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《汕头大学》 2010年
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阳光紫外辐射对经济蓝藻钝顶螺旋藻光合作用的影响及其机制研究

吴海燕  
【摘要】:钝顶螺旋藻Arthrospira (Spirulina) platensis作为一种重要的经济蓝藻,其生物学特性及养殖技术已经得到深入研究。而近年来由大气臭氧层耗损造成的到达地表紫外辐射(UVR)增强可能对其生物学,特别是光合生理学特性产生影响,但相关方面还知之甚少。对此,本文就阳光UV辐射对钝顶螺旋藻光合作用的影响及其机制进行了研究,并初步探讨了阳光UV辐射与盐度的耦合效应。主要研究结果如下: 螺旋藻PSⅡ光化学活性随阳光辐射的日变动而变化。随着阳光辐射水平的升高,可见光PAR及UV辐射存在条件下(PAR+UV-A, PAR+UV-A+UV-B)螺旋藻光化学效率均持续降低,中午阳光辐射最强烈时,其光化学效率受抑制最为严重,而随着阳光辐射水平的降低,其光化学活性表现一定程度的恢复,并且在UVR存在条件下恢复较快。进一步的研究显示:高PAR及UV辐射不仅抑制螺旋藻的有效及最大光化学效率,并降低电子传递速率、影响其光合放氧。同时,UV辐射波段(280-400 nm)的作用光谱表明,螺旋藻光合活性的变化具有波长依赖性,短波段UV辐射的抑制效应显著。本实验也发现,PSⅡ反应中心受损使得初始叶绿素荧光Fo升高,而Fo的增加与D1蛋白的损失量成线性相关。D1蛋白的翻转(turn over)在修复高PAR和UVR对螺旋藻的产生的光抑制过程中具有重要作用。 高阳光辐射水平下,可见光PAR对螺旋藻光合作用的抑制效应占主导地位。但适量的PAR与UVR的协同作用可减弱UVR单独作用所产生的光抑制效应。我们的研究数据显示,单独UV辐射处理下,螺旋藻细胞对光抑制的修复速率较低,且具有较高的PSⅡ光失活的功能性横截面(σi);而在补充一定PAR后,其修复速率明显提高,而σi值显著降低,表明UV辐射条件下,藻细胞易于产生光抑制,而PAR的存在则促进了修复。室内长期保存品系439对UVR的敏感性高于室外养殖品系D-0083。 此外,我们的研究还发现,阳光UV辐射与盐胁迫的耦合作用显著降低螺旋藻的光化学效率。在本实验培养期内(21天),与PAR条件下相比,UV辐射和盐胁迫同时存在条件下,螺旋藻的光化学活性都没有有效恢复。同时,该耦合作用导致螺旋藻断裂,藻丝体形态结构变化。
【学位授予单位】:汕头大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q945.11

【参考文献】
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