漂浮狀態(tài)滸苔(Ulva prolifera)光合系統(tǒng)對典型環(huán)境變化的適應特征及其機理的研究.pdf

1、綠潮(green tides)是大型定生綠藻脫離固著基后漂浮并不斷增殖，在此漂浮過程中其生物量迅速擴增，最終形成的藻類災害防治。近年來，世界范圍內綠潮的發(fā)生頻率和影響規(guī)模呈明顯上升趨勢。我國黃海海域于2007-2014年連續(xù)暴發(fā)了的大規(guī)模綠潮，被科研工作者稱為黃海綠潮。黃海綠潮連續(xù)八年的大規(guī)模暴發(fā)給暴發(fā)區(qū)的經濟、生產生活甚至生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的影響。黃海綠潮多年持續(xù)的暴發(fā)有其典型的特征:1、黃海綠潮單一優(yōu)勢種為滸苔（U.prolifer

2、a）;2、異地成災，形成于江蘇近岸，在日照、青島等城市近岸沿海成災;3、綠潮暴發(fā)時滸苔脫離固著基營漂浮狀態(tài)生活。因此，滸苔長時間長距離漂浮遷移是黃海綠潮暴發(fā)最典型的特征。光照、溫度、鹽度等環(huán)境變化對海水表層的影響最為劇烈，滸苔能夠如此長時間長距離漂浮遷移，其自身必定有能夠適應海水表層環(huán)境劇烈變化的特征。然而截止目前，針對漂浮狀態(tài)滸苔適應特征的研究較少。光合作用是植物體物質和能量儲備的源動力，因此推測滸苔光合系統(tǒng)對海水表層劇烈的環(huán)境變化有

3、其特有的適應特征，鑒于此，我們研究了上層及下層漂浮狀態(tài)滸苔光合作用光反應階段在綠潮暴發(fā)期的差異，探討了漂浮狀態(tài)滸苔光合系統(tǒng)對典型環(huán)境變化的適應特征及其機理。結果發(fā)現:
　　1、光合色素分析表明滸苔下層藻體葉綠素各組分均顯著高于上層滸苔，而Chl a/Chlb結果則相反。
　　2、葉綠素熒光分析表明滸苔下層藻體最大潛在光合效率(Fv/Fm)顯著高于上層藻體，且滸苔藻體PSⅡ和PSⅠ的光合有效量子產量[Y(Ⅰ)和Y(Ⅱ)]有相似

4、的趨勢，快速光響應曲線(RLCs)結果也可以進一步證明此結論。各項數據均表明下層藻體光合作用活性高于上層藻體。
　　3、熒光淬滅分析表明，滸苔上層藻體具有更高的非光化學能量耗散的量子產量[Y(NO）、Y(NPQ)、Y(ND)及Y(NA）]，說明上層滸苔與下層藻體相比雖然雖然藻體遭受較大環(huán)境擾動，但是其可以有效進行光保護，可以較好的適應這一環(huán)境變化。
　　4、PSⅡ、PSⅠ能量分配結果分析表明，上層藻體更多的將能量由PSⅡ向P

5、SⅠ傳遞，當向兩種狀態(tài)滸苔藻體中加入抑制劑，可以發(fā)現上層藻體更多的依賴于PSⅠ的環(huán)式電子傳遞來進行光保護，以分擔從PSⅡ傳遞來的較多的能量。
　　5、基因轉錄水平研究結果表明下層滸苔藻體中LhcSR基因及PsbS基因轉錄量水平均顯著高于上層滸苔(P＜0.01，ANOVA)，說明上層藻體在遭受海水表層劇烈的環(huán)境變化誘導后，LhcSR及PsbS基因轉錄量上調，進一步從分子水平證明上層藻體在受到環(huán)境因子脅迫后，非光化學淬滅機制正常工作，

6、將多余能量耗散掉，以達到光保護的作用。
　　由本研究結果可以推論:滸苔自身極強的光合作用能力保證了滸苔在長時間長距離遷移過程中能夠獲得足夠的能量來實現自身生物量的不斷擴增。另外，由于海浪等的作用，漂浮滸苔上下層之間是不斷轉變的，滸苔能夠在長時間長距離漂浮遷移過程中適應不斷轉變的環(huán)境是與其光合可塑性分不開的，這種可塑性主要表現在:轉變到下層的滸苔受到的光照強度相對較弱，可以通過提高葉綠素a、葉綠素b含量及降低Chla/Chlb比值等

7、途徑來提高利用光能的能力，進而提高其光合作用水平;其次，上層滸苔往往受到高光強、高溫、鹽度劇烈變化等環(huán)境脅迫，轉變到上層的滸苔可以通過光合量子調節(jié)（能量淬滅及PSⅡ/PSⅠ之間能量重新分配）等途徑來耗散掉多余韻能量避免光合系統(tǒng)受到不可逆的破壞，以使其更好的適應復雜的環(huán)境。
　　本論文首次以黃海綠潮滸苔長時間長距離漂浮遷移的特征為研究切入點，同時研究了漂浮狀態(tài)滸苔PSⅡ及PSⅠ間的能量分配情況及能量分配典型特征對相應環(huán)境壓力的適應機