不同浓度的Cd~(2+)、氮及其交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了不同的Cd2+浓度与氮浓度交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,Cd2+浓度、氮浓度、胁迫时间及三者的交互作用对小球藻和微绿球藻的生长及光合作用均具有显著影响(P<0.05),其中Cd2+浓度对2株微藻的Fv/Fm(光系统Ⅱ的最大光化学量子产量)和Yield(光系统Ⅱ的实际光能转化效率)影响最显著,氮浓度对2株微藻的NPQ(非光化学淬灭)和微绿球藻的qP(光化学淬灭)影响最显著。相关性分析结果表明,2株微藻的细胞密度、叶绿素相对含量及部分荧光参数(Fv/Fm和Yield)均与Cd2+浓度呈显著的负相关关系。在低氮(55μmol/L)条件下,小球藻和微绿球藻的荧光参数Fv/Fm、Yield和NPQ均有明显下降,细胞密度和叶绿素相对含量也均有不同程度的降低。小球藻的Fv/Fm和Yield在高氮(7040μmol/L)和低浓度Cd2+条件下,下降幅度小,表现为拮抗作用。试验还发现,在低氮和高氮条件下,高浓度Cd2+对小球藻的胁迫作用加强,表现为协同作用。微绿球藻在高氮条件下,其处理组间荧光参数差别不明显,表现为拮抗作用。     

高温胁迫对盐藻和塔胞藻叶绿素荧光动力学的影响

利用调制式叶绿素荧光仪(Water-PAM)测定了高温胁迫(35～50 ℃)下盐藻(Dunaliella salina)和塔胞藻(Pyramimonas sp.)叶绿素荧光动力学特性的变化.测定的主要参数有:光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光能转化效率(Fv/Fm),PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo),PSⅡ的实际光能转化效率(諴SⅡ=yield),光合电子传递效率(ETR),光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ).结果表明,与对照组(25 ℃)相比,高温胁迫下2种绿藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、諴SⅡ、ETR和qP均明显降低,并且随着胁迫温度的升高,胁迫时间的延长,下降幅度也逐步增大;高温胁迫下盐藻的NPQ先升高后下降.塔胞藻的NPQ随时间的变化趋势与温度有关,35 ℃和45 ℃处理下,塔胞藻的NPQ随着处理时间的延长而逐渐下降;40 ℃处理下NPQ则先下降后上升.盐藻的耐热性较好,在40 ℃和45 ℃下处理10 min后,经过一定的时间各荧光参数可恢复到接近对照水平,在50 ℃下处理10 min后各荧光参数则不能恢复.塔胞藻的耐热性较差,在35 ℃和40 ℃处理10 min后,经过一定的时间后各荧光参数可基本恢复,而在45 ℃下处理10 min后则不能恢复.本研究还对高温胁迫下2种绿藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐高温微藻品系中的应用进行了初步探讨.     

高温胁迫对球等鞭金藻3011和8701叶绿素荧光特性的影响

摘要：本文以球等鞭金藻（Isochrysis galbana）3011和8701为实验材料,研究了高温胁迫(35-50℃)对其叶绿素荧光特性的影响。结果表明,与对照组相比,高温胁迫下2株金藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm（PSⅡ的最大光能转化效率）、Fv/Fo（PSⅡ的潜在活性）、ΦPSⅡ（PSⅡ的实际光能转化效率）、rETR（相对光合电子传递效率）和qP（光化学淬灭）均明显降低,并且随着胁迫温度的升高,胁迫时间的延长,下降幅度也逐步增大。NPQ（非光化学淬灭）的变化趋势则与其他荧光参数不同,3011的NPQ随着胁迫温度的升高和胁迫时间的延长先上升后下降;8701的NPQ变化则与胁迫温度有关,35℃和40℃处理下NPQ随着胁迫时间的延长而逐渐上升,45℃处理下NPQ则先上升后下降。3011与8701的耐热性存在一定差异。3011在40℃下处理10min后,经过一定的时间后各荧光参数基本恢复,而在45℃和50℃下处理10min后,各参数均不能恢复。8701在35℃和40℃处理10min后,经过一定时间后,荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo基本恢复到对照水平,而在45℃下处理10min后,各参数均不能恢复。本文还对高温胁迫下2株金藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐高温微藻品系中的应用进行了初步探讨。     

