绿藻CO2浓缩机制的研究进展

单细胞绿藻是淡水水体中浮游植物的重要组成部分,也是淡水生态系统中主要的初级生产者,其在适应外界环境CO₂浓度变化的过程中,细胞内形成了一种主动转移无机碳的机制———CO₂浓缩机制(CO₂concentrating mechanism,CCM).该机制能使细胞在核酮糖2磷酸羧化氧化酶(rubisco)固碳位点提高CO₂浓度,以增加光合作用和减少光呼吸.本文综述了这种机制中的无机碳转移模型和不同环境因子(光、温度、CO₂浓度和营养水平)对它的调控作用,以期促进深入开展浮游植物对大气CO₂浓度升高响应的研究.     

球形念珠藻的生化组成分析

测定了葛仙米的生化组成,结果表明,葛仙米的蛋白、氨基酸和总糖含量分别为28．33％、23．35％和24．19％;灰分和粗脂肪原含量分别为14．63％和5．34％;还含有较为丰富的粗脂肪和无机元素,特别是钙、镁元素的含量较高。     

光强对两种硅藻光合作用、碳酸酐酶和RubisCO活性的影响

为研究海洋浮游硅藻光合固碳能力与光强的关系, 以三角褐指藻和威氏海链藻为实验材料, 测定了不同光强培养下三角褐指藻和威氏海链藻生长、光合特性、碳酸酐酶和核酮糖-1, 5-二磷酸羧化/氧化酶活性(RubisCO)的变化, 结果显示高光强促进两种硅藻的生长, 但对威氏海链藻的影响更明显。高光强导致两种硅藻叶绿素a、c含量、光系统Ⅱ的最大光化学效率和实际光化学效率明显下降, 非光化学淬灭系数明显升高, 但对光化学淬灭系数并没有明显影响。在高光下威氏海链藻和三角褐指藻胞内外碳酸酐酶活性明显升高。在高光强下培养的威氏海链藻RubisCO活性明显高于低光下培养, 但三角褐指藻正好相反, 不管高光还是低光培养威氏海链藻RubisCO活性始终高于三角褐指藻。以上结果表明不同硅藻对光强变化的响应存在差异, 它们可以通过调节光合生理特征、光合固碳关键酶和CO2供应以适应光强的变化。       

丝藻光合作用无机碳利用研究

丝藻pH补偿点为9．2,表明其具有较低的CO2补偿点,不同pH值下丝藻光合作用放氧速率明显大于理论上从HCO3－脱水来的CO2供应速率,表明其具有利用HCO3－的能力,未检测到丝藻有胞外碳酸酐酶活性,胞内碳酸酐酶的活性随培养液中CO2浓度的升高而降低。     

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。     

经济海藻红毛菜原位光合作用日变化

利用光合气体交换和叶绿素a荧光技术测定了原位沉水和干出条件下红毛菜光合作用的日变化,结果显示与沉水藻体相比,中午干出藻体光合速率、光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP),光响应曲线初始斜率(ɑETR)和相对电子传递速率(rETR)值下降更明显。干出藻体重新入水后,其叶绿素a荧光参数在两个小时内可以完全恢复到沉水藻体的水平。红毛菜叶绿素a、类胡萝卜素、藻红蛋白的含量在一天中并没有出现明显变化。以上结果表明红毛菜日生长在中午要经历光抑制过程,干出状态下光抑制更严重;干出和沉水藻体光合速率都可以在傍晚得以恢复;红毛菜光系统II反应中心可以通过增加热耗散和降低光合电子传递速率等策略来应对光抑制。     

氮、磷对小新月菱形藻无机碳利用与碳酸酐酶活性的影响

在实验室条件下研究了氮磷浓度变化对小新月菱形藻无机碳利用与碳酸酐酶活性的影响,结果显示小新月菱形藻随培养液中氮、磷浓度的升高比生长速率明显提高。低氮浓度导致胞外碳酸酐酶活性丧失,但胞内碳酸酐酶活性依然存在。高氮浓度下胞内、外碳酸酐酶活性均明显升高。胞内碳酸酐酶活性在高磷浓度下明显升高,但胞外碳酸酐酶活性并没有受到磷浓度变化的影响。高氮、磷浓度培养下的小新月菱形藻的最大光合作用速率(Vmax)、对CO2亲和力(K0.5(CO2))和光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)均明显提高。以上结果表明小新月菱形藻可以通过改变胞内、外碳酸酐酶活性调节无机碳利用以适应不同氮磷浓度的环境。     

雪松聚球藻金属硫蛋白的纯化及其性质的研究

在雪松聚球藻的培养基中逐渐增加氯化镉的浓度以诱导藻细胞内金属硫蛋白的合成,经Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－５０,ＤＥＡＥ－ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ和Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－２５柱层析,获得的ＭＴ没有亚型,经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析是高度均一的。每个蛋白分子约含５个Ｃｄ原子,１０个巯基,分子量约为７．６ＫＤ,等电位ｐＨ４．５左右,半胱氨酸含量约占总氨基酸量的１５．５％,还含有少量的芳香族氨基酸,ＭＴ的最大紫外吸收在２５     

CO2 浓度变化对两种淡水绿藻的显微结构和超微结构的影响

为了探讨淡水绿藻在适应CO2浓度变化过程中细胞形态和结构的变化,通过普通显微镜和电子显微镜观察了在不同CO2浓度培养下的莱因衣藻(Chlamydomonas reinhardtii Dang)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus Kütz)细胞.结果表明,CO2浓度变化对莱因衣藻细胞体积没有明显的影响,但斜生栅藻在低浓度CO2培养下细胞体积明显增大,并可见细胞内含有大量颗粒.两种绿藻细胞的超微结构显示,在低浓度CO2培养下,细胞内叶绿体数目明显减少,并可见明显的淀粉盘包围的蛋白核;细胞内还可见大量的淀粉粒.而在高浓度CO2培养下,这两种绿藻细胞内均未见明显的蛋白核和大量淀粉粒出现.     

大型海藻的营养盐代谢及其与近岸海域富营养化的关系

大型海藻是近岸海域重要的初级生产者,近年来人们愈来愈认识到大型海藻在近岸海域富营养化生物修复中的重要性,同时,富营养化也可能招致某些机会主义大型海藻种类的爆发生长,因此,进一步理解大型海藻与营养盐供应变化的关系就显得非常重要。本文从大型海藻营养盐代谢与海水中营养盐供应变化(主要是富营养化)的生理生态关系角度对相关问题进行评述,主要包括影响大型海藻营养盐吸收特性的重要因素、海水中营养盐的供应及大型海藻对营养盐的细胞贮存、大型海藻对营养盐的生态需求、大型海藻对近岸海域富营养化的生态响应等问题。文章还对今后的研究提出了展望。