小新月菱形藻的無機(jī)碳利用機(jī)制及其碳酸酐酶環(huán)境調(diào)控.pdf

1、海洋硅藻是海洋浮游植物的重要組成部分,它在海洋低CO2濃度的環(huán)境中能維持較高的光合作用速率主要得益于細(xì)胞內(nèi)的無機(jī)碳濃縮機(jī)制和碳酸酐酶的作用。本文研究了海洋浮游硅藻小新月菱形藻無機(jī)碳利用機(jī)制和碳酸酐酶的環(huán)境調(diào)控,主要研究結(jié)果如下:
　　小新月菱形藻具有較高的胞內(nèi)外CA活性,胞外CA活性約為胞內(nèi)CA活性的1.2倍;pH補(bǔ)償點約為10.2;在堿性條件下,實際光合放氧速率是理論上由HCO3-的非催化解離提供的最大CO2供應(yīng)速率的1.6倍;

2、P-C曲線的結(jié)果顯示,在pH6.0和pH8.2時,半飽和CO2濃度K0.5(CO2)分別為71.0μM和0.7μM;在堿性條件下,AZ、EZ和DIDS對光合速率均具有明顯抑制作用,其中EZ的抑制率最高。
　　小新月菱形藻隨培養(yǎng)液中氮、磷濃度的升高比生長速率明顯提高。低氮濃度導(dǎo)致胞外CA活性喪失,高氮濃度下胞內(nèi)外CA均明顯升高;磷濃度變化對胞外CA活性并沒有明顯影響,但胞內(nèi)CA活性在高磷濃度下明顯升高。高氮、磷濃度培養(yǎng)下的小新月菱形

3、藻的Vmax和K0.5(CO2)均明顯提高。在不同光強(qiáng)培養(yǎng)下,胞外CA活性隨光強(qiáng)的升高而升高,但胞內(nèi)活性只在較強(qiáng)光強(qiáng)下才明顯提高,Vmax和K0.5(CO2)隨光強(qiáng)的升高而明顯降低。小新月菱形藻在20℃時比生長速率最大,溫度對胞內(nèi)CA活性沒有明顯影響,但溫度升高導(dǎo)致胞外CA活性明顯升高,Vmax和K0.5(CO2)隨溫度的升高而明顯降低。
　　與天然海水中氮濃度(2.1μmolL-1)相比,高氮濃度(882μmolL-1)下培養(yǎng)的

4、小新月菱形藻 ABS/RC、DIo/RC和Vj明顯下降,但 ETo/RC、φEo、ψo(hù)和φPo明顯升高。與天然海水中磷濃度(0.1μmolL-1)相比,高磷濃度(18.1μmolL-1)下培養(yǎng)的小新月菱形藻ABS/RC、DIo/RC、TRo/RC和Vj明顯下降,但φEo和ψo(hù)均明顯上升,不同磷濃度對φPo沒有明顯影響。高光強(qiáng)導(dǎo)致 ET/RC、φEo、ψo(hù)和φPo明顯下降,ABS/RC、DIo/RC、TRo/RC和Vj升高。在15-25℃

5、范圍內(nèi),ABS/RC、DIo/RC和TRo/RC先降低后升高,與15℃培養(yǎng)相比,在20和25℃時φEo和ψo(hù)均明顯升高,但溫度對φPo沒有明顯影響。
　　以上結(jié)果表明:小新月菱形藻無機(jī)碳利用的方式主要通過胞外CA催化HCO3-轉(zhuǎn)化為CO2,后者自由擴(kuò)散穿過質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞,同時也存在HCO3-直接吸收。不同環(huán)境條件影響小新月菱形藻無機(jī)碳利用主要通過調(diào)整其對 CO2的親和力和胞內(nèi)、外CA活性得以實現(xiàn)。在不同光照、溫度和營養(yǎng)鹽水平下,小新