温度对小新月菱形藻叶绿素荧光特性及生长的影响

以小新月菱形藻为试验材料,研究了其在一次性培养过程中,不同温度(5~30℃)对其叶绿素荧光参数[光系统Ⅱ的最大光能转化效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ的潜在活性(Fv/Fo)、光系统Ⅱ的实际光能转化效率(ΦPSⅡ)、相对光合电子传递效率(rETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)]、叶绿素相对含量以及细胞密度的影响。单因子方差分析结果表明,在整个培养周期中,温度对小新月菱形藻各叶绿素荧光参数、细胞密度和叶绿素相对含量均有显著影响(P<0.05)。多重比较结果表明,接种后1~2 d,20℃处理组的主要荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo、rETR、ΦPSⅡ)显著高于其他处理组。30℃的处理组的上述荧光参数从第1 d开始均显著低于其他处理组。20℃处理组的细胞密度和叶绿素相对含量均显著高于其他处理组。在本试验条件下,适宜小新月菱形藻生长的温度为10~25℃,最适温度为20℃。相关性分析结果表明,在整个培养周期中,小新月菱形藻的叶绿素相对含量和细胞密度之间存在显著的正相关。     

不同价态砷对斜生栅藻生长及叶绿素荧光的影响

本文对比研究了不同浓度As(Ⅲ)和As(Ⅴ)对斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）生长及叶绿素荧光特性的影响。较高浓度条件下（≥500M/L）As(Ⅲ)对栅藻生长速率的影响大于As(Ⅴ)。对叶绿素a含量影响表明,随着砷浓度的增加栅藻叶绿素a含量呈现降低趋势,两种价态之间表现为叶绿素a对于As(Ⅲ)浓度的变化更为敏感。两种价态对栅藻主要荧光参数Fv /Fm ( PSII 的最大光化学量子产量) 、Yield( PSII 的实际光能转化效率)以及最大电子传递效率(ETRmax) 均与砷浓度呈显著的负相关。结果表明,砷对斜生栅藻产生的抑制作用与对光合系统产生的抑制相一致,并且As(Ⅲ)对叶绿素荧光产生的抑制作用要较As(Ⅴ)大。     

G418和氨苄青霉素对海水小球藻生长及光化学活性的影响

采用不同质量浓度的2种抗生素———G418硫酸盐(简称G418,试验浓度为0、40、80、160、240、320μg/mL)和氨苄青霉素(试验浓度为0、200、400、800、1 200、1 600μg/mL)对海水小球藻(Chlorella sp.)进行无菌化处理,研究抗生素种类及其质量浓度对海水小球藻细胞密度、叶绿素含量及光化学活性的影响,以确定对海水小球藻细胞无害并能抑制伴杂菌生长的抗生素种类及使用浓度。结果显示,不同质量浓度的G418均能显著抑制小球藻的生长,破坏其潜在光合活性(F_v/F_0),降低光合系统II(PSⅡ)的最大量子产量(F_v/F_m),阻碍其相对电子传递速率(ETR),降低光化学淬灭(q P),抑制作用随G418质量浓度的增加而增强;而氨苄青霉素对海水小球藻的影响则呈现低质量浓度促进、高质量浓度抑制的特征,具体表现为低质量浓度氨苄青霉素(≤800μg/mL)能够促进海水小球藻的生长,增强其潜在光合活性(F_v/F_0),提高其光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量(F_v/F_m),促进其相对电子传递速率(ETR)并且增强光化学淬灭(q P)的能力,高质量浓度氨苄青霉素(1200μg/mL)对海水小球藻的生长、叶绿素含量以及荧光参数等指标则呈现抑制作用。研究结果表明,G418不适用于海水小球藻的无菌培养,可选择添加质量浓度不高于800μg/mL的氨苄青霉素对海水小球藻进行抑菌处理,建议添加的质量浓度为200μg/mL。     

