硅藻中肋骨条藻对阳光紫外辐射响应的生理学研究

【摘要】： 中肋骨条藻不仅是引发海水赤潮的主要藻类之一，也是水产上常用的生物饵料。为此，研究其对阳光紫外辐射(UVR，280-400nm)等环境因子变化的生理学响应，具有重要意义。然而，迄今的研究尚未阐明如下两个问题：1)硅藻的固碳机制是否受UVR变化的影响? 2)海洋中的锌限制作用与UVR的耦合作用如何?本文对这两个问题进行了研究，主要结果如下： 海洋浮游植物，通常能够利用其胞外碳酸酐酶(CAext)，将海水中的HCO_3转化为CO_2，用以光合固碳。该碳酸酐酶是否会被阳光紫外辐射所影响是需要探讨的科学问题。本文的研究显示，当中肋骨条藻暴露在PAR+UV-A或PAR+UV-A+UV-B时，UV-A和UV-B，在低辐射水平(UV-A 40，UV-B 1.3 W m~(-2))下，照射1h，分别使CAext活性增高28％和24％；高辐射水平(PAR 356，UV-A 82，UV-B 2.6 Wm~(-2))下照射1h，UV-A和UV-B分别使CAext活性增高21％和19％。高水平的辐射量照射2h导致CAext活性的下降。进一步研究显示，UV-A和UV-B均提高了藻体细胞质膜的氧化还原活性，这跟CAext活性的升高有关。此外，通过蛋白分析发现，低辐射水平的UVR的确促进了CAext的合成。 迄今的研究表明，海水中锌离子的浓度过低，限制浮游植物的光合作用和海洋初级生产力，进而影响全球的碳循环。但是，锌的可利用性和紫外辐射对海洋初级生产力的效应是相互促进还是相互抑制，亦或各自独立发挥作用，目前还不清楚。为此，本文在3种Zn~(2+)浓度(0、3、10 pM)和不同的阳光辐射处理(P、PA、PAB)下培养中肋骨条藻，探讨了其光合作用与生长的变化。无论是否滤除UVR，提高Zn~(2+)浓度(从0到10 pM)，促进了藻体的比生长速率(μ)、光合固碳以及胞外碳酸酐酶的活性。在所有Zn~(2+)浓度条件下，μ和光合有效辐射(PAR)日剂量之间存在线性关系。但是，在UVR存在条件下，μ和PAR日剂量之间的线性关系消失了。阴天时，UV-A促进藻体的生长，晴天时则会对生长有抑制作用；而UV-B总是对于生长和光合作用表现抑制效应。紫外辐射的抑制效应跟Zn~(2+)浓度之间存在负相关。锌限制，至少对于中肋骨条藻而言，能够加剧其对紫外辐射的敏感性。

【学位授予单位】：汕头大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：Q945