蓝藻Anabaena7120的固氮活力及其和光合作用的关系

蓝藻Anabaena 7120经用Ar+CO_2、空气和Ar处理后,固氮活性有明显不同。Ar+CO_2处理的活性比空气处理的高出数倍,而Ar处理的则比空气中的低很多。以上三种处理的Anabaena 7120固氮对不同生理条件反应不一样,固氮活性高者对CO和O_2的敏感程度小些、受到CO_2和N_2的抑制程度也轻。但是分子氢对三者固氮作用的支持效用相同,并且也是和氢酶活动有联系。弱光下固氮活力低的蓝藻固氮活性下降得更大些。光合抑制剂和结合态氮对固氮活力高的蓝藻固氮活性的抑制显著比固氮活力低者小。三者的放氢和放氧能力也不同,固氮活力高者放氧高而放氢量小些,低固氮活力的蓝藻正好相反。     

蓝藻Anabaena 7120排氨的研究

蓝藻Anabaena7120在光下和暗中的排氨量显著不同,暗中比光下高。光下加光合抑制剂和光照强度减弱均促进蓝藻排氨。抑制固氮的CO和O_2也削弱蓝藻排氨。无论是在空气、分子氮和氩气中,还是在光和暗条件下,加MSX都促进蓝藻排氨,MSX和DCMU—同加入时,蓝藻排氨量更高。     

蓝藻Anabaena7120断裂丝状体的固氮作用

蓝藻Anabaena 7120经甲苯处理后,其固氮活性不仅下降,而且对氧也很敏感。处理前24小时(?)时供给CO_2和N_2,其固氮活性受到促进,促进程度比单供给CO_2的大。氢对其支持和氢对其受氧损伤时的保护作用、光合抑制剂和暗处理对其抑制程度均比未经甲苯处理的蓝藻大。外源碳水化合物对其固氮活性也有促进,但同时加抑制剂时,碳水化合物的良好效应消失。     

甘露醇对蓝藻Anabaena7120固氮氧稳定性的增强效应

甘露醇可在一定程度上增加蓝藻固氮对氧的稳定性,高氧分压下,甘露醇的此种效应相对大一些。光合作用或有氧代谢不能进行（暗或Ar中）,或光合受抑（添加抑制剂）时,甘露醇的有益作用减弱或消失。加强H2对固氮的支持（同时供给H2和O2）,保证还原剂库或氯代谢的碳架供应（提高CO2浓度,同时供应CO2和N2）的条件下,甘露醇的良好效应明显增大。外源蔗糖对甘露醇增强蓝藻固氮氧稳定性没有显著的促进效用。     

短期高温伤害蓝藻Anabaena7120的固氮活性恢复与生理条件的关系

蓝藻经短期高温处理后,其固氮活性显著下降,但在合宜条件下,这种受伤害的固氮活性可以有一定程度的恢复。光下不仅比暗中恢复快,而且活性也高得多。光合抑制剂和外源碳水化合物分别减缓和促进受高温伤害的蓝藻固氮活性恢复。在光、暗和供给外源碳水化合物的条件下,厌氧(氩和氮中)对受高温伤害的蓝藻固氮活性恢复不利。与正常蓝藻有异的是,H_2,CO_2及H_2与O_2,CO_2与N_2的加合都阻碍受高温伤害的蓝藻固氮活性的恢复。     

硝酸钾缓解氯化钠胁迫蓝藻Anabaena 7120固氮的生理基础

营养液中添加适量ＫＮＯ３可在一定程度上缓解ＮａＣｌ对鱼腥藻固氮活性的抑制作用。暗处理或加光合抑制剂时,ＫＮＯ３对ＮａＣｌ胁迫的缓解作用便消失。供给外源蔗糖、提高ＣＯ２浓度、同时供给ＣＯ２和Ｎ２时,ＫＮＯ３对缓解ＮａＣｌ胁迫的作用则增高．同时供给Ｏ２和Ｈ２对ＫＮＯ３的缓解作用增高影响较小,而在厌氧（Ａｒ或Ｎ２中）或单加氧下,ＫＮＯ３的缓解效应则明显减弱或消失．     

分子氮影响下的蓝藻Anabaena7120乙炔还原

经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性下降。分子氮对乙炔还原的抑制作用可因CO_2的加入而削弱,氮浓度增高时,CO_2的此种有益作用即消失。在5％ CO_2条件下:(1)光照强度大时,经分子氮预处理的蓝藻乙炔还原活性比未经处理的(氮气中)高些,弱光下则削弱,暗中削弱更大;(2)它受到光合抑制剂的抑制较大;(3)对CO_2和O_2的敏感度比未经氮预处理者小;(4)分子氢对其支持与来经氮预处理的相差甚微,但对其受O_2损伤时的保护作用则大些;(5)MSX对分子氮预处理的蓝藻乙炔还原也有明显的抑制,且比单加CO_2的大。     

甘露醇对氯化钠胁迫下蓝藻Anabaena 7120固氮活性的增强效应

营养液中添加外源的甘露醇后,蓝藻Ａｎａｂａｅｎａ ７１２０固氮受ＮａＣｌ胁迫的程度减弱。在光合作用不能进行或受到削弱,能量供应受阻、厌氧环境中和分子氧条件下,甘露醇的良好作用减小或消失。改善能涛和碳架供应,增强氢的利用或满足合成固氮酶蛋白所需物质需求时,甘露醇缓解ＮａＣｌ胁迫蓝藻固氮的程度明显增大。     