光照强度对雨生红球藻叶绿素荧光特性及虾青素含量的影响

研究了不同光照强度对雨生红球藻( Haematococcus pluvialis )叶绿素荧光特性及虾青素含量的影响.测定的主要参数有PSⅡ的最大光能转化效率( F v / F m )、PSⅡ的潜在活性( F v / F o )、PSⅡ的实际光能转化效率(ΦPSⅡ)、光合电子传递效率(ETR)、光化学淬灭(qP)、非光化学淬灭(NPQ)、细胞密度、叶绿素相对含量以及虾青素含量.单因子方差分析结果表明,在整个培养周期中,光照强度对雨生红球藻各叶绿素荧光参数、叶绿素相对含量、细胞密度以及虾青素含量均有显著影响( P <0.05).多重比较结果表明,雨生红球藻的最适生长光照强度是50 μmol·m -2·s -1,当光照强度为300 μmol·m -2·s -1时单个细胞中的虾青素含量均显著高于其它处理组( P <0.01),但是单位体积虾青素含量以50 μmol·m -2·s -1处理组为最高.相关性分析结果表明,在整个培养周期内,叶绿素相对含量与细胞密度均成显著正相关关系.荧光参数( F v / F m 、 F v / F o 、ΦPSⅡ、ETR、qP、NPQ)、叶绿素相对含量以及细胞密度与光照强度的相关性则随着培养天数的不同而变化.     

氮磷浓度对雨生红球藻叶绿素荧光参数的影响

在一次性培养过程中,利用水样叶绿素荧光仪(Water-PAM)研究了2个单因子(不同氮浓度、不同磷浓度)对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)叶绿素荧光参数(PSⅡ的最大光能转化效率Fv/Fm、光合电子传递效率ETR)、叶绿素相对含量及细胞密度的影响。单因子方差分析结果表明,氮磷浓度对雨生红球藻的叶绿素荧光参数及生长均有显著的影响(P<0.05)。多重比较结果表明,雨生红球藻进行光合作用和生长最适氮浓度为1760μmol/L;最适磷浓度为18.16μmol/L。相关性分析结果表明:在整个培养周期中,叶绿素相对含量均与细胞密度呈显著的正相关关系。     

磷浓度对盐生杜氏藻和纤细角毛藻叶绿素荧光特性及生长的影响

在温度(23±1)℃,盐度31,光照度5000 lx的条件下,用含有不同磷浓度(0、2.27、18.15、36.3、72.6、290.4μmol/L)的培养基对盐生杜氏藻和纤细角毛藻进行培养,研究2种微藻在一次性培养过程中,不同磷浓度对其PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、叶绿素含量以及细胞密度的影响。单因子方差分析结果表明,在整个培养周期中,磷浓度对两种微藻的光合作用及生长均有显著影响(P<0.05)。盐生杜氏藻的PSII最大光能转化效率、叶绿素含量以及细胞密度均随着起始磷浓度的增加而增加,在290.4μmol/L处达到最大值;纤细角毛藻的PSII最大光能转化效率、叶绿素含量以及细胞密度在18.15μmol/L处达到最大值,而后随着磷浓度的继续升高,其上述指标反而降低。所以盐生杜氏藻和纤细角毛藻进行光合作用和生长的最适磷浓度分别为290.4μmol/L和18.15μmol/L。     

