0.05), 在第15天時(shí)分別為正常鹽度的1.34倍(P<0.05)和1.63倍(P>0.05)。在低鹽條件下gat基因的表達(dá)在短期內(nèi)受到了一定的抑制, 相對(duì)正常鹽度降低了48%, 在高鹽條件下為正常鹽度1.53倍; 在第15天時(shí)在低鹽下表達(dá)量回升到正常鹽度的1.38倍, 在高鹽下表達(dá)量升高到正常鹽度的3.03倍, 都表現(xiàn)顯著差異(P<0.05)。

圖 3 龍須菜在不同鹽度下培養(yǎng)15天后的瓊膠含量Fig. 3 The agar content of G. lemaneiformis in different salinities after 15 days

圖 4 不同鹽度對(duì)龍須菜gla(A)和gat(B)基因表達(dá)的影響Fig. 4 Effects of different salinity on gla (A) and gat (B) gene expression of G. lemaneiformis

相對(duì)于鹽度25, 在低鹽條件下龍須菜gas基因的相對(duì)表達(dá)量在處理的第3天顯著下降了52.59%(P<0.05), 高鹽下無顯著差異; 第15天時(shí)3個(gè)鹽度下的表達(dá)量無顯著差異(圖 5)。在處理第3天時(shí), 在高鹽和低鹽條件下龍須菜gst基因的表達(dá)量相對(duì)鹽度25分別顯著下降50%和45%(P<0.05), 在高鹽和低鹽條件下的表達(dá)量無顯著差異(P>0.05), 在第15天時(shí)都與鹽度25無顯著差異(P>0.05)。

圖 5 不同鹽度對(duì)龍須菜gas(A)和gst(B)基因表達(dá)的影響Fig. 5 Effects of different salinity on gas (A) and gst (B) gene expression of G. lemaneiformis

2.4 不同鹽度對(duì)龍須菜GLA酶活性的影響

在處理第3天時(shí), 在不同鹽度條件下龍須菜中的GLA酶活發(fā)生顯著變化(圖 6), 在低鹽和高鹽條件下酶活分別達(dá)到正常鹽度的1.63倍和2.53倍(P<0.05), 不同鹽度之間差異顯著(P<0.05), 當(dāng)培養(yǎng)15d時(shí)在不同鹽度下龍須菜的GLA酶活性已無明顯差異。

2.5 不同鹽度下龍須菜中代表性糖類的相對(duì)含量變化

龍須菜在3種不同鹽度下生長(zhǎng)15d后, 使用MSTFA對(duì)樣品進(jìn)行糖的衍生化處理, 對(duì)其進(jìn)行GCMS分析, 檢測(cè)到的代謝產(chǎn)物主要有核糖醇、果糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖和海藻糖等(圖 7)。

圖 6 不同鹽度對(duì)龍須菜GLA酶活性的影響Fig. 6 The activities of GLA of G. lemaneiformis under different salinity

圖 7 不同鹽度處理15天后龍須菜中糖類相對(duì)含量變化Fig. 7 Changes of sugar content of G. lemaneiformis after 15d of different salinity treatments

在高鹽條件下半乳糖和海藻糖的含量顯著升高, 分別為鹽度25的3.27倍和6.00倍, 其他糖類與正常鹽度無顯著差異。

3 討論

鹽度是影響海洋藻類生長(zhǎng)繁殖的重要環(huán)境因子, 具有明顯的地理與季節(jié)性變化。鹽度對(duì)各種紅藻瓊膠的產(chǎn)量和質(zhì)量的影響有較大差異, 研究表明紅藻在鹽度變化時(shí), 生長(zhǎng)速度下降, 光合作用、碳固定及氮磷的吸收受到抑制, 同時(shí)會(huì)消耗更多的能量來維持細(xì)胞的離子平衡, 從而導(dǎo)致瓊膠含量的下降[19—21]。也有研究證明紅藻在環(huán)境鹽度變化時(shí), 因?yàn)橐挚雇獠繚B透壓的變化, 細(xì)胞需要補(bǔ)充和修飾細(xì)胞壁間的瓊膠, 從而為細(xì)胞提供更強(qiáng)的支撐力,引起瓊膠含量的上升, 其中瓊膠前體的來源可能是紅藻糖苷與紅藻淀粉的降解[10—12]。

3.1 鹽度對(duì)龍須菜生長(zhǎng)、形態(tài)結(jié)構(gòu)和呼吸的影響

在鹽度25條件下龍須菜的生長(zhǎng)速度最快, 其次為鹽度15, 鹽度35最慢。在不同鹽度下龍須菜在15d后形態(tài)特征也有了一定的區(qū)別, 在低鹽條件下側(cè)枝分化較少, 在高鹽條件下生長(zhǎng)受到明顯抑制,枝干最短。在鹽度15條件下的龍須菜細(xì)胞色素體板層結(jié)構(gòu)明顯腫脹且細(xì)胞間孔狀聯(lián)系部分被破壞,胞內(nèi)紅藻淀粉顆粒變少; 在鹽度35條件下的藻體細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)大量白色鹽粒, 色素體板層結(jié)構(gòu)模糊腫脹且細(xì)胞間孔狀聯(lián)系扭曲變形[22]。低鹽與高鹽處理后的龍須菜在短期內(nèi)暗呼吸速率都顯著升高且光合放氧速率下降, 但是在經(jīng)過半個(gè)月的適應(yīng)之后,鹽度對(duì)光合及呼吸的影響明顯降低。

