陆生蓝藻发菜的光合作用研究

论文题目: 陆生蓝藻发菜的光合作用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 水生生物学

作者: 叶长鹏

导师: 高坤山

关键词: 发状念珠藻,水生原植体,天然原植体,光化学效率,光合碳固定,环境胁迫

文献来源: 中国科学院研究生院（水生生物研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 发状念珠藻(俗名发菜)是一种高经济价值的陆生蓝藻,但迄今尚未实现其人工栽培。近期成功地培养出的水生原植体具有应用前景,然而对其生物学特性尚缺乏认识。为此,本文开展了陆生天然与水生(培养)原植体光合特性的研究,并探讨了它们对环境胁迫的响应特性。主要结果如下: 发状念珠藻的水生原植体和天然原植体在沉水状态与干燥失水(干出)状态时,其光合作用的最适温度都是25℃。两种类型的原植体都具有胞外碳酸酐酶(CA),水生原植体的CA 活性比天然原植体的高,CA 活性在藻体含水量较低时较高,水生原植体的光合固碳活性在失水22-28%时最高,而天然原植体则是在失水为43-48%最高。两种原植体都显示出对干旱胁迫的耐受性,在失水为80%的时候依然可以维持正的光合作用。水生原植体的光合固碳能力比天然原植体高。从对盐胁迫的响应来看,无论是盐胁迫24h还是48h,水生原植体的光合放氧活性均在20 mM NaCl 时最高,显示了较强的耐受性,但与已报道的天然原植体相比盐胁迫耐受力较低。天然原植体对阳光紫外辐射具有较强的耐受性, 其PSII 光化学活性的吸水恢复过程不受阳光PAR, UV-B 和UV-A 处理的影响。生理活性恢复后的天然原植体再失水时,其PSII 活性在失水初期会因光抑制而降低,但随着藻体含水量的减少PSII 活性升高,在失水70 -90%时活性达到最大,并随着藻体进一步失水而降低。在180,360 和720ppmv CO2 水平下,天然原植体的光合固碳活性对紫外胁迫和干旱胁迫响应的模式都是一样的: 在失水变干的过程中,光合固碳活性在一定失水范围内(<50%)会随着藻体的失水而增加,进一步的失水时则会下降。在各个失水水平下,高CO2浓度对光合固碳有促进作用,UVR 对这种促进作用无显著影响。自然界,发状念珠藻生长于吸水→变湿-失水→变干的干湿交替节律中,已形成了对干旱、高光、UVR 等环境胁迫的耐受性。尽管其原植体已经能够成功地在水中培育,该水生原植体并没有丢失对环境胁迫的耐受特性,其光合生理活性在失水与吸水节律上表现出与天然原植体同样的变化模式,这显示了水生原植体从水生转为陆生时作为“苗种”的可行性。

论文目录:

缩略词

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 文献综述

第一节 有关发状念珠藻的研究进展

1. 经济价值

2. 分布特征

3. 生理生态

4. 资源枯竭与人工栽培技术

第二节 有关蓝藻光合固碳的研究进展

第三节 有关蓝藻对环境胁迫响应的研究进展

1. 盐胁迫

2. 对太阳紫外辐射的响应

第二章 发状念珠藻光合固碳特性的研究

第一节 沉水状态下的光合固碳特性

1. 前言

2. 材料与方法

3. 结果

3.1 光合特性

3.2 固碳特性

4. 讨论

第二节 碳酸酐酶的活性

1. 前言

2. 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 碳酸酐酶活性的测定

3. 结果

4. 讨论

第三节 暴露于空气状态下的光合固碳特性

1. 前言

2. 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 藻体失水

2.3 光合作用的测定

3. 结果

3.1 失水对光合作用-光关系的影响

3.2 失水对光合作用-CO2 关系的影响

4. 讨论

第三章 发状念珠藻对环境胁迫的响应

第一节 水生原植体对盐胁迫的响应

1. 前言

2. 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 盐浓度梯度的设定

2.3 PSII 光化学效率的测定

2.4 光合放氧的测定

2.5 统计分析

3. 结果

4. 讨论

第二节 天然原植体对太阳紫外辐射的响应

1. 前言

2. 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 太阳辐射的测定及阳光辐射处理

2.3 藻体失水

2.4 PSII 光化学效率的测定

2.5 光合固碳的测定

3. 结果

4. 讨论

总结

参考文献

附录:在读期间论文完成情况

致谢

发布时间: 2006-03-20

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