异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应

大型海藻对温度和光照强度的适应存在种属差异。异枝江蓠(Gracilariopsis bailinae)是一种喜高温的大型海藻,为科学指导该藻在海水养殖、海洋生态修复等方面的应用,利用叶绿素荧光技术,结合藻体光合色素含量和生长率变化,探究了异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应特征。测定了15、20、25、30、35℃和1 000、3 000、6 000、9 000 lx条件下,异枝江蓠的特定生长率(SGR)、光合色素含量[叶绿素a(Chl a)、类胡萝卜素(Car)、藻胆蛋白]及叶绿素荧光参数[PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光能转化效率(Φ_PSII)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(qP)、非光化学淬灭(NPQ)]的变化。结果显示,温度和光照强度对上述相关指标(除Car和F_v/F_m)的影响具有极显著的交互作用(P<0.01);温度升高显著增加了异枝江蓠的SGR、藻胆蛋白含量以及叶绿素荧光参数值(P<0.05);高光照显著降低了异枝江蓠的光合色素含量以...     

滴水观音叶绿素荧光参数对低温淹水处理的响应

以滴水观音为试验材料,研究了低温环境下淹水处理对其叶绿素荧光的影响。种植滴水观音的花盆置于水箱中,利用水位调节阀调节箱内水位。试验设计为不淹水(对照组,正常浇水)、1/4淹水、2/4淹水、3/4淹水和全淹,分别于淹水后的第10、20、30、40、50天进行各项指标的测定。试验结果显示:1/4淹水处理植株叶绿素荧光参数均高于对照处理,初始荧光产量、最大荧光产量、最大光能转化效率、光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数分别为对照的106.6%、104.8%、107.8%、105.0%、153.6%,差异显著(P0.05);2/4淹水、3/4淹水、全淹组初始荧光产量、非光化学猝灭系数均高于对照组,最大荧光产量、最大光能转化效率和光化学猝灭系数均显著低于对照组,尤其全淹组分别低于对照组的20.4%、36.2%和17.2%。1/4淹水处理可提高滴水观音光合作用,高水位处理则抑制滴水观音生长。     

GeO2对海带幼孢子体培育过程中硅藻污染的抑制效应

采用叶绿素荧光技术,以光系统Ⅱ最大荧光产量(Fv/Fm)为指标,结合形态显微观察,研究了GeO2在海带幼孢子体培育过程中菱形藻污染的抑制效应。结果表明,1)对于菱形藻,当GeO2浓度在5mg/L以上时,对其Fv/Fm值有显著影响,达到或超过15mg/L时菱形藻趋于死亡。2)对于海带幼孢子体,GeO2浓度在20mg/L以上时,对其Fv/Fm值有显著影响,达到或超过30mg/L时其趋于死亡。3)对于受到菱形藻污染的海带幼孢子体,GeO2浓度在15mg/L以上时对其Fv/Fm值有显著影响,达到或超过20mg/L时其趋于死亡。综合来看,当GeO2浓度为5～15mg/L时,菱形藻光合作用受到较强的抑制,而对海带幼孢子体影响不大。     

