Cd^(2+)、Cu^(2+)与Zn^(2+)对威氏海链藻生长生理和油脂积累的影响

本文研究以3种典型重金属离子镉(Cd^(2+))、铜(Cu^(2+))和锌(Zn^(2+)),在不同浓度下对威氏海链藻(Conticribra weissflogii)在生长、光系统Ⅱ最大光能转化效率和油脂含量方面的影响,为重金属离子在海洋微藻生理方面的毒性以及油脂合成的影响提供了新的结果。3种重金属离子Cd^(2+)(<2mg/L)、Cu^(2+)(<2mg/L)和Zn^(2+)(<1mg/L)在低浓度下对威氏海链藻的生长速率影响与对照组相比无显著差异,当Cd^(2+)>5mg/L,Cu^(2+)>5mg/L或Zn^(2+)>10mg/L后,3种重金属便显著抑制威氏海链藻的生长速率。重金属Zn^(2+)对威氏海链藻的光系统II最大光能转化效率F_v/F_m影响较小。威氏海链藻在30mg/L Zn^(2+)影响下光系统Ⅱ最大光能转化效率F_v/F_m仍能达到(0.21±0.01),而Cd^(2+)或Cu^(2+)>5mg/L时完全抑制了威氏海链藻的光系统Ⅱ最大光能转化效率。0.5mg/L Zn^(2+)对威氏海链藻的油脂含量有显著促进作用,油脂含量达到对照组1.2倍,其余金属离子浓度均无法有效促进威氏海链藻油脂的积累。

微量元素锰对威氏海链藻生长及叶绿素荧光的影响

微藻和高等植物的光系统Ⅱ中的放氧复合体(oxygen-evolving complex,OEC)是裂解水与释放氧气、质子和电子的部位,其中水裂解的反应中心由4个锰原子组成的锰族构成.叶绿素荧光诱导动力学分析技术是研究光合作用特征的有效方法,可以指示不同环境压力下光系统各构件的变化.利用该技术研究了锰添加(0~9 000 nmol·L^(-1)Mn)对威氏海链藻(Conticribra weissflogii)生长及叶绿素荧光特性的影响.结果表明,除最高浓度锰(9 000 nmol·L^(-1)Mn)外,其余浓度锰对威氏海链藻生长的影响均不显著;锰对威氏海链藻叶绿素荧光参数的影响与锰添加的浓度范围有关,且随培养时间的增加而增强:其中,较低浓度锰(90 nmol·L^(-1)Mn)对各叶绿素荧光参数都呈现了强影响效果.尽管锰可能不是威氏海链藻生长的限制因子,但是锰从两方面促进了其光合作用:(1)促进光系统Ⅱ供体侧OEC结构的完整性和从OEC到电子传递中间体Tyr之间的电子传递;(2)促进光系统Ⅱ受体侧的能量转化和QA之后的电子传递.研究还发现,光合作用中与能量转化相关的荧光参数和活性氧(reactive oxygen species,ROS)之间呈显著相关(P <0. 01),表明锰在威氏海链藻光合作用过程及ROS的产生中都扮演着重要角色.