10213.碳源對微藻蛋白核及其固碳效率的影響

1、囝密級中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences碩士學(xué)位論文指導(dǎo)教師：培養(yǎng)單位：2014年05月摘要摘要光合作用是地球上進(jìn)行的最大的有機(jī)合成反應(yīng)，為地球上的所有生物提供有機(jī)物來源。C02作為光合作用的底物，是整個(gè)光合作用過程中的關(guān)鍵限速因子。因此光合生物進(jìn)化出了各種各樣的機(jī)制用以提高體內(nèi)的C02濃度。其中微藻所特有的碳濃縮機(jī)制(C02Concentrationmechanism，簡稱CCM)就

2、是其中的典型代表。蛋白核作為微藻細(xì)胞內(nèi)所特有的結(jié)構(gòu)，在其CCM機(jī)制的形成和光合作用中具有重要作用。與陸地上大部分的C3植物相比，微藻具有不可比擬的高C02固定效率。以生物量計(jì)算，其光合作用效率最高可達(dá)1015％，可高效利用光能固定C02。微藻，尤其是真核微藻，高效固碳的主要原因之一是其具有高效固碳結(jié)構(gòu)一蛋白核。盡管大量研究發(fā)現(xiàn)，蛋白核在碳濃縮機(jī)制中發(fā)揮了重要作用，但其作為微藻最主要的固碳結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)研究還相對較少，限制了其結(jié)構(gòu)和功能以及后

3、續(xù)應(yīng)用研究的發(fā)展。本研究以微藻研究中的模式藻種一萊茵衣藻(Chlamydomanasreinhardtii)為材料，對影響微藻蛋白核大小及其固碳效率的一些主要因素進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，尤其是有機(jī)碳和無機(jī)碳對蛋白核大小和固碳效率的影響。首先，建立了快速準(zhǔn)確表征微藻蛋白核的方法；其次，結(jié)合有機(jī)碳和無機(jī)碳培養(yǎng)，解析碳源對蛋白核大小和固碳效率的影響；最后，對蛋白核的提取方法進(jìn)行了初步研究，為后續(xù)深入研究蛋白核結(jié)構(gòu)和功能奠定了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

4、(1)熱激與溴酚藍(lán)染色結(jié)合可快速準(zhǔn)確表征蛋白核；(2)有機(jī)碳的存在會在一定程度上抑制蛋白核的發(fā)育，降低蛋白核的固碳效率；(3)當(dāng)環(huán)境中不存在有機(jī)碳時(shí)，低濃度C02條件下，蛋白核發(fā)育較大，但受無機(jī)碳供應(yīng)限制，固碳效率較低：(4)高濃度C02條件下，盡管微藻蛋白核占細(xì)胞面積比例較低，但固碳效率高。(5)采用超聲和離心等方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對蛋白核的完整提取。總之，本論文從蛋白核的表征，到主要影響蛋白核大小發(fā)育的主要因素，再到初步提取方法，進(jìn)行