pH对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)种群生长、营养吸收及无机碳亲和力的影响

随着海水酸化以及沿海赤潮爆发诱发水体p H的上升,p H对海洋藻类生理生态影响逐渐为人类所关注。本实验以东海常见赤潮藻——米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)为研究对象,研究不同p H对其生理状态的影响。结果显示,p H对米氏凯伦藻的生长、营养吸收、叶绿素、光合速率以及对无机碳的亲和力存在显著影响。当p H=6.2时,米氏凯伦藻的生长受到抑制,细胞生长速率,营养盐吸收率,最大光合速率以及对无机碳的亲和力都最低;当p H=8.2时,细胞的生长最快,对营养盐的吸收也最快而且最大光合速率达到最高;p H=7.2和9.2时,藻细胞能维持较高的生长,且对无机碳的亲和力高于p H=8.2实验组。总而言之,过高或过低的p H胁迫会引起米氏凯伦藻生理状态的不良变化,尤其当p H过低时米氏凯伦藻生理状态受到严重影响。

三株铜绿微囊藻对外源无机碳利用的研究

本文研究了三株铜绿微囊藻在不同条件下光合放氧对外源溶解无机碳的响应。当温度从20℃上升到30℃时,三株铜绿微囊藻的光合放氧速率都显著增加。随着反应介质pH值从7.0上升到9.0,铜绿微囊藻的光合放氧逐渐增强,其最大光合放氧速率显著增大。胞外碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺(acetazolamide,AZ)对铜绿微囊藻的光合放氧无显著影响,而碳酸酐酶抑制剂乙氧苯丙噻唑磺胺(ethoxyzolamide,EZ)则抑制其光合放氧。通过酶动力学方程拟合,得出这三株铜绿微囊藻的表观无机碳亲和力常数K0.5(DIC)均低于50μmol/L,显示出铜绿微囊藻对外源无机碳的亲和力较高。在20—30℃范围内,温度的变化对微囊藻无机碳亲和力无显著影响,表明环境温度不影响其对外源无机碳利用的能力。当反应介质pH值升高,铜绿微囊藻FACHB905和PCC7806的K0.5(DIC)增大,而铜绿微囊藻FACHB469的K0.5(DIC)值却减小。在加入AZ和EZ后铜绿微囊藻的K0.5(DIC)值均无显著变化。本文还比较了铜绿微囊藻与莱氏衣藻在介质pH值变化和加入碳酸酐酶抑制剂条件下光合放氧的不同响应。结果表明,莱氏衣藻的光合放氧随反应介质pH值的升高而减弱,而AZ和EZ均抑制莱氏衣藻的光合放氧。当反应介质pH值升高以及加入AZ或EZ后,莱氏衣藻的K0.5(DIC)值均减小。

碳酸酐酶在中肋骨条藻光合作用中的作用(英文)

探讨了在正常空气条件下生长的中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的碳酸酐酶(CA)在其光合固碳中的作用。在中肋骨条藻的胞内和胞外均有CA活性,但胞外CA活性很低。CA抑制剂AZ(乙酰唑磺胺)对中肋骨条藻的光合放氧速率没有明显影响,而CA抑制剂EZ(乙氧苯唑胺)对其光合放氧速率有强烈的抑制作用。EZ的抑制作用使细胞最大光合速率、饱和光强和无机碳亲和力下降,无机碳的补偿点和光呼吸提高,使强光下光抑制作用增强。这些结果表明:中肋骨条藻的胞外CA在其光合作用中所起的作用较小,而其胞内CA通过催化胞内碳库中的HCO_3^-快速转化成CO_2,提高胞内CO_2的有效供给,从而提高细胞光合固碳能力和对逆境(高O_2、强光和低CO_2)的适应能力。

蛋白核小球藻生长和无机碳利用对不同光照强度和CO_2浓度的响应

为了探讨光照强度和CO_2浓度对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）生长、无机碳利用的复合效应,丰富绿藻中无机碳浓缩机制的资料,该文设置两种光照强度（40和120μmol photons×m–2×s–1）和两种CO_2浓度（0.04%和0.16%）组合成4种条件,比较了蛋白核小球藻生长、无机碳浓度、pH补偿点、光合放氧速率、碳酸酐酶（CA）活性和α-CA基因转录表达对这4种培养条件的响应。结果发现：蛋白核小球藻在高光强高CO_2浓度组生长最快;低光强高CO_2浓度组培养体系中总无机碳浓度为1 163.3μmol×L–1,显著高于其他3组;高光强低CO_2浓度组藻的p H补偿点最高（9.8）,而低光强高CO_2浓度组藻的p H补偿点最低（8.6）;低光强高CO_2浓度组藻的最大光合速率（Vmax）和最大光合速率一半时的无机碳浓度（K0.5）最高,分别是其他3组的1.28-1.91倍和1.61-2.00倍;高光强低CO_2浓度组藻的胞外CA活性最高;而低光强低CO_2浓度组藻的胞外α-CA基因表达量显著高于其他3组。以上结果表明低CO_2浓度可促进蛋白核小球藻的pH补偿点和无机碳亲和力的提高,诱导胞外CA活性及α-CA基因的表达;该藻主要以HCO_3~–为无机碳源,其对无机碳的利用受光照的调节。

赤潮藻中肋骨条藻的光合作用对海水pH和N变化的响应

为探讨赤潮发生时中肋骨条藻 (Skeletonemacoatatum)的光合作用生理变化 ,研究了不同无机氮 (N)水平上 ,海水pH值升高对其胞外碳酸酐酶 (CA)和光合生理特性的影响。海水pH从 8.2升至 8.7时 ,中肋骨条藻胞外CA被诱导 ,细胞对无机碳的亲和力 (1/Km)提高 ;在pH8 7时 ,高N条件下的胞外CA活性是低N条件下的 3倍 ,1/Km 值也提高了 80 %。单位叶绿素a的最大净光合能力 (Pam)在不同pH和N水平上没有显著差异 ;但单位细胞的最大净光合能力 (Pcm)提高了 10 0 %。这些结果表明 ,赤潮发生时 ,中肋骨条藻通过启动无机碳浓缩机制 (CCM) ,提高细胞对无机碳利用效率 ,使其在低CO2 (高pH)环境下维持光合机构正常运行 ;充足的N源有利于提高CCM的效率 ,从而提高CO2 环境下的光合固碳能力。