高温对海带(Saccharina japonica)抗氧化酶及叶绿素荧光参数的影响

以海带(Saccharina japonica)幼苗为材料,研究了高温(25℃)条件下其抗氧化酶、叶绿素含量、叶绿素荧光参数的变化.研究表明,(1)高温组的可溶性蛋白含量在处理12 h后达最大值(P＜0.05),相比初始含量升高了37.9％.(2)随着胁迫时间的延长,高温组的丙二醛(MDA)含量呈增加趋势,在48h时达最大值,与对照组差异显著(P＜0.05).(3)高温组海带幼苗的叶绿素含量随胁迫时间延长呈下降趋势,胁迫48 h时,叶绿素含量达最小值,与初始值相比下降了38.5％ (P＜0.05).(4)在高温条件下,过氧化物酶(POD)活性随胁迫时间延长逐渐下降,在48 h时达最小值,与初始值相比下降47.2％,呈显著性差异(P＜0.05);超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现波动趋势,处理8h后,SOD活性达最小值;40h后,SOD活性达最大值,与初始值相比上升了36％ (P＜0.05).过氧化氢酶(CAT)活性随胁迫时间延长呈下降趋势,处理36h后,海带幼苗的CAT活性略有升高;处理48 h后,CAT活性达最小值,与初始值相比下降了75.8％ (P＜0.05).(5)高温条件下,海带幼苗的光化学最大量子产量(Fv/Fm)随着胁迫时间延长呈现下降趋势,处理48 h后,高温组的Fv/Fm达最小值,与初始条件相比下降了56.8％,呈显著性差异(P＜0.05).本研究可为海带的耐高温品种选育提供理论依据.     

利用液相氧电极技术研究“海天1号”海带(Saccharina japonica)幼孢子体光合及呼吸速率

“海天1号”海带是南方耐高温品种与北方高产品种杂交后,经过几代选育获得的海带新品系,具有产量高、耐高温、成熟稍早等特点(暂命名为“海天l号”海带).为探究“海天1号”海带幼孢子体在不同环境因子下的生理适应性,设置了温度、光强及营养盐3个单因素实验,利用液相氧电极技术研究其对“海天l号”海带幼孢子体(1-2 cm)表观光合速率(Pn)和呼吸耗氧速率(R)的影响,并测定相对生长速率(Relative growth rate,RGR).结果显示:(1)温度为14℃、光强为80 μmolphotons/(m2.s)、氮营养盐为6 mg/L(N/P=10∶1,下同)环境下,幼孢子体的RGR和Pn均较大.在温度为22℃、光强为1 00 μmol photons/(m2·s)、氮营养盐浓度为10 mg/L条件下,R最强.(2) 22℃组的幼孢子体生长受到抑制,其RGR显著低于14℃组(P＜0.05).20 μmol photons/(m2·s)与80 μmolphotons/(m2·s)光强组的RGR存在显著性差异(P＜0.05).单因素方差分析显示,5个营养盐浓度组之间幼孢子体的RGR无显著性差异(P＞0.05).(3)随着温度、光强、营养盐浓度增加,幼孢子体的Pn呈先上升后下降的趋势,14℃组Pn显著高于其他温度组,氮营养盐浓度4 mg/L和6 mg/L组的Pn显著高于2、8和10 mg/L组(P＜0.05).在本实验条件下,R和Pn呈负相关.(4)光强对幼孢子体P/R(总光合速率/呼吸耗氧速率)的影响较小,温度和营养盐浓度对其影响较大.正交实验结果显示,适宜“海天1号”海带幼孢子体培养的条件为光强50 μmol photons/(m2·s)、温度16℃、氮营养盐浓度5 mg/L.     

