| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 文中重要物质代号索引 | 第10-20页 |
| CHAPTER 1 RESEARCH BACKGROUND AND LITERATURE REVIEW | 第20-47页 |
| 1.1 SNOW ALGAE CHLAMYDOMONAS NIVALIS AND ADAPTATION TO THE HABITATS | 第20-23页 |
| 1.1.1 Ecology | 第20页 |
| 1.1.2 Adaptation physiology of C.nivalis to extreme environments | 第20-22页 |
| 1.1.3 Limitations and difficulties in the current research to adaptation physiology | 第22-23页 |
| 1.2 ADVANCES ON THE RESISTANT MECHANISM OF MICROALGAE TO STRESS: OMIC STUDY | 第23-24页 |
| 1.2.1 Omics technologies in system biology: an overview | 第23-24页 |
| 1.3 FLUORESCENCE-BASED CYTOMICS TECHNOLOGY | 第24-27页 |
| 1.3.1 Concept of cytomics | 第24-25页 |
| 1.3.2 Fluorescence-based cytomic methods | 第25页 |
| 1.3.3 Nile red staining | 第25-26页 |
| 1.3.4 Flow cytometry measurement | 第26页 |
| 1.3.5 Confocal laser scanning microscopy measurement | 第26-27页 |
| 1.4 LIPIDOMICS TECHNOLOGY | 第27-30页 |
| 1.4.1 Concept and current advantages and limitations of lipidomics | 第27页 |
| 1.4.2 Diversity and roles of lipids | 第27-28页 |
| 1.4.3 Lipid class and fatty acid composition of Chlamydomonas spp | 第28页 |
| 1.4.4 Lipidomics methods | 第28-30页 |
| 1.4.5 Bioinformatics in lipidomics | 第30页 |
| 1.5 METABOLOMICS TECHNOLOGY | 第30-33页 |
| 1.5.1 Concept and current advantages and limitations of metabolomics | 第30-31页 |
| 1.5.2 Diversity of metabolites | 第31页 |
| 1.5.3 Metabolomics methods | 第31-33页 |
| 1.5.4 Bioinformatics in metabolomics | 第33页 |
| 1.6 CHLAMYDOMONAS NIVALIS AS A MODEL SPECIES OF MICROALGAE FOR OMICS STUDY | 第33-34页 |
| 1.7 OBJECTIVES AND RESEARCH TASKS IN THIS THESIS | 第34-37页 |
| 附图 | 第37-47页 |
| CHAPTER 2 CELL GROWTH AND FLUORESCENCE CHARACTERISTICS OF LIPIDS IN SNOW ALGA CHLAMYDOMONAS NIVALIS UNDER STRESS TREATMENT | 第47-61页 |
| Summary | 第47页 |
| 2.1 INTRODUCTION | 第47-49页 |
| 2.2 MATERIALS AND METHODS | 第49-51页 |
| 2.2.1 Algal culture | 第49页 |
| 2.2.2 NaCl stress treatment | 第49页 |
| 2.2.3 Nitrate or/and phosphate deprivation treatment | 第49页 |
| 2.2.4 Determination of biomass concentration | 第49-50页 |
| 2.2.5 Confocal laser scanning microscopy (CLSM) | 第50页 |
| 2.2.6 Flow cytometry (FCM) | 第50页 |
| 2.2.7 Spectral scanning multimode microplate reader (SSMMR) | 第50-51页 |
| 2.3 RESULTS AND DISCUSSIONS | 第51-53页 |
| 2.3.1 The biomass production of C. nivalis under NaCl stress | 第51页 |
| 2.3.2 The biomass production of C. nivalis under nitrate or/and phosphate deprivation stress | 第51页 |
| 2.3.3 Total lipid contents analysis in C. nivalis under NaCl stress | 第51-52页 |
| 2.3.4 Neutral and polar lipid contents analysis in C. nivalis under NaCl stress | 第52页 |
| 2.3.5 Total lipid contents analysis in C. nivalis under nitrate or/and phosphate deprivation stress | 第52-53页 |
| 2.3.6 Neutral and polar lipid contents analysis in C. nivalis under nitrate or/and phosphate deprivation stress | 第53页 |
