酸化和重金屬對(duì)脆江蘺(Gracilaria chouae)光合生理影響的研究.pdf

1、脆江蘺（Gracilaria chouae）隸屬于紅藻門、杉藻目、江蘺科、江蘺屬，是我國(guó)南方近海養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)藻類之一，北方地區(qū)的脆江蘺養(yǎng)殖仍處于起步階段。因其生長(zhǎng)迅速、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，易于消化等特點(diǎn)，被作為鮑魚的優(yōu)質(zhì)餌料。又因其口感質(zhì)脆，也適宜于作為食物?；A(chǔ)研究方面，主要集中在成分價(jià)值、生理特性和池塘技術(shù)等方面。本文選取脆江蘺作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)脆江蘺光合特性進(jìn)行細(xì)致研究，探討其無機(jī)碳利用機(jī)制和光合生理的環(huán)境響應(yīng)。
　　2015年10月

2、~2016年11月，在中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所和國(guó)家海產(chǎn)貝類工程技術(shù)研究中心進(jìn)行脆江蘺的光合生理特性的研究實(shí)驗(yàn)，包括以下幾個(gè)方面：1）利用葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)，比較研究了脆江蘺和龍須菜的光合作用的基本特征并分析了脆江蘺的光合作用能力；2）不同酸化方式對(duì)脆江蘺無機(jī)碳利用機(jī)制的研究；3）基于實(shí)驗(yàn)二，研究脆江蘺在不同海水碳酸鹽體系中的無機(jī)碳利用；4）重金屬Hg2+和Pb2+脅迫對(duì)脆江蘺的生長(zhǎng)及光合生理的影響。主要研究結(jié)果如下：
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3、.脆江蘺的光合特性。脆江蘺的最大量子產(chǎn)量Fv/Fm、實(shí)際量子產(chǎn)量Y(Ⅱ)和光化學(xué)淬滅qL均顯著高于龍須菜（P＜0.05），脆江蘺的非光化學(xué)淬滅 NPQ與龍須菜無顯著差異（P＞0.05）。與龍須菜相比，脆江蘺能將更多的能量用于光合作用。Ik和Pmax值均顯著高于龍須菜的值，脆江蘺較龍須菜更能耐受強(qiáng)光。P-C曲線表明無機(jī)碳濃度達(dá)到8.8 mmol·L-1時(shí)，脆江蘺光合作用速率達(dá)到飽和，正常海水無機(jī)碳濃度未達(dá)到脆江蘺的飽和狀態(tài)，其具有較強(qiáng)的無

4、機(jī)碳吸收能力。
　　2.不同溫度和 pH中抑制劑對(duì)脆江蘺無機(jī)碳吸收的影響。低溫情況下，胞外碳酸酐酶作為主要的催化物質(zhì)，隨著溫度增高胞內(nèi)碳酸酐酶主要控制著脆江蘺無機(jī)碳的吸收；pH為6.5時(shí)脆江蘺的光合放氧速率顯著大于pH為8.1和9.0時(shí)的光合放氧速率。加入抑制劑EZ和AZ后，光合放氧速率顯著下降（P＜0.05），證明脆江蘺具有利用碳酸酐酶催化利用無機(jī)碳的能力。
　　3. HCl和CO2酸化條件下脆江蘺的無機(jī)碳吸收。脆江蘺的p

5、H補(bǔ)償點(diǎn)均大于9.0且補(bǔ)償點(diǎn)的高低為對(duì)照組＞HCl處理組＞CO2處理組。光合放氧速率方面，HCl處理組顯著低于其他處理組，pH變化則呈現(xiàn)與光合放氧速率相反的現(xiàn)象；無機(jī)碳利用模型表明，在海水酸化的情況下，脆江蘺更傾向于吸收CO2來進(jìn)行光合作用，海水酸化提高了脆江蘺的光合效率。
　　4.不同碳酸鹽體系對(duì)脆江蘺無機(jī)碳吸收的影響。研究了兩個(gè)pH（7.6和8.1）和不同堿度（530、1200、1500、1700、1830和2450μmol·

6、kg-1SW）脆江蘺對(duì)無機(jī)碳的吸收特性。隨著水體堿度的增加，脆江蘺的pH補(bǔ)償點(diǎn)和光合產(chǎn)氧速率及無機(jī)碳吸收量均有增加，無機(jī)碳含量的增加使得脆江蘺光合作用速率增加。而pH補(bǔ)償點(diǎn)和DIC利用出現(xiàn)波動(dòng)上升表明，水體中CO2的含量升高及CO2比例變化可能會(huì)影響藻類的光合作用，進(jìn)一步證實(shí)了實(shí)驗(yàn)二的研究結(jié)論。
　　5. Hg2+和Pb2+脅迫對(duì)脆江蘺生長(zhǎng)及光合生理的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)置不同Hg2+濃度和不同 Pb2+濃度，以未添加重金屬的實(shí)驗(yàn)組為對(duì)照

7、，持續(xù)培養(yǎng)7天，分別測(cè)定不同處理藻體的生長(zhǎng)速率、光合放氧速率、光合色素含量、葉綠素?zé)晒夂凸夂咸即x途徑中關(guān)鍵酶活等生理生化指標(biāo)。結(jié)果表明，在 Hg2+脅迫下，藻體特定生長(zhǎng)率（SGR）顯著下降（P＜0.05），質(zhì)量濃度達(dá)到0.5 mg·L-1時(shí)藻體出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)；光合放氧速率降低35.48％~77.59%；葉綠素 a、類胡蘿卜素含量顯著下降（P＜0.05）， Hg2+質(zhì)量濃度高于0.1 mg·L-1時(shí)藻體藻藍(lán)蛋白和藻紅蛋白含量顯著降低（P＜0

8、.05）；最大光合效率（Fv/Fm）和實(shí)際光合效率（Y(Ⅱ)）隨著Hg2+濃度增加先降低后升高，0.05 mg·L-1時(shí)出現(xiàn)第二個(gè)峰值，丙酮酸磷酸雙激酶（PPDK）也出現(xiàn)相似趨勢(shì)。藻體對(duì)Pb2+的敏感程度低于Hg2+，Pb2+質(zhì)量濃度為0.5 mg·L-1時(shí)，光合產(chǎn)氧速率顯著下降（P＜0.05），質(zhì)量濃度到達(dá)1 mg·L-1時(shí)，藻體SGR和葉綠素a、類胡蘿卜素出現(xiàn)顯著下降（P＜0.05），而葉綠素?zé)晒鈪?shù)和藻藍(lán)蛋白含量則無顯著性差異；P