坛紫菜对阳光紫外辐射的生理生态学响应

【摘要】： 坛紫菜，作为中国南方特有的一种重要经济红藻，被大规模栽培，为此，其生物学研究得到广泛关注。坛紫菜分布在潮间带的上部，经受着多种环境胁迫(如：高温、高阳光辐射及退潮过程中的脱水等)，然而，有关其如何响应阳光紫外辐射(UVR：280-400 nm)变化的生理生态学问题尚不清楚。本文的研究目的是揭示坛紫菜对UVR的生理响应以及其防御机制，比较不同生活史阶段对UVR响应的光生物学特性。主要结果如下： 坛紫菜叶状体的光合固碳速率随着藻体失水量的增加而降低，当失水达20％以上时，阳光UVR开始引起明显抑制作用。UVR同样抑制丝状体的光合固碳，其抑制率在孢子囊枝阶段低于营养生长阶段。从光系统Ⅱ的有效光化学效率来看，较强的可见光(PAR：400-700 nm)和UVR都能使其下将，这种抑制作用，丝状体要高于叶状体。尽管丝状体对阳光UVR比较敏感，但自然状态下其潜生于贝壳的内层(厚0.06 mm)，可遮挡50-80％的UVR，起到了有效的保护作用。 阳光UVR影响坛紫菜壳孢子的萌发、幼苗的生长和形态建成。阳光UV-B(280-315 nm)辐射通过影响细胞分裂而延迟壳孢子的萌发，并抑制了幼苗的生长，同时还阻碍了细胞的横向分裂；而UV-A(315-400 nm)则对壳孢子幼苗的形态建成有正面作用，能显著促进幼苗细胞的横向分裂。 坛紫菜叶状体的紫外吸收物质(UVAC，吸收峰336 nm)，沉水状态下不断减少，每天干出失水(3h)处理能维持该类物质的含量；在70-96％失水范围内，干出失水的程度越大，紫外吸收物含量就越高。紫外吸收物含量高的叶状体对UVR辐射的耐受能力较强。从有效光化学效率来看，藻体的UVAC含量越高，UVR引起的抑制率越低；另外，雌、雄藻体不同部位的UVAC含量不同，表现出的UVR抵御能力也不同，含量高的部位耐受UVR的能力强。 总之，坛紫菜不同生活史阶段对UVR的响应有明显差异，从UVR对光合生理指标的影响来看，叶状体抵御UVR的能力比丝状体强，而孢子囊枝阶段的丝状体又比营养生长阶段的强。这种差异与各阶段的紫外吸收物含量密切相关。