大气CO_2增加对不同生长光强下龙须菜光合生理特性的影响

为了探讨未来大气CO2升高对不同生长光强下大型海藻的影响,选取经济红藻龙须菜为实验材料,研究了其生长速率、光合作用、呼吸作用、叶绿素荧光参数以及光合色素对CO2和光强的响应。实验设置两个CO2浓度,正常空气水平CO2浓度(390μL/L)和高CO2浓度(1000μL/L);两个光强梯度,高光(300μmol m-2s-1)和低光(100μmol m-2s-1)。结果表明,CO2和光强对龙须菜的生长和光合作用有明显的交互作用。大气CO2升高并没有显著影响龙须菜的生长速率,但在不同CO2处理下,龙须菜对光强的响应不同。在空气水平下,光强的变化对其生长速率影响不显著。而在高CO2作用下,高光处理下的藻体有更高的生长速率。CO2显著促进高光生长下龙须菜的呼吸作用速率,但是在低光下作用不明显。而对于光合作用速率来说,低光培养下的藻体CO2表现为负面效应,但对高光下生长的藻体作用不明显。CO2增加没有改变龙须菜生长状态下的电子传递速率,但在高光下,CO2表现为一定的抑制作用。CO2显著降低了龙须菜天线色素藻红蛋白和叶绿素a的含量。这些CO2与光强的结合效应表明,大气CO2的升高对龙须菜光合生理特性的影响随着光强的变化而呈现不同的效应,在未来评估CO2的增加对大型海藻的影响时,要充分考虑其他环境因子的耦合效应。     

大气CO2升高和紫外辐射相互作用对羊栖菜生理特性的影响

为了研究经济海藻羊栖菜对大气CO2浓度增加与紫外辐射(UVR)相互作用的响应,设置两个CO2浓度(380μL/L和800μL/L)以及两种辐射处理,即PAR处理(滤除UV-A、UV-B,藻体仅接受可见光,400—700nm)和PAB处理(全波长辐射280—700nm)培养海藻,探讨了羊栖菜生长、光合作用、呼吸作用、光合色素含量、可溶性糖和蛋白以及硝酸还原酶活性的变化情况。结果表明高浓度CO2显著提高羊栖菜藻体的相对生长速率,并且紫外辐射的负面效应在高CO2处理下表现不显著。高CO2降低了藻体的光合作用速率,而UVR的负面效应和生长体现为一致性,但是羊栖菜的呼吸作用没有受到环境变化的明显影响。羊栖菜的光合色素叶绿素a和类胡萝卜素在高浓度CO2处理下明显降低,而UVR没有明显影响。环境因子对羊栖菜的可溶性糖没有影响,但是在高CO2和全波长辐射处理下,藻体可溶性蛋白的含量显著增加。同时高CO2明显提高了硝酸还原酶的活性,并且仅在高浓度CO2处理下藻体中UVR对其活性有抑制作用。CO2和UVR对羊栖菜的大多数生理特性存在明显的交互作用,在未来CO2浓度进一步增加的情况下,UVR的负面效应将会得到一定程度的缓解,这样有利于羊栖菜在养殖海区获得更高的产量。     

CO2和硝氮加富对龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)生长、生化组分和营养盐吸收的影响

为了探讨大气CO2和海水硝氮浓度升高对龙须菜生理特性的影响,在实验室条件下把藻体于CoNo、C No、CoN 和C N 4种不同CO2和硝氮供应水平的处理中进行培养,15d后,分别测定各种不同培养条件下藻体的生长、色素含量、可溶性蛋白含量和营养盐吸收速率.结果表明:CO2或硝氮浓度增加都会使藻体生长加快,但当二者同时加富时对生长的促进作用没有表现出协同效应.不管是高氮还是低氮的培养条件,高浓度CO2都能使藻体的色素和可溶性蛋白的含量降低,而使硝酸还原酶活性升高;同时,在硝氮加富的条件下,高浓度CO2培养能够显著提高藻体的营养盐吸收速率.不管是高还是低的CO2浓度培养条件下,硝氮浓度增加都会使藻体的色素和可溶性蛋白含量以及营养盐吸收速率得到显著提高.这些结果说明,在大气CO2浓度升高或海水富营养化条件下,龙须菜的生长、硝酸还原酶活性和营养盐吸收速率都可能得到促进,而色素和可溶性蛋白的含量也会受到影响.     

