有机碳源对发状念珠藻单体细胞生长和光合作用的影响

采用液体悬浮培养方法研究了有机碳源对发状念珠藻(Nostoc flagelliforme)单体细胞生长及光合作用的影响。结果表明发状念珠藻单体细胞具有利用有机碳源进行混合营养生长的能力,葡萄糖和蔗糖对其生长具有明显的促进作用,乳糖、木糖、乙酸钠和甘油也能促进其生长。在BG-11培养基中添加浓度为3.98g·L-1葡萄糖,培养7d,细胞生物量(干重)达到1.77g·L-1,是同等培养条件下光合自养所得干重的4.81倍。通过测定添加有机碳源初时和生长2d后发状念珠藻单体细胞的光合放氧速率的变化情况,发现在培养初时,低光照强度(低于50μmol·m-2s-1)有机碳源不能促进藻细胞的光合作用;在光饱和点(100μmol·m-2s-1)混合营养藻细胞的净光合放氧速率达到192.31μmolO2·(mgChl)-1·h-1,是光合自养细胞的1.57倍。进入对数期后,混合营养藻细胞的净光合作用降低,但是呼吸速率达到703.43μmolO2·(mgChl)-1·h-1,是光合自养细胞的14.27倍;真正光合作用(净光合作用和呼吸作用之和)提高。

发状念珠藻单体细胞混合营养模式下光合自养和异养代谢的关系

采用摇瓶培养研究了发状念珠藻单体细胞混合营养模式下光合自养和异养代谢的关系。结果表明在混合营养模式和光合自养模式中,发状念珠藻单体细胞的生长和胞外多糖的累积均随着光照强度的增加而增加。添加50μmol·L-1的光合抑制剂DCMU可以完全抑制发状念珠藻单体细胞的光合自养生长。发状念珠藻单体细胞混合营养模式中细胞的光合自养和异养代谢具有交互作用。在光照强度低于20μmol photon·m·2·s-1时,发状念珠藻单体细胞的混合营养生长中以异养生长为主,即主要是葡萄糖代谢作用提供细胞混合营养生长的能量,与光合自养和异养模式相比,细胞的光合自养和异养代谢均受到抑制。当光照强度高于20μmol photon·m·2·s-1时,在实验范围内随着光照强度的提高,混合营养模式下光合自养代谢得到促进,即葡萄糖的添加促进了发状念珠藻单体细胞的光合作用,与光合自养和异养模式相比,光合自养代谢得到促进,而异养代谢受到抑制。