| 2.4 CONCLUSION | 第53-55页 |
| 附图 | 第55-61页 |
| CHAPTER 3 RESPONSE OF SNOW ALGA CHLAMYDOMONAS NIVALIS TO STRESS CONDITION: FATTY ACID PROFILING AND FATTY ACID BIOMARKERS DISCOVERY BY LIPIDOMIC STUDY | 第61-90页 |
| Summary | 第61页 |
| 3.1 INTRODUCTION | 第61-63页 |
| 3.2 MATERIALS AND METHODS | 第63-65页 |
| 3.2.1 C. nivalis culture and stress treatment | 第63页 |
| 3.2.2 Fatty acid methyl esters preparation | 第63页 |
| 3.2.3 Fatty acids profiling by GC/MS | 第63-64页 |
| 3.2.4 Multivariate statistical analysis | 第64-65页 |
| 3.3 RESULTS AND DISCUSSIONS | 第65-71页 |
| 3.3.1 Fatty acids discrimination between control and all NaCl stressed groups | 第65-66页 |
| 3.3.2 Fatty acids discrimination between the control and 1.25%-NaCl stressed groups | 第66-67页 |
| 3.3.3 Fatty acid biomarkers identification in NaCl stressed group | 第67-68页 |
| 3.3.4 Biological roles of fatty acid biomarkers in response to NaCl stress | 第68页 |
| 3.3.5 Fatty acids discrimination between control and nitrate or/and phosphate deprived stressed groups | 第68-69页 |
| 3.3.6 Fatty acid biomarkers identification in nitrate or/and phosphate deprived stressed groups | 第69-70页 |
| 3.3.7 Biological roles of fatty acid biomarkers in response to nitrate or/and phosphate deprivation stress | 第70-71页 |
| 3.4 CONCLUSION | 第71-73页 |
| 附图 | 第73-90页 |
| CHAPTER 4 RESPONSE OF SNOW ALGA CHLAMYDOMONAS NIVALIS TO STRESS CONDITIONS: LIPIDS PROFILING AND LIPID BIOMARKERS DISCOVERY BY LIPIDOMIC STUDY | 第90-132页 |
| Summary | 第90页 |
| 4.1 INTRODUCTION | 第90-92页 |
| 4.2 MATERIALS AND METHODS | 第92-95页 |
| 4.2.1 Reagents | 第92页 |
| 4.2.2 C. nivalis culture and stress treatment | 第92页 |
| 4.2.3 Total lipids extraction | 第92页 |
| 4.2.4 Liquid chromatography | 第92-93页 |
| 4.2.5 Mass spectrometry | 第93页 |
| 4.2.6 Accurate mass measurement | 第93页 |
| 4.2.7 Data acquisition, extraction and processing | 第93-94页 |
| 4.2.8 Multivariate statistical analysis | 第94-95页 |
| 4.3 RESULTS AND DISCUSSIONS | 第95-107页 |
| 4.3.1 Lipidome analysis of NaCl stressed C. nivalis | 第95-96页 |
| 4.3.2 OPLS-DA analysis of NaCl stressed C. nivalis | 第96页 |
| 4.3.3 Selection of the potential lipid biomarkers in NaCl stressed C. nivalis | 第96-97页 |
| 4.3.4 Identification of the selected biomarkers in NaCl stressed groups | 第97-99页 |
| 4.3.5 Biological functions of lipid biomarkers in NaCl stressed groups | 第99-101页 |
| 4.3.6 Lipidome analysis of C. nivalis treated by nitrate or phosphate deprivation | 第101-102页 |
| 4.3.7 Selection and structural elucidation of potential lipid biomarkers in nitrate or phosphate deprived C. nivalis | 第102-103页 |
| 4.3.8 Shared and unique lipid biomarkers between nitrate and phosphate deprived C. nivalis | 第103页 |
| 4.3.9 Z-score analysis of selected lipid biomarkers in nitrate or phosphate deprived C. nivalis | 第103-104页 |