pH与盐度胁迫对鼠尾藻光合作用及抗氧化系统的影响

为研究鼠尾藻(Sargassum thunbergii)在逆境胁迫条件下光合作用能力的变化及抗氧化系统的调节机理,利用液相氧电极技术和抗氧化酶试剂盒,检测了pH、盐度胁迫对鼠尾藻表观光合作用、色素含量、丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)pH 6.0与pH9.5胁迫处理24 h后鼠尾藻表观光合速率均大幅下降,48 h后均与对照组(pH 8.5)差异显著(P0.05);(2)pH 9.5胁迫处理48 h后SOD、CAT活性均显著升高(P0.05),MDA含量呈先上升后下降趋势;(3)盐度15胁迫处理24 h,盐度20与25胁迫处理48 h后表观光合速率显著低于对照组(盐度31,P0.05),胁迫72 h后3个处理组表观光合速率有一定幅度的上升;(4)盐度20胁迫处理24 h后MDA含量先上升后下降(P0.05),SOD、CAT活性由24 h至48 h时有一定幅度的上升。盐度15胁迫处理72 h后MDA显著上升(P0.05),而SOD、CAT活性较低。可以得出pH胁迫使鼠尾藻光合作用能力降低,强碱性使藻体受到活性氧损伤。盐度为15时,鼠尾藻抗氧化酶活力较低,当高于15时,抗氧化系统对活性氧有较高的清除能力。     

鼠尾藻直立枝光合特性与生长的研究

为比较研究鼠尾藻直立枝的顶端、中部和基部光合器官对光能的光合响应机理以及3个部位生长速率与光合作用的联系,用液相氧电极和叶绿素荧光仪分别测定3个部位的净光合放氧速率、暗呼吸速率、快速光曲线、荧光暗弛豫参数;通过培养,比较了3个部位的比生长速率,观察了气囊的产生过程。结果显示,(1)顶端净光合放氧速率和暗呼吸速率显著高于中部与基部(P0.05)。(2)低光(LL)适应后,叶片重新启动光合作用需要一定的时间,立即照光将会产生光抑制。中光(ML)适应下,叶片光化学反应与热耗散处于平衡态。高光(HL)适应下,叶片实际电子传递速率ETR接近最大值ETRmax,非光化学淬灭(NPQ)显著升高,顶端与中部ETRmax显著高于基部(P0.05)。(3)LL、ML适应后,叶片暗弛豫较快,HL适应后,暗弛豫较慢。顶端NPQ恢复较快并能完全恢复至0,说明顶端光修复能力较强;而于中、基部较慢且不能恢复至0,表明存在光损伤。(4)顶端色素含量高于中、基部;顶端叶绿素a含量高于类胡萝卜素,而中、基部类胡萝卜素含量高于叶绿素a。(5)3个部位比生长速率为顶端中部基部(P0.05),说明顶端生长最旺盛,有机物质积累较快。狭形叶前端可以裂开形成囊腔,并最终形成气囊,推测温度是主要诱导因素。研究表明,顶端光合作用速率、生长速率和光损伤后的修复能力均高于中、基部。     

巨藻幼苗光合、呼吸作用的初步研究

为了研究巨藻幼苗发育及生理生态适应性规律,以巨藻配子体为材料,研究光照周期(10 L∶14 D、12 L∶12 D、14 L∶10 D、16 L∶8 D)对配子体采苗的影响;以光照强度、温度、营养盐浓度3种环境因子设置单因素实验,研究其对巨藻幼苗(0.5~1 cm)的表观光合速率(Pn)、暗呼吸速率(Rd)及相对生长速率(relative growth rate,RGR)的影响,并进行上述3因素对RGR的正交实验。结果显示:(1)10 d后显微观察发现,长光照周期(14 L∶10 D、16 L∶8 D)下采苗效果较好,配子体大量发育为孢子体。(2)光强为70μmol/(m2·s)、温度为13℃和氮营养盐浓度为2 mg/L(N/P=10∶1,下同)的条件下幼苗的RGR较大,表观光合速率较强。90μmol/(m2·s)光强组的幼苗生长受到抑制,其RGR显著小于其他实验组。10℃组的RGR显著小于13℃(P0.05)。氮营养盐浓度上升到8 mg/L,RGR显著降低。(3)随着营养盐浓度的增加,幼苗的表观光合速率、暗呼吸速率整体呈现上升趋势,0.2 mg/L组的Pn显著小于6 mg/L、8 mg/L组,且Rd与其他组差异性显著(P0.05)。(4)相同光强下,温度升高,Pn随之降低,在40~80μmol/(m2·s),10℃、13℃组与16℃、19℃组的Pn差异性显著。经正交实验验证,适宜巨藻幼苗培养条件为光照强度40~70μmol/(m2·s)、温度13℃、氮营养盐浓度2 mg/L。