3.2 龍須菜瓊膠合成單體和前體聚合通路的酶

瓊膠的合成可以分為瓊膠單體的生物合成和瓊膠前體形成聚合兩部分, 其中關(guān)于瓊膠單體的合成研究比較多, 迄今為止已經(jīng)找到了一些與瓊膠單體合成有關(guān)的酶, 如UDP-葡萄糖焦磷酸化酶、半乳糖-1-磷酸尿苷轉(zhuǎn)移酶、GDP-甘露糖-3′,5′-表異構(gòu)酶和GDP-甘露糖焦磷酸化酶等, 逐漸完善出了瓊膠單體合成的通路[7,23,24], 但目前瓊膠單體的聚合及其半乳糖骨架上各種取代基支鏈的形成還不夠了解。半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶、磺基轉(zhuǎn)移酶、硫酸酯酶、甲基轉(zhuǎn)移酶和丙酮酰轉(zhuǎn)移酶作為瓊膠合成第二階段的關(guān)鍵酶類, 它們的變化與瓊膠的含量及質(zhì)量都具有相關(guān)性。

3.3 鹽度對(duì)龍須菜瓊膠合成相關(guān)酶和基因表達(dá)的影響

GLA可以催化降解紅藻糖苷來生成瓊膠合成前體UDP -D-半乳糖[25], 研究對(duì)龍須菜在3種不同鹽度下gla、gat、gst和gas基因的表達(dá)進(jìn)行了分析, 在高鹽條件下龍須菜中GLA酶活和基因表達(dá)量都最高, 半乳糖的含量也顯著高于其他兩組, 但是酶活和基因相對(duì)表達(dá)量的變化與瓊膠含量并不呈現(xiàn)完全的線性相關(guān), 說明雖然細(xì)胞中紅藻糖苷降解生成了半乳糖, 但是產(chǎn)生的半乳糖并沒有被充分利用,反而隨之積累而含量升高, 并通過反饋調(diào)節(jié)使gat基因過量表達(dá)。在低鹽條件下龍須菜中GLA酶活升高, 但半乳糖的含量卻明顯降低, 說明發(fā)生了活躍的半乳糖轉(zhuǎn)化, 紅藻糖苷降解生成的半乳糖進(jìn)入了合成瓊膠的通路。在低鹽條件下紅藻淀粉也會(huì)降解生成葡萄糖, 但實(shí)驗(yàn)顯示葡萄糖含量也顯著下降。Hu等[26]發(fā)現(xiàn)在低鹽條件下培養(yǎng)2周后龍須菜中不僅淀粉含量下降, 其淀粉合成酶的基因表達(dá)也會(huì)受到抑制, 說明在低鹽條件下龍須菜會(huì)消耗其他的多糖來合成更多的瓊膠來保護(hù)自己, 同時(shí)也發(fā)現(xiàn)合成GDP-L-半乳糖的通路會(huì)受到抑制, 表明此時(shí)UDP-D-半乳糖的升高才是瓊膠含量增長(zhǎng)的原因,增長(zhǎng)的瓊膠幾乎都源自紅藻淀粉與紅藻糖苷的轉(zhuǎn)化而不是由卡爾文循環(huán)提供原料。

GST是將糖脂硫化的關(guān)鍵酶, 在細(xì)胞膜上起到抗菌抗氧化的作用, 這也是藻類細(xì)胞中半乳糖和硫酸基重要流向之一。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)它在逆境鹽度下表達(dá)受到抑制, 顯示流向細(xì)胞膜合成的半乳糖與硫酸基的減少[27]。藻類中多糖需要在高爾基體中硫化之后才能轉(zhuǎn)運(yùn)到胞外生成瓊膠[3]。我們發(fā)現(xiàn)在低鹽條件下gas基因的相對(duì)表達(dá)量會(huì)下降, 這可能導(dǎo)致了6-硫酸根-L-半乳糖的生成量減少, 進(jìn)入細(xì)胞壁間的C-3和C-4位硫酸化的半乳糖相對(duì)含量升高后,正常生成瓊膠所需的3,6 -內(nèi)醚-L-半乳糖含量減少,而硫酸酯基取代基含量上升, 長(zhǎng)期過程中導(dǎo)致瓊脂膠的含量上升而瓊脂糖的含量下降, 凝膠強(qiáng)度下降但含量上升。單純減少硫元素的輸入在短時(shí)間內(nèi)會(huì)讓龍須菜中瓊膠含量和凝膠強(qiáng)度都有輕微的上升, 長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)又會(huì)引起瓊膠含量的下降[28], 很有可能就與GAS的作用有關(guān)。影響龍須菜瓊膠含量的因素復(fù)雜多樣, 這些因素往往還會(huì)對(duì)瓊膠的凝膠質(zhì)量產(chǎn)生影響, 想要分別完全揭示這些因素的作用模式是比較困難的[29]。

本結(jié)果表明, 在低鹽條件下, 龍須菜中紅藻淀粉和紅藻糖苷降解后生成的單糖大量的進(jìn)入到瓊膠合成的途徑中, 在GAS的作用下, 瓊膠中的硫酸酯基含量上升, 導(dǎo)致了凝膠強(qiáng)度下降但瓊膠含量上升。在高鹽條件下, 雖然也有紅藻淀粉和紅藻糖苷降解, 但降解后形成的單糖沒有去合成瓊膠, 推測(cè)在高鹽條件下瓊膠合成通路中有關(guān)鍵酶活性被抑制, 引起了半乳糖的積累及其向海藻糖的轉(zhuǎn)化。