CO2加富对两种海洋微绿藻的生长、光合作用和抗氧化酶活性的影响

研究了 CO2 加富对两种海洋微绿藻小球藻和亚心形扁藻的生长、光合作用和抗氧化酶活性的影响。实验结果表明 ,CO2加富 (含 5 0 0 0 μl/ L CO2 的空气 )促进小球藻和亚心形扁藻的生长。但两种藻对 CO2 加富的敏感性不同。CO2 加富对小球藻生物量影响的敏感性小于亚心形扁藻。CO2 加富使两种藻的干重和光合速率显著增加 ;可溶性蛋白含量显著下降 ;但两种藻的 Chla含量和 Car含量与对照相比变化不明显。高浓度 CO2 生长的小球藻和亚心形扁藻的 MDA含量比对照低 ,表明 CO2 升高可以减轻微藻的膜脂过氧化损伤 ,有利于膜脂稳定性的保持 ;在正常浓度 CO2 (36 0μl/ L )条件下 ,抗氧化酶 SOD、POD、CAT、GR的活性因藻种不同而存在很大差异 ,高浓度 CO2 (5 0 0 0μl/ L )培养条件使得这些抗氧化酶中的 SOD、CAT、GR的活性显著降低 ,而POD活性变化则不明显。 CO2 浓度升高可能导致抗氧化酶活性需求的减少 ,从而对藻的氧化损伤具有一定的保护能力。另外 ,光合速率、Chla含量和 Car含量以及抗氧化酶活性因藻种不同而存在很大的差异     

水华鱼腥藻生长与光合作用对大气CO2浓度升高的响应

 为了探讨大气CO2浓度升高对水华藻类的影响,利用水华鱼腥藻(Anabena flos_aquae)作为实验材料,研究了大气CO2浓度加倍对其生长和光合作用的影响,结果显示大气CO2浓度升高导致水华鱼腥藻的生物量、光饱和光合速率、光合效率和光系统II的光化学效率（Fv/Fm）明显提高,但对暗呼吸速率和光饱和点没有明显影响。CO2加倍条件下藻细胞光合作用对无机碳的亲和力降低,表明其利用HCO-3的能力受到抑制。     

有机碳源对转hTNF-α基因聚球藻生长和光合作用的影响

研究了不同有机碳源对转hTNF-α基因聚球藻7002细胞的生长及光合作用的影响.通过对混合营养培养初时及生长2 d后细胞光合放氧的比较,发现经过一个对有机碳利用的适应和诱导过程后,适宜的有机碳源可以显著促进细胞的光合作用及生长;同时还发现,有机碳源的加入抑制了低CO2浓度下培养的藻细胞的初始光合放氧;然而,当加入碳酸氢钠1 g/L后,以有机碳源为底物的藻的光合放氧速率大大提高.     

葡萄糖浓度对转基因聚球藻表达hTNF-α和光合作用的影响

为了开发海洋药物,把人肿瘤坏死因子-α（hTNF-α）转入海洋单细胞蓝藻聚球藻7002。然而,转基因聚球藻的hTNF-α表达率很低,仅为可溶性蛋白的0．08％,这不利于进一步纯化。不同浓度的葡萄糖对转TNF-α聚球藻的生长、hTNF-α的表达和光合作用的影响。当葡萄糖浓度为125mmol／L,hTNF-α的表达率达到最高,是不含葡萄糖的6.57。此外,当葡萄糖浓度为75mmol／L时,藻细胞的净光合作用速率达到最大,是光自养藻细胞的1.69倍。在各种葡萄糖浓度下,藻细胞对葡萄糖的吸收都不明显。     