蓝藻Anabaena 7120的固氮放氢和同化力之间的关系

分子氮和二氧化碳对蓝藻Anabaena 7120固氮的抑制作用可因反应系统中pH值的提高以及对蓝藻进行预照光处理而削弱或消除。分子氢对经预照光处理的蓝藻固氮活性不但不支持,且有削弱。预暗处理的效应恰好相反。蓝藻经低温(4℃)预处理后,分子氢对其固氮活性支持减弱,甚至抑制。蓝藻放氢对分子氢和同化力水平的反应规律在趋势上与固氮基本相同。     

IRON STIMULATION OF PHOTOSYNTHESIS AND NITROGEN FIXATION IN ANABAENA 7120 AND TRICHODESMIUM (CYANOPHYCEAE)1

Iron availability may limit carbon and nitrogen fixation in the oceans. The freshwater cyanobacterium, Anabaena, was used as a laboratory model for the biochemical and physiological effects of iron. Increased iron nutrition, in the range of 10^?8 M to 10^?6 M resulted in increases of approximately four fold in carbon and nitrogen fixation rates. Chlorophyll concentration increased, and the relative amount of in vivo fluorescence was reduced with more iron. Natural samples of Trichodesmium, collected off Barbados and incubated with increased iron for two days, showed similar effects. Trichodesmium responded to iron additions indicating that it may be Fe limited in its natural environment. These responses to iron are consistent with the biochemical roles of iron in photosynthesis and nitrogen fixation. The results are discussed in the geochemical context of the sporadic total iron input to tropical oceans and possible implications to spatial and temporal patterns of productivity.     

低温对氯化钠胁迫下蓝藻固氮活性的影响

低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制,营养液中氯化钠浓度增高时,抑制程度更甚.能源受限(暗处理和加抑制剂时的光合受抑,N_2和Ar的厌氧下呼吸代谢受阻)和氧下固氮酶受到伤害时,低温处理使氯化钠对蓝藻固氮的抑制进一步加剧.在能源和还原剂供应,合成固氨酶蛋白的物质基础(如CO_2和N_2的加合).光合作用正常进行的条件得到改善和保证,以及供应CO_2、外源蔗糖和氮氧加合时,低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制程度明显变小.     

低温对氯化钠胁迫下蓝藻固氮活性的影响

低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制,营养液中氯化钠浓度增高时,抑制程度更甚.能源受限(暗处理和加抑制剂时的光合受抑,N_2和Ar的厌氧下呼吸代谢受阻)和氧下固氮酶受到伤害时,低温处理使氯化钠对蓝藻固氮的抑制进一步加剧.在能源和还原剂供应,合成固氨酶蛋白的物质基础(如CO_2和N_2的加合).光合作用正常进行的条件得到改善和保证,以及供应CO_2、外源蔗糖和氮氧加合时,低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制程度明显变小.     

固氮鱼腥藻的蛋白水解酶及其部分性质的研究

应用溶菌酶处理,超声破碎细胞,通过差异离心和解离剂处理,将细胞的不同部分分开。以水解α-酪蛋白反应检测蛋白水解酶活性,结果表明,在细胞的可溶部分、内细胞质膜、外膜及胞浆周围区均存在蛋白水解酶活性。异形胞可溶部分的蛋白酶活比营养细胞可溶的蛋白酶活高4—5倍。在固氮条件下,营养细胞可溶性蛋白酶反应最适温度为50—55℃,65℃时,酶活迅速下降。有Ca^2 5mmol／l时,蛋白酶在60℃稳定,无Ca^2 存在下,酶液在60℃预处理10分钟,酶活性丧失80％以上。酶反应的最适pH为8—10。而且氮饥饿之后,培养基的pH值对细胞蛋白酶活水平有明显影响,氮饥饿24小时内,蛋白酶活迅速增加,但在碱性条件下,酶活水平比在中性条件下要高得多。邻菲哕啉对蛋白酶活性有严重的抑制,EDTA仅有轻微抑制,而PMSF对细胞蛋白酶活的抑制作用,与细胞氮饥饿时间有关。     

钙对蓝藻固氮受氯化钠胁迫的缓解效应及其与生理条件的关系

氯化钠胁迫导致蓝藻固氮活性的下降,可因加人适当浓度的氯化钠而有一定程度的缓解．在光合作用受抑（暗处理或添加光合抑制剂）、厌氧（Ａｒ或Ｎ２中）和有分子氧的情况下,此种缓解作用减弱．光合作用、需氧代谢（通气）和羟化反应（同时供给氢和氧）正常进行以及碳架（添加外源蔗糖或提高ＣＯ２浓度）供应良好时,钙对氯化钠胁迫的缓解效应增大．改善合成固氮酶的物质基础供应（同时供应ＣＯ２和Ｎ２）对此也有一定的正效应．     

鱼腥藻PCC7120细胞液泡的初步研究

从保存３个月以上的老化培养物中直接检查到游离液泡。液泡为标准圆球状,完全透明,大小相差极为悬殊,多数大型液泡吞噬了数个衰老藻细胞。采用低渗酶解,渗透冲击,低渗酶解和渗透冲击相结合从培养３个月以上,２个月,１个月,１８ｄ,１０ｄ及２ｄ的藻丝细胞都分离到液泡。液泡略大于细胞,泡内无吞噬物。培养３ｄ的藻丝有１５％的细胞分离到液泡。其他多种蓝藻也分离到同样的液泡。