从光合作用特性看铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的竞争优势

通过测定净光合放氧速率,研究了温度、光照和pH对铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginosa)和玫瑰拟衣藻(Chlorom onas rosae)光合作用的影响。两种藻的光合放氧速率都随着温度的升高而加快,在10~35℃范围内,铜绿微囊藻净光合放氧速率随温度升高而直线上升,其最适温度高于35℃,而当温度高于30℃后玫瑰拟衣藻的净光合放氧速率迅速下降;两种微藻的光合放氧速率-光强变化曲线有所不同,铜绿微囊藻光饱和点在500μmol.m-2.s-1附近,光强达到900μmol.m-2.s-1时仍无光抑制现象发生,玫瑰拟衣藻光饱和点在630μmol.m-2.s-1附近,当光强进一步升高,光合放氧速率开始下降;铜绿微囊藻最适pH值是10.0,在pH值6.5~11.5范围内,光合放氧都很活跃,变化幅度不大,玫瑰拟衣藻最适pH值7.0,偏酸或偏碱光合放氧都迅速地下降,pH高于10.0出现了负值。比较两种藻的光合作用特性,铜绿微囊藻光合作用具有3个特点:(1)适应温度范围宽,对高温具有良好的适应性,并且光合作用随温度的升高显著提高;(2)光饱和点低,光合作用活性高,能在弱光环境中高效地进行光合作用,并且抗强光伤害;(3)对pH变化具有超强的适应能力,在中性和碱性环境中,都能进行活跃的光合作用。铜绿微囊藻在光能利用、温度和pH适应性方面的特点,可以使其快速生长繁殖,积累大量的生物量,在与其它藻类的竞争中占据显著的优势。     

从光合作用特性看铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的竞争优势

通过测定净光合放氧速率,研究了温度、光照和pH对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和玫瑰拟衣藻(Chloromonas rosae)光合作用的影响。两种藻的光合放氧速率都随着温度的升高而加快,在10~35℃范围内,铜绿微囊藻净光合放氧速率随温度升高而直线上升,其最适温度高于35℃,而当温度高于30℃后玫瑰拟衣藻的净光合放氧速率迅速下降;两种微藻的光合放氧速率-光强变化曲线有所不同,铜绿微囊藻光饱和点在500μmol·m^-2·s^-1附近,光强达到900μmol·m^-2·s^-1时仍无光抑制现象发生,玫瑰拟衣藻光饱和点在630μmol·m^-2·s^-1附近,当光强进一步升高,光合放氧速率开始下降;铜绿微囊藻最适pH值是10.0,在pH值6.5~11.5范围内,光合放氧都很活跃,变化幅度不大,玫瑰拟衣藻最适pH值7.0,偏酸或偏碱光合放氧都迅速地下降,pH高于10.0出现了负值。比较两种藻的光合作用特性,铜绿微囊藻光合作用具有3个特点:(1)适应温度范围宽,对高温具有良好的适应性,并且光合作用随温度的升高显著提高;(2)光饱和点低,光合作用活性高,能在弱光环境中高效地进行光合作用,并且抗强光伤害;(3)对pH变化具有超强的适应能力,在中性和碱性环境中,都能进行活跃的光合作用。铜绿微囊藻在光能利用、温度和pH适应性方面的特点,可以使其快速生长繁殖,积累大量的生物量,在与其它藻类的竞争中占据显著的优势。     

转基因衣藻lba及对照藻产氢培养条件的优化

通过对莱茵衣藻849及其转基因衣藻lba进行光照强度、细胞浓度和培养基中硫酸盐含量三因素三水平的正交实验,确定了两个藻种的最佳产氢条件,同时对转基因藻和849产氢培养条件下的光合放氧速率和pH进行了检测。实验结果表明,在25 ℃下,莱茵衣藻849和转基因衣藻lba的最佳产氢条件都为光照强度 60μmol/(m²·s),细胞浓度为叶绿素含量12.5μg/ml,培养基中硫酸盐含量0μmol/L。莱茵衣藻849和转基因衣藻lba的最高氢气产量分别达到了349μl/mg chlorophyll 和634μl/mg chlorophyll。在产氢条件下,转基因藻lba的净光合放氧速率比849低。结果为利用豆血红蛋白特性通过基因工程手段提高莱茵衣藻产氢量提供基础实验数据。     

4种常用抗生素对莱茵衣藻生长及光化学活性的影响

采用4种不同浓度的抗生素对(氨苄青霉素(Amp)、卡那霉素(Kan)、氯霉素(Cmp)及四环素(Tet))莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)进行无菌化处理,研究抗生素种类及浓度对莱茵衣藻的细胞密度、叶绿素a含量及光化学活性的影响,以确定对莱茵衣藻细胞无害并能抑制伴杂菌生长的抗生素种类及使用浓度。结果表明:低于100μg/mL的氨苄青霉素(Amp)及20μg/mL的氯霉素(Cmp)处理,会使莱茵衣藻的细胞密度及叶绿素a的含量增加,卡那霉素(Kan)及四环素(Tet)各浓度的处理都会使细胞密度及叶绿素a的含量下降,并呈现抗生素的剂量依赖效应;50μg/mL的Amp及10μg/mL的Cmp在处理3 d后会增加莱茵衣藻的实际光合效率(YII)及相对电子传递效率(rETR),而后下降;Kan及Tet各浓度的处理都会使YII及rETR显著下降。结合4种抗生素对莱茵衣藻伴生菌的抑菌实验结果,表明在4种抗生素中,Cmp在抑菌范围内并不会明显地抑制莱茵衣藻细胞的生长与光化学活性,可用于莱茵衣藻细胞无菌化培养中。     