气候变化对海藻龙须菜生长与光合作用耐热特性的影响

为探讨大气CO2升高和温室效应对龙须菜生长及生理生化特性的影响,在4种条件下培养龙须菜:1)对照组(390μL/L CO2+20℃),2)CO2升高组(700μL/L CO2+20℃),3)温度升高组(390μL/L CO2+24℃),4)温室效应组(700μL/L CO2+24℃),测定藻体生长和生化组分以及高温胁迫下的最大光化学量子产量(Fv/Fm)和光能利用效率(α)、光合速率(Pn)和呼吸速率(Rd)。结果表明,CO2升高、温度升高以及温室效应均促进龙须菜的生长,温室效应下的促进作用更明显。温室效应使龙须菜具较高的Pn和Rd以及较低的可溶性蛋白(SP)和可溶性碳水化合物(SC)含量。高浓度CO2对叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量没有显著影响,而高温使其上升;藻红蛋白(PE)和藻蓝蛋白(PC)含量不受CO2浓度和温度的影响。龙须菜Fv/Fm、α、Pn和Rd值,在32℃处理3 h后略有上升,在36℃处理3 h后下降,而在40℃处理20 min后降到极低水平。正常温度(20℃)生长的龙须菜最高耐受温度在32—36℃之间,而较高温(24℃)生长的龙须菜在36—40℃之间;生长温度对光合作用和呼吸作用耐热性能的影响比CO2浓度的影响更大;而温室效应生长条件下的龙须菜光合作用表现出更突出的耐热性能。     

不同氮源下生长的柚树叶片光合参数对高浓度CO2驯化作用的比较

比较研究了在不同形式氮源下生长柚树叶片光合对高浓度 CO2 驯化过程中有关参数变化。植株生长在人工混成土壤中 ,分别浇灌含有 2 mmol L- 1N的 NO- 3 - N,NH+ 4 - N和 NH4 NO3- N溶液。空气 CO2 增高处理时向生长植株的开顶透明罩中通入 74.4Pa CO2 ,以空气 CO2 生长的植株为对照。利用 CI- 30 1 ( CID,Inc) CO2 气体交换系统测定叶片光合速率和通过光合作用相关响应曲线计算光合参数。结果表明 ,在 CO2分压倍增下 ,NO- 3 - N生长植株光饱和光合速率较大气 CO2 分压下的高。而生长在 NH+ 4 - N和 NH4 NO3- N的植株光合速率与大气 CO2 分压下的相近 ,表现对高 CO2 的驯化。在空气 CO2 倍增下无论供给何种形式氮源并不影响Γ* ,但可增高 Rd( P<0 .0 5 )。 CO2 分压倍增下供给 NO- 3 - N植株的 Vcmax和 Jmax较大气分压相应的植株高 ,而 NH+ 4 - N和 NH4 NO3- N植株则与大气 CO2分压的相应植株相似 ( P>0 .0 5 )。无论供给何种形式氮源 ,生长在空气 CO2 分压倍增下不改变叶片单位面积干重 ,叶绿素含量和叶片中氮在 Rubisco、生物能学组分和捕光色素复合体组分的分配系数 ;但能改变叶片中氮含量。植物对高 CO2 的驯化可能受到不同形式氮利用性的影响 ,在对高 CO2 驯化过程亦反映叶片中氮在不同光合功能组分     

在海洋酸化背景下温度变化对大型绿藻缘管浒苔光合生理特性的影响

为了探讨在未来海洋酸化背景下温度变化对大型海藻的影响,选取了绿潮藻缘管浒苔(Ulva linza)作为实验材料。实验设置2个CO2浓度,分别为正常空气水平(LC:390μL·L-1)和高CO2水平(HC:1000μL·L-1),在20℃下从缘管浒苔的幼苗开始培养,等成体后转入不同的温度梯度(5、10、15、20、25和30℃)下测定藻体的光合作用。结果表明:海洋酸化显著提高了缘管浒苔的相对生长速率,虽然藻体光合作用速率没有明显变化,但藻体的呼吸作用和硝酸还原酶能力显著增加;对于光合色素来说,高CO2显著降低了叶绿素a和叶绿素b的含量;温度变化在不同CO2处理下表现为不同的效应;长期生长在20℃的缘管浒苔,当环境温度降低时,其最大光合作用速率Pmax、呼吸作用Rd、光饱和点Ik和光补偿点Ic都随之降低,而光合效率α则是先升高再降低,其中高CO2提高了藻体的α、Rd和Ic;而当温度增加时,缘管浒苔的Pmax和Ik都随之升高,α、Rd和Ic都有下降的趋势,高温下高CO2的α和Rd较高,光补偿点较低。相较于正常环境来说,海洋酸化下的缘管浒苔对温度的骤变具有更好的适应能力。     