CO_2浓度对细基江蓠繁枝变型生长和光合特性的影响

比较了低CO_2浓度(充无CO_2空气,low CO_2,简称LC)、正常CO_2浓度(充正常空气,normal CO_2,简称NC)、高CO_2浓度(充正常空气+0.2%CO_2,high CO_2,简称HC)3种条件下细基江蓠繁枝变型(Gracilaria tenuistipitata var.liui Zhang et Xia)的特定生长率、光合色素含量、光合放氧速率和叶绿素荧光参数。结果表明:培养6 d后,与NC组相比,LC组细基江蓠繁枝变型特定生长率(SGR)、100μmol·(m~2·s)~(-1)光强净光合放氧速率及PSII最大光量子产率(Fv/Fm)均显著降低(P0.05);类胡萝卜素含量显著增加(P0.05);而藻红素、叶绿素a含量、PSII实际光量子产率(Fv/Fo)、快速光响应曲线初始斜率(α)、最大电子传递效率(ETR_(max))及半饱和光强(I_k)均无显著差异(P0.05)。与NC组相比,HC组细基江蓠繁枝变型的SGR、Fv/Fm及α显著增加(P0.05),藻红素含量显著下降(P0.05),而叶绿素a、类胡萝卜素含量、600μmol·(m~2·s)~(-1)光强净光合放氧速率、Fv/Fo、α、ETR_(max)及I_k均无显著差异(P0.05)。与LC组相比,HC组细基江蓠繁枝变型的100μmol·(m~2·s)~(-1)光强净光合放氧速率、SGR、Fv/Fm、Fv/Fo、α均显著增加(P0.05),而藻红素、叶绿素a、类胡萝卜素含量却显著下降(P0.05),600μmol·(m~2·s)~(-1)光强净光合放氧速率、ETR_(max)、I_k无显著变化(P0.05)。对于细基江蓠繁枝变型,CO_2浓度升高降低了光合色素含量,同时提高了光系统光能转换效率,而对藻体饱和光强下净光合放氧速率的促进作用不显著。但是CO_2浓度升高却仍然可能通过降低无机碳利用的能量消耗及提高营养盐吸收利用而显著促进藻体的生长。比较不同CO_2浓度下细基江蓠繁枝变型生长和光合特性的差异,有助于初步揭示其对大气CO_2浓度变化的响应特征。     

营养盐浓度对棕鞭藻叶绿素荧光参数、细胞密度和总脂含量的影响

利用生物化学方法和叶绿素荧光动力学分析技术,研究了棕鞭藻在一次性培养过程中,不同营养盐浓度(f/4、f/2、f、2f、4f)对其叶绿素荧光参数、叶绿素含量、细胞密度、单位体积干质量、总脂含量和总脂收获量的影响。试验结果表明,营养盐浓度为2f时,该藻的最终细胞密度、叶绿素含量、单位体积干质量、总脂含量和总脂收获量均显著高于其他各处理组,由此可以看出,在本试验条件下,最适合棕鞭藻生长和油脂积累的营养盐浓度是2f。不同营养盐浓度对棕鞭藻的叶绿素荧光参数有显著影响,培养6～10d,f/4处理组的叶绿素荧光参数(光系统Ⅱ的最大光能转换效率;光系统Ⅱ的潜在活性;光系统Ⅱ的实际光能转化效率;相对电子传递效率和光化学淬灭)最低,其次为f/2处理组(P0.05)。培养7～10d,2f处理组的光系统Ⅱ的实际光能转化效率、相对电子传递效率和光化学淬灭显著高于其他处理组(P0.05)。培养结束时(第10d),各处理组细胞密度和总脂含量依次为:2f4fff/2f/4。相关性分析结果表明,营养盐浓度为f/4～2f时,棕鞭藻的细胞密度、叶绿素含量、单位体积干质量和总脂含量与营养盐浓度均呈显著的正相关;营养盐浓度为2f～4f时,上述各值与营养盐浓度则均呈显著的负相关。     

不同光强处理对长茎葡萄蕨藻叶绿素荧光特性的影响

通过调制叶绿素荧光仪(MINI-PAM),对长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)在10μmol/(m~2·s)、120μmol/(m~2·s)、360μmol/(m~2·s)光强下的叶绿素荧光特性进行了研究。结果表明:随着光照强度从10μmol/(m~2·s)上升到360μmol/(m~2·s),长茎葡萄蕨藻最大光量子产量(F_v/F_m)、实际光量子产量、相对电子传递速率(rETR)、快速光曲线初始斜率均呈下降趋势;用120μmol/(m~2·s)和360μmol/(m~2·s)光强处理的样品光化学猝灭(qP)较高,而非光化学猝灭(NPQ)较低;不同光强处理4 h和8 h时,与10μmol/(m~2·s)处理组相比,120μmol/(m~2·s)处理组最大相对电子传递速率(rETR_(max))、半饱和光强(I_k)均显著上升,360μmol/(m~2·s)处理组I_k显著上升,rETR_(max)明显降低;在360μmol/(m~2·s)光强下处理12 h与处理8 h相比,样品rETR_(max)、I_k均显著降低。上述结果说明长茎葡萄蕨藻偏向适应10μmol/(m~2·s)的低光条件,在120μmol/(m~2·s)和360μmol/(m~2·s)的高光条件下能通过不同的方式提高对光强的耐受能力,但是在360μmol/(m~2·s)光强下处理12 h会引起光氧化对光合结构造成破坏。     

