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雨生红球藻绿色细胞的光合特性及其无机碳利用机制

王铭  
【摘要】: 雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)是一种单细胞淡水绿藻,在胁迫条件下,细胞内大量积累虾青素,是生产天然虾青素的理想材料。国内外关于利用雨生红球藻开发生产虾青素已做了大量研究工作,但目前为止,关于雨生红球藻绿色游动细胞对无机碳源利用机制的相关研究鲜有报道。本论文以雨生红球藻CG-11为试验藻株,分析探讨不同光照强度、温度和pH对雨生红球藻绿色游动细胞光合特性的影响,并对其利用无机碳源的机制和影响因子进行了初步研究。结果如下: 1.采用氧电极和叶绿素荧光的方法,测定了不同光照强度、温度和pH条件下雨生红球藻的光合特性。结果表明:雨生红球藻绿色游动细胞阶段光合作用的饱和光强为129.25μmol·m~(-2)'s~(-1),适宜光合作用的温度为25-30℃,pH为7.5-8.0。 2.采用pH漂移技术,结合分析不同抑制剂对雨生红球藻光合放氧速率的影响和光学显微镜观察等方法,探讨了藻细胞利用无机碳的机制。结果显示:雨生红球藻CG-11不存在胞外碳酸酐酶,只有胞内碳酸酐酶;雨生红球藻CG-11具有转运HCO_3~-的作用,但HCO_3~-对藻细胞光合固定无机碳的贡献量较小;通空气培养的雨生红球藻可明显观察到呈规则六面体结构的蛋白核,而在高浓度CO_2培养下藻细胞内观察不到明显蛋白核结构;藻细胞蛋白核结构的这种明显变化,预示其具有二氧化碳浓缩机制。 3.通过设置不同环境与营养因子,测定其对雨生红球藻CG-11利用无机碳生长以及碳酸酐酶活性的变化,结果显示:0.5%浓度的二氧化碳、5 mmol.L~(-1)的碳酸氢钠、pH为8.0的条件下能够促进雨生红球藻CG-11的生长;通空气培养、碳酸氢钠浓度低于5 mmol.L~(-1),pH为9.0时能够提高碳酸酐酶的活性:氮磷比值为9/2、锌离子浓度为1μmol.L~(-1)能提高碳酸酐酶的活性,并且对雨生红球藻CG-11的生长具有明显促进作用。


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