陽光紫外輻射對經(jīng)濟藍藻鈍頂螺旋藻光合作用的影響及其機制研究.pdf

1、鈍頂螺旋藻Arthrospira（Spirulina)platensis作為一種重要的經(jīng)濟藍藻，其生物學特性及養(yǎng)殖技術(shù)已經(jīng)得到深入研究。而近年來由大氣臭氧層耗損造成的到達地表紫外輻射(UVR)增強可能對其生物學，特別是光合生理學特性產(chǎn)生影響，但相關(guān)方面還知之甚少。對此，本文就陽光UV輻射對鈍頂螺旋藻光合作用的影響及其機制進行了研究，并初步探討了陽光UV輻射與鹽度的耦合效應(yīng)。主要研究結(jié)果如下：
　　 螺旋藻PSⅡ光化學活性隨陽光輻

2、射的日變動而變化。隨著陽光輻射水平的升高，可見光PAR及UV輻射存在條件下(PAR+UV-A, PAR+UV-A+UV-B)螺旋藻光化學效率均持續(xù)降低，中午陽光輻射最強烈時，其光化學效率受抑制最為嚴重，而隨著陽光輻射水平的降低，其光化學活性表現(xiàn)一定程度的恢復(fù)，并且在UVR存在條件下恢復(fù)較快。進一步的研究顯示：
　　 高PAR及UV輻射不僅抑制螺旋藻的有效及最大光化學效率，并降低電子傳遞速率、影響其光合放氧。同時，UV輻射波段(2

3、80-400 nm)的作用光譜表明，螺旋藻光合活性的變化具有波長依賴性，短波段UV輻射的抑制效應(yīng)顯著。本實驗也發(fā)現(xiàn)，PSⅡ反應(yīng)中心受損使得初始葉綠素熒光Fo升高，而Fo的增加與D1蛋白的損失量成線性相關(guān)。D1蛋白的翻轉(zhuǎn)(turn over)在修復(fù)高PAR和UVR對螺旋藻的產(chǎn)生的光抑制過程中具有重要作用。
　　 高陽光輻射水平下，可見光PAR對螺旋藻光合作用的抑制效應(yīng)占主導(dǎo)地位。但適量的PAR與UVR的協(xié)同作用可減弱UVR單獨作用

4、所產(chǎn)生的光抑制效應(yīng)。我們的研究數(shù)據(jù)顯示，單獨UV輻射處理下，螺旋藻細胞對光抑制的修復(fù)速率較低，且具有較高的PSⅡ光失活的功能性橫截面(σi)；而在補充一定PAR后，其修復(fù)速率明顯提高，而σi值顯著降低，表明UV輻射條件下，藻細胞易于產(chǎn)生光抑制，而PAR的存在則促進了修復(fù)。室內(nèi)長期保存品系439對UVR的敏感性高于室外養(yǎng)殖品系D-0083。
　　 此外，我們的研究還發(fā)現(xiàn)，陽光UV輻射與鹽脅迫的耦合作用顯著降低螺旋藻的光化學效率。在