水杨酸对龙须菜抗高温生理的影响

以龙须菜为材料,研究了不同浓度水杨酸对高温下龙须菜的生长速率、抗氧化酶、渗透调节物质、藻胆蛋白、叶绿素荧光特性和HSP70基因的影响。结果表明,水杨酸处理组不论是生长、酶活性和膜脂受损情况都不同程度优于对照组,其中5.0、10.0μg/mL处理组效果较好。10.0μg/mL水杨酸处理组效果最为明显,日生长速率与对照组相比增长了340%。在处理第3天,10.0μg/mL处理组各指标达到最大,SOD增长了74%,POD增长了70%,CAT增长了40%。脯氨酸和甘露醇分别增长了70%和26%。藻红蛋白增加了46.2%,藻蓝蛋白增长了40%。与对照组相比,MDA含量第1天下降最为显著,下降了10%。高温胁迫下,龙须菜叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、qP和ΦPSⅡ均明显降低,非光化学淬灭(NPQ)呈现先上升后下降的趋势。水杨酸处理能有效减缓5种龙须菜叶绿素荧光参数的降低程度。水杨酸处理后HSP70基因表达量较对照组低。本实验结果表明水杨酸具有增强龙须菜抗高温胁迫的作用。     

3种沉水植物对夏季高温强光照环境的生理响应

为了研究外来沉水植物伊乐藻（Elodea nuttallii）和埃格草（Egeria densa）对夏季自然高温强光照环境的生理响应,选择同科本地种轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）作对比,在2014年8月夏季自然环境下进行实验处理,分别在第0、3、6、9、12、15天测定各物种的叶绿素含量、最大光能转化效率（Fv/Fm）、丙二醛含量和脯氨酸含量,以分析其变化情况。结果显示,高温与强光照对3种沉水植物的生理特征都有显著影响,特别是对其光合作用影响显著,且长期高温强光照环境的影响更大。第1-3天,温度升高至31℃左右,伊乐藻的叶绿素含量和3种植物的Fv/Fm显著低于初始值（P<0.05）;第4-6天温度持续在32℃左右,3种植物的叶绿素含量和Fv/Fm显著低于初始值（P<0.05）,且伊乐藻和埃格草的丙二醛含量显著高于初始值（P<0.05）;除了第3天埃格草的叶绿素含量外,整个实验期间伊乐藻和埃格草的叶绿素含量和Fv/Fm显著低于初始值（P<0.05）,在第12天和第15天时轮叶黑藻的叶绿素含量与初始值无明显差异（P>0.05）,第9天和第12天轮叶黑藻的Fv/Fm与初始值无明显差异（P>0.05）,并且整个实验期间轮叶黑藻的丙二醛含量和脯氨酸含量与初始值均无明显差异（P>0.05）,表明轮叶黑藻通过较快恢复光合作用并维持体内抗氧化系统的稳定,对夏季高温强光照环境展现出较好的适应能力。光合作用能力降低以及长期高温强光照条件下,丙二醛含量显著增加,使得外来种伊乐藻和埃格草不适合在高温强光照环境中生长,夏季高温与强光照环境将会抑制其入侵和扩散。外来种伊乐藻和埃格草对高温强光照的耐受力低于本地种轮叶黑藻。