生长素吲哚乙酸对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响

为了探究生长素吲哚乙酸(IAA)对产毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的影响, 从生长、光合色素含量、叶绿素光诱导荧光特征、脂质氧化和微囊藻毒素合成特性等方面, 研究了IAA对M. aeruginosa CHAB6301生理生化及产毒的影响。结果表明, 在低浓度IAA(0.04和0.2 mg/L)条件下, 铜绿微囊藻生长、叶绿素含量、光合系统(PSⅡ)电子传递效率及藻毒素含量均无明显变化, 藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和丙二醛(MDA)含量均低于对照。高浓度IAA(1和5 mg/L)能够促进细胞生长, 提高叶绿素含量, 但是抑制藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量, 降低膜脂过氧化程度和细胞内藻毒素合成。综合各指标测定结果, 低浓度IAA对M. aeruginosa CHAB6301生长和光合作用影响不明显, 而高浓度IAA可促进藻细胞生长和光合作用, 增加微囊藻水华形成几率。     

CO2对微拟球藻(Nannochloropsis sp.)利用有机碳和光合作用的影响

CO2浓度提高时,微拟球藻吸收醋酸钠的速率增加2倍。混养生长的藻细胞最大光合作用速率、光合作用效率、无机碳半饱和常数和无机碳饱和的光合作用速率均显著低于光自养条件下生长的。     

碳酸酐酶在中肋骨条藻光合作用中的作用

探讨了在正常空气条件下生长的中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的碳酸酐酶(CA)在其光合固碳中的作用.在中肋骨条藻的胞内和胞外均有CA活性,但胞外CA活性很低.CA抑制剂AZ(乙酰唑磺胺)对中肋骨条藻的光合放氧速率没有明显影响,而CA抑制剂EZ(乙氧苯唑胺)对其光合放氧速率有强烈的抑制作用.EZ的抑制作用使细胞最大光合速率、饱和光强和无机碳亲和力下降,无机碳的补偿点和光呼吸提高,使强光下光抑制作用增强.这些结果表明:中肋骨条藻的胞外CA在其光合作用中所起的作用较小,而其胞内CA通过催化胞内碳库中的HCO-3快速转化成CO2,提高胞内CO2的有效供给,从而提高细胞光合固碳能力和对逆境(高O2、强光和低CO2)的适应能力.     

高浓度CO2对极大螺旋藻生长和光合作用的影响

以极大螺旋藻作为实验材料,研究了高CO2浓度对极大螺旋藻的生长和光合作用效应,结果表明在高光强下（400μmolm^-2s^-1),高浓度CO2对其生长和光合作用有明显的影响。高浓度CO2培养下,辈放荡中的比生长速率是低浓度CO2培养的1.2倍;而在低光强下,高浓度CO2对其生长和光合作用无明显影响。两种不同CO2浓度和光强下培养的极大螺旋藻,在不同的生长时期,分别测定其P-I曲线,结果表明,低光强下培养的极大螺旋藻,在5d、8d、11d,两者的Ik、α值均无显著差异,Pmax在第5d、11d差异不显著,但在第8d有显著差异。而在高光强培养条件下,第8、11d通高浓度CO2培养的极大螺旋藻,其Pmax、α值明显大于通低浓度CO2培养的极大螺旋藻,但两者在第5d无明显差异。     

