不同温度下CO2浓度增高对坛紫菜生长和叶绿素荧光特性的影响

大气CO₂浓度升高对海藻的影响已有许多的研究报道,但鲜见有关温度与CO₂相互作用的研究。在4种条件下对坛紫菜进行连续通气培养:(1) 15℃+390 μ mol/mol CO₂,(2) 15℃+700 μ mol/mol CO₂,(3) 25℃+390 μ mol/mol CO₂,(4) 25℃+700 μ mol/mol CO₂。从而探讨这种南方海域重要栽培海藻种类的生长和叶绿素荧光特性对温度和CO₂相互作用的响应。结果表明:CO₂对坛紫菜的生长的影响具有温度依赖性,在低温生长条件下提高CO₂浓度更有利于坛紫菜的生长。CO₂对坛紫菜叶绿素a(Chlorophyll a,Chl a)和类胡萝卜素(Carotenoid,Car)的促进作用远大于温度对其产生的影响。相对于25℃的生长温度而言,15℃生长温度下的坛紫菜表现出较高的最大相对电子传递速率(rETR_max),表明坛紫菜在低温环境下有较高的光合潜力;而CO₂对坛紫菜的rETR_max没有明显影响。对于在不同测定温度下的光合荧光特性而言,在10-30℃测定温度范围内,在各生长条件下的海藻的rETR_max、光能利用效率(α)和最大光化学量子产量(F_v/F_m)随温度的升高变化不明显;但在较高测定温度下(≥30℃),上述荧光参数显著下降,说明高温易引发海藻光能利用效率和光合能力的下降,这可能与光系统(PS)Ⅱ反应中心活性下调有关。同时,当测定温度大于30℃时,15℃生长条件下的坛紫菜的rETR_max、α和F_v/F_m值下降趋势远大于25℃生长条件下的坛紫菜的值,表明在低温生长条件下的坛紫菜对短期高温胁迫的适应能力较弱;而在高CO₂浓度生长条件下的坛紫菜的rETR_max总是低于正常CO₂浓度生长下的值,说明CO₂浓度升高会抑制坛紫菜在短期高温条件下的光合电子传递能力。

The combined effects of increasing CO2 concentrations and different temperatures on the growth and chlorophyll fluorescence in Porphyra haitanensis (Bangiales, Rhodophyta)