汞对雪衣藻光合系统Ⅱ及能量分配的影响

为探究汞离子对藻细胞的毒性效应,选择雪衣藻(Chlamydomonas nivalis)作为受试生物,测定了不同浓度汞离子处理96 h,雪衣藻的生长、光合色素、叶绿素荧光活性和光合放氧速率等指标。结果显示,随着汞离子浓度升高,雪衣藻单位细胞叶绿素a和叶绿素b含量均显著减少,光系统Ⅱ(PSⅡ)光合活性显著降低,PSⅡ受体侧的电子传递能力相对下降,造成电子积累,导致能量分配失衡,最终抑制了细胞生长;同时,雪衣藻改变其光合能量分配策略来增加细胞对汞胁迫的耐受能力,既满足自身生长和代谢所需能量,又保护和缓解汞对其光合系统的损伤、确保细胞的存活。研究结果确认,叶绿素a、叶绿素b和PSⅡ的电子传递链均是汞离子的作用靶标。本研究有助于深入认识汞对藻细胞的作用机制,为评估汞的生态毒性提供依据。

镉对集胞藻光合活性的影响

镉是环境中的主要重金属污染物,研究镉胁迫下蓝藻光合活性的变化,有助于深入认识镉的细胞毒性以及蓝藻细胞对镉胁迫的响应特性,可为评价镉的生态环境风险提供科学依据。为探索镉对淡水蓝藻的毒性效应,选择集胞藻PCC 6803作为受试生物,以0、0.05、0.25、0.50和1.00 mg·L^(-1)Cd^(2+)处理24 h后,测定其光合色素含量、光合活性以及活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)的变化。结果表明,0.05 mg·L^(-1)Cd^(2+)处理下细胞的光合活性与对照组无显著差异;高于0.25 mg·L^(-1)的Cd^(2+)处理,细胞叶绿素a含量下降,PSⅡ反应中心受损,活性氧积累并激活抗氧化酶活性。Cd^(2+)浓度高于0.50 mg·L^(-1),最大光化学效率(Fv/Fm)显著下降,PSⅡ线性电子传递链受阻;QA-动力学曲线的快相和中相时长明显增加,QA-到QB电子传递受到抑制,PSⅡ受体侧受损,QB空位点对PQ的结合速率减慢。结果表明,集胞藻能耐受低于0.05 mg·L^(-1)Cd^(2+)胁迫并表现出毒性兴奋效应;高浓度Cd^(2+)通过干扰PSⅡ导致生长抑制作用,影响线性电子传递链中QA-和QB,主要毒性作用位点(受体蛋白)尚不清楚。