大气CO_2浓度升高缓解高浓度NH_4~+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(r ETRm)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120μmol·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。     

高浓度CO2对莱茵衣藻光系统Ⅱ能量流和能量利用效率的影响

研究了短期内高浓度CO2培养下莱茵衣藻光系统Ⅱ行为的变化,结果表明高浓度CO2培养导致叶绿素a、b和类胡萝卜素含量明显增加,同时随培养时间的延长叶绿素a荧光动力学(快相)曲线中O、J、I、P期的荧光强度明显增加。与空气培养的细胞相比,高浓度CO2在J期的相对可变荧光均维持在较高水平;单位反应中心复合体吸收的能量在高浓度CO2培养6小时后有明显的增加,但单位反应中心捕获和用于电子传递的能量并没有明显地增加。高浓度CO2培养使光系统Ⅱ最大光化学效率、传递的电子能引起的光化学反应效率和电子传递的量子效率均明显低于通空气培养的细胞。以上结果表明不同CO2浓度培养导致莱茵衣藻叶绿素a荧光动力学快相的变化与其光系统Ⅱ功能的变化密切相关,也可能与HCO-3转运过程中能量需求的变化有关。     

盐胁迫状态下莱茵衣藻849光合特性的初步研究

以莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）为研究对象,对其在不同NaCl浓度胁迫条件下的光合特性进行了初步研究。结果表明0.04 mol·L^-1的NaCl对莱茵衣藻的生长无显著影响,而0.075 mol·L^-1的NaCl使莱茵衣藻生长速率下降了50%。在低光照强度下,NaCl胁迫下的衣藻光合速率和呼吸速率在最初7 h内比对照组高;而在较高光照强度下,NaCl胁迫下的衣藻的光合速率和呼吸速率均比对照组低;而且光合速率和呼吸速率升高和下降的幅度与NaCl浓度成正比。     

不同培养条件下莱茵衣藻细胞中SGAT酶活性的变化

利用模式单细胞植物莱茵衣藻,研究不同培养条件下细胞中丝氨酸：乙醛酸氨基转移酶活性的变化情况。结果表明：莱茵衣藻SGAT酶活性的最适pH介于5￣7之间,当pH高于7以后,酶活性逐渐下降;随着细胞密度增加,SGAT酶活性降低;光强可显著影响SGAT酶活性,在一定光强范围内,随着光照强度的增加,酶活性增强;乙酸作为莱茵衣藻的唯一异养碳源也会影响SGAT酶活性,两者间呈正相关;提高氧浓度,显著地提高了细胞内SGAT的酶活性;当二氧化碳浓度增加时,细胞内SGAT的酶活性也略有升高;40℃高温和15℃低温处理后,SGAT酶活性均降低。此外,提高氧浓度时细胞内Gly含量增加,Ser含量减少,Gly/Ser的比值从0.79提高到1.49。     

鱼腥藻7120响应NaCl胁迫的光合特性

NaCl胁迫处理丝状蓝藻鱼腥藻7120后光合特性的变化表明;鱼腥藻7120的净光合放氧速率和呼吸速率随NaCl浓度的程式高而降低,且浓度低于0.4mol/LNaCl时的降幅比高于0.4mol/LNaCl时的降幅小,加入0.4%(W?V)的蔗糖后可提高盐胁迫后的鱼腥藻7120的光合放氧速率,吸收光谱测定结果表明盐胁迫没有改变鱼腥藻7120的光合色素组成,但导致藻胆蛋白的总含量降低,类胡萝卜素含量增加。低温荧光发射光谱测定表明盐胁迫后改变了光能在两个光系统之间的分配。由藻胆蛋白吸收的光能向光Ⅱ传递受阻。荧光动力学分析表明光系统Ⅱ的光化学效率随盐浓度的增加而降低。表现出与光合放氧速率的一致性。     

光照、温度和pH对雨生红球藻光合特性的影响

采用测定光合放氧速率和荧光动力学的方法,研究分析了光照强度、温度和pH对雨生红球藻Haematococcus pluvialis CG-11绿色游动细胞阶段光合作用特性的影响。结果表明,H. pluvialis CG-11光合作用的饱和光强为109.1 μmol/m2·s,最大光合放氧速率为75.9 μmol O2/mg Chla·h;适宜的生长温度范围在25－30℃之间,温度在25℃时光合速率最大;pH在7.5－8.0范围内,光合效率较高,在pH为7.5时放氧速率最大,为75.5 μmol O2/mg Chla·h。在实验pH条件下,H. pluvialis CG-11叶绿素荧光动力学参数呈现出相似的趋势,在6.0－7.5范围内,Fv/ Fm、Fv/ F0、ΦPSⅡ和ETR值随pH升高而增大,pH为7.5时达到最大值,pH超过7.5时,Fv/ Fm和Fv/ F0值明显下降,而ΦPSⅡ和ETR的下降趋势不明显。