| 4.3.10 Biological functions of lipid biomarkers in nitrate or phosphate deprived C.nivalis | 第104-107页 |
| 4.4 CONCLUSION | 第107-108页 |
| 附图 | 第108-132页 |
| CHAPTER 5 METABOLOMIC STUDY OF SNOW ALGA CHLAMYDOMONAS NIVALIS SUBJECTED TO NITRATE OR PHOSPHATE DEPRIVATION STRESS113 | 第132-158页 |
| Summary | 第132页 |
| 5.1 INTRODUCTION | 第132-134页 |
| 5.2 MATERIALS AND METHODS | 第134-137页 |
| 5.2.1 C. nivalis culture and stress treatment | 第134-135页 |
| 5.2.2 Metabolites extraction and derivation | 第135页 |
| 5.2.3 GC/TOF-MS methods | 第135-136页 |
| 5.2.4 Data process and normalization | 第136页 |
| 5.2.5 Multivariate statistical analysis | 第136-137页 |
| 5.3 RESULTS AND DISCUSSIONS | 第137-146页 |
| 5.3.1 Compositions of metabolite classes between control and nutrients deprivation groups | 第137-138页 |
| 5.3.2 Nitrate-deprived and phosphate-deprived C. nivilas cells produce highly distinct metabolic phenotypes by PCA | 第138-139页 |
| 5.3.3 Nitrate-deprivated and phosphate-deprivated C. nivilas cells produce highly distinct metabolic phenotypes by OPLS-DA | 第139-140页 |
| 5.3.4 OPLS-DA model validation | 第140-141页 |
| 5.3.5 Selection of metabolite biomarkers in nitrate-deprived and phosphate-deprived groups | 第141-142页 |
| 5.3.6 Possible mechanism for nutrient deprivation adaptation in C. nivalis | 第142-146页 |
| 5.4 CONCLUSION | 第146-147页 |
| 附图 | 第147-158页 |
| CONCLUSION AND FUTURE WORK | 第158-160页 |
| REFERENCES | 第160-178页 |
| 中文缩写版 | 第178-310页 |
| 第一章 绪论 | 第178-197页 |
| 1.1 雪衣藻 Chlamydomonas nivalis 的生态生理学研究进展 | 第178-182页 |
| 1.1.1 分类与地理分布 | 第178页 |
| 1.1.2 细胞形态与繁殖 | 第178-179页 |
| 1.1.3 生境特点与生理适应性 | 第179-180页 |
| 1.1.4 微藻脂质组成对适应胁迫环境的贡献 | 第180-182页 |
| 1.2 细胞组学是阐明单细胞响应环境变化内在机制的有力工具 | 第182-184页 |
| 1.2.1 荧光分子探针尼罗红 | 第182-183页 |
| 1.2.2 流式细胞术 | 第183页 |
| 1.2.3 激光共聚焦扫描显微术 | 第183-184页 |
| 1.3 脂组学是揭示细胞响应环境变化内在分子机制的核心方法 | 第184-187页 |
| 1.3.1 脂组学的研究内容及特点 | 第184页 |
| 1.3.2 脂组学的研究方法 | 第184-187页 |
| 1.4 代谢组学是揭示全细胞代谢途径和代谢调控模式的核心研究体系 | 第187-190页 |
| 1.4.1 代谢组学的概念沿革 | 第187-188页 |
| 1.4.2 代谢组学的研究方法 | 第188-190页 |
| 1.5 代谢组学/脂组学数据分析 | 第190-193页 |
| 1.6 代谢组学/脂组学在微藻中的应用 | 第193页 |
| 1.7 本论文的研究意义、研究目的和研究内容 | 第193-197页 |
| 1.7.1 研究意义 | 第193-194页 |
| 1.7.2 研究目的 | 第194页 |
| 1.7.3 研究内容 | 第194-197页 |
| 第二章 胁迫条件下雪衣藻的细胞生长和脂质荧光特性 | 第197-213页 |
| 2.1 材料与方法 | 第197-200页 |
| 2.1.1 实验藻株和培养基 | 第197-198页 |
| 2.1.2 主要试剂 | 第198-199页 |
| 2.1.3 仪器与设备 | 第199-200页 |
| 2.2 实验方法 | 第200-203页 |
| 2.2.1 雪衣藻的培养 | 第200-201页 |
| 2.2.2 分析测试 | 第201-203页 |
| 2.3 结果与讨论 | 第203-212页 |
| 2.3.1 NaCl 胁迫下雪衣藻 C.nivalis 的生物量变化 | 第203-204页 |
| 2.3.2 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻 C.nivalis 的生物量变化 | 第204-205页 |
| 2.3.3 NaCl 胁迫下雪衣藻的总脂含量分析 | 第205-207页 |
| 2.3.4 NaCl 胁迫下雪衣藻的中性脂和极性脂变化规律 | 第207-208页 |
| 2.3.5 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻 C.nivalis 的总脂变化规律 | 第208-209页 |
| 2.3.6 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻 C. nivalis 中性脂和极性脂的变化规律 | 第209-212页 |