大气 CO2 浓度升高缓解高浓度 NH4+ 对坛紫菜(Porphyra haitanensis)生理特性的胁迫作用

研究不同 CO2 浓度与 NH4+ 浓度交互作用对坛紫菜(Porphyra haitanensis)生长与光合作用的影响。经过 7 d 培养 , 结果表明 120 μmol·L− 1 NH4+ 浓度最有利于坛紫菜的生长 , 此时坛紫菜的光合色素含量、最大光化学量子产量(Fv/Fm), 最大相对电子传递速率(rETRm)也最高; 同时, 升高的 CO2 浓度促进了坛紫菜的生长与光合作用。 NH4+浓度高于 120 μmol·L− 1, 坛紫菜的生长随 NH4+ 浓度增高而降低 ; 坛紫菜的光合活性也受到抑制。但是, 在高 CO2 浓度培养条件下 , 坛紫菜生长与光合活性随 NH4+ 浓度增高而降低的速率变慢。 本研究表明 , 大气 CO2 浓度升高能缓解高浓度 NH4+对坛紫菜所造成的生理胁迫作用。     

葡萄糖浓度对转基因聚球藻表达hTNF-a和光合作用的影响

为了开发海洋药物,把人肿瘤坏死因子-a(hTNF-a)转入海洋单细胞蓝藻聚球藻7002.然而,转基因聚球藻的hTNF-a表达率很低,仅为可溶性蛋白的0.08%,这不利于进一步纯化.不同浓度的葡萄糖对转TNF-a聚球藻的生长、hTNF-a的表达和光合作用的影响.当葡萄糖浓度为125mmol/L,hTNF-a的表达率达到最高,是不合葡萄糖的6.57.此外,当葡萄糖浓度为75mmol/L时,藻细胞的净光合作用速率达到最大,是光自养藻细胞的1.69倍.在各种葡萄糖浓度下,藻细胞对葡萄糖的吸收都不明显.     

丁草胺对杜氏盐藻生理生化的影响

采用室内模拟培养试验方法,研究了酰胺类除草剂丁草胺对杜氏盐藻(Dunaliella salina)生长和生理生化的影响。结果表明,低浓度的丁草胺对杜氏盐藻生长速率有促进作用,而高浓度的丁草胺对杜氏盐藻生长速率有显著的抑制作用,且随着浓度的加大,杜氏盐藻生长速率逐渐降低。丁草胺对杜氏盐藻藻细胞的光合色素含量、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等也有影响。     

高浓度CO_2对极大螺旋藻生长和光合作用的影响

以极大螺旋藻作为实验材料 ,研究了高CO2 浓度对极大螺旋藻的生长和光合作用效应 ,结果表明在高光强下 (40 0 μmolm- 2 s- 1 ) ,高浓度CO2 对其生长和光合作用有明显的影响 ,高浓度CO2 培养下 ,螺旋藻的比生长速率是低浓度CO2 培养的 1 2倍 ;而在低光强下 ,高浓度CO2 对其生长和光合作用无明显影响。两种不同CO2 浓度和光强下培养的极大螺旋藻 ,在不同的生长时期 ,分别测定其P -I曲线 ,结果表明低光强下培养的极大螺旋藻 ,在 5d、8d、1 1d ,两者的Ik、α值均无显著差异 ,Pmax在第 5d、1 1d差异不显著 ,但在第 8d有显著差异。而在高光强培养条件下 ,第 8、1 1d通高浓度CO2 培养的极大螺旋藻 ,其Pmax、α值明显大于通低浓度CO2 培养的极大螺旋藻 ,但两者在第 5d无明显差异。     

CO2浓度升高对斜生栅藻生长和光合作用的影响

升高大气中CO2 浓度可提高斜生栅藻的生物量和光合作用速率 ,对光合效率、暗呼吸速率、光饱和点和光系统Ⅱ的光化学效率 (Fv Fm)没有明显影响 ,但藻细胞光合作用对无机碳的亲和力降低     

不同盐度下水华束丝藻对CO2浓度倍增的生理响应

本文研究了在盐度分别为2‰和4‰的条件下,CO2浓度倍增对水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)生长速率、光合活性及光合色素比例与丙二醛含量的影响。结果表明随着盐度的增加水华束丝藻的生长速率和光合活性受到显著抑制,叶绿素a与藻蓝素比例大幅降低,丙二醛含量明显提高。在实验盐度范围内,CO2浓度倍增显著促进水华束丝藻的生长速率和最大光合电子传递速率(ETRmax)与色素比例,而且盐度越高促进效果越明显。此外CO2浓度倍增能显著降低丙二醛(MDA)含量。从而减少膜脂过氧化,缓解盐度胁迫。