| 2.4 本章小结 | 第212-213页 |
| 第三章 胁迫条件下雪衣藻的脂肪酸代谢谱分析和脂肪酸生物标志物发现 | 第213-238页 |
| 3.1 材料与方法 | 第213页 |
| 3.1.1 实验藻株和培养基 | 第213页 |
| 3.1.2 主要试剂 | 第213页 |
| 3.1.3 仪器与设备 | 第213页 |
| 3.2 研究方法 | 第213-215页 |
| 3.2.1 雪衣藻 C. nivalis 的培养和胁迫处理 | 第213-214页 |
| 3.2.2 脂肪酸甲酯的制备 | 第214页 |
| 3.2.3 气相色谱-质谱(GC/MS)条件 | 第214-215页 |
| 3.2.4 多元变量统计分析 | 第215页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第215-236页 |
| 3.3.1 NaCl 胁迫下雪衣藻的脂肪酸代谢谱判别分析 | 第215-219页 |
| 3.3.2 1.25% NaCl 胁迫组与对照组的脂肪酸代谢谱判别分析 | 第219-223页 |
| 3.3.3 NaCl 胁迫下脂肪酸生物标志物的发现 | 第223-225页 |
| 3.3.4 NaCl 胁迫下脂肪酸生物标志物的生物学意义阐述 | 第225-226页 |
| 3.3.5 氮、磷缺乏胁迫下样品的脂肪酸代谢谱判别分析 | 第226-229页 |
| 3.3.6 氮、磷缺乏胁迫下细胞中脂肪酸生物标志物的发现 | 第229-234页 |
| 3.3.7 氮、磷缺乏胁迫下细胞中脂肪酸生物标志物的生物学意义阐述 | 第234-236页 |
| 3.4 本章小结 | 第236-238页 |
| 第四章 胁迫条件下雪衣藻脂代谢谱分析和生物标志物发现 | 第238-275页 |
| 4.1 材料与方法 | 第238-239页 |
| 4.1.1 实验藻株和培养基 | 第238页 |
| 4.1.2 主要试剂 | 第238-239页 |
| 4.1.3 仪器与设备 | 第239页 |
| 4.2 研究方法 | 第239-242页 |
| 4.2.1 雪衣藻的培养和胁迫处理 | 第239页 |
| 4.2.2 总脂提取 | 第239页 |
| 4.2.3 脂代谢物谱的 UPLC-Q-TOF/MS 分析 | 第239-240页 |
| 4.2.4 UPLC-Q TOF/MS 数据的导出和化学计量学分析 | 第240-241页 |
| 4.2.5 多元变量统计分析 | 第241页 |
| 4.2.6 脂质生物标志物的结构鉴定 | 第241-242页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第242-273页 |
| 4.3.1 PLS-DA 分析 NaCl 胁迫下雪衣藻的脂代谢谱分析 | 第242-246页 |
| 4.3.2 OPLS-DA 分析 NaCl 胁迫下雪衣藻的脂质代谢谱 | 第246-248页 |
| 4.3.3 NaCl 胁迫细胞中脂代谢生物标志物的筛选 | 第248-249页 |
| 4.3.4 NaCl 胁迫样品筛选到的脂代谢物标志物的结构鉴定 | 第249-255页 |
| 4.3.5 NaCl 胁迫雪衣藻细胞中脂质生物标志物的生物学意义阐释 | 第255-258页 |
| 4.3.6 OPLS-DA 分析氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻的脂质代谢谱 | 第258-262页 |
| 4.3.7 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻脂代谢物生物标志物的筛选和结构鉴定 | 第262-267页 |
| 4.3.8 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻共有的和特有的脂质生物标志物分析 | 第267-268页 |
| 4.3.9 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻脂质生物标志物的 z 值得分分析 | 第268-271页 |
| 4.3.10 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻脂质生物标志物的生物学意义阐释 | 第271-273页 |
| 4.4 本章小结 | 第273-275页 |
| 第五章 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻全细胞代谢谱和代谢通路分析 | 第275-295页 |
| 5.1 材料与仪器 | 第275页 |
| 5.1.1 实验藻株和培养基 | 第275页 |
| 5.1.2 主要试剂 | 第275页 |
| 5.1.3 分析仪器 | 第275页 |
| 5.2 研究方法 | 第275-277页 |
| 5.2.1 雪衣藻 C. nivalis 的培养和氮、磷缺乏胁迫处理 | 第275-276页 |
| 5.2.2 细胞全代谢物的提取和衍生化 | 第276页 |
| 5.2.3 全细胞代谢物的 GC/TOF-MS 分析 | 第276页 |
| 5.2.4 数据预处理 | 第276-277页 |
| 5.2.5 多元变量统计分析 | 第277页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第277-293页 |
| 5.3.1 氮、磷缺乏胁迫与对照雪衣藻的全细胞代谢物谱比较 | 第277-278页 |
| 5.3.2 氮、磷缺乏胁迫与对照雪衣藻的全细胞代谢物谱的整体差异分析 | 第278-279页 |
| 5.3.3 氮、磷缺乏胁迫与对照雪衣藻的全细胞代谢物谱的精细差异分析 | 第279-281页 |
| 5.3.4 氮、磷缺乏胁迫下雪衣藻代谢标志物的发现 | 第281-288页 |
| 5.3.5 雪衣藻响应氮、磷缺乏胁迫的可能代谢调节机制 | 第288-293页 |
| 5.4 本章小结 | 第293-295页 |
| 结论、创新点与展望 | 第295-299页 |
| 一、结论 | 第295-297页 |
| 二、创新点 | 第297页 |
| 三、展望 | 第297-299页 |
| 参考文献 | 第299-310页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第310-311页 |
| 致谢 | 第311-312页 |
| 附件 | 第312页 |
