四種大型海藻對(duì)赤潮異彎藻抑制作用的光合作用機(jī)理.pdf

1、隨著赤潮（Harmful Algal Blooms, HABs）頻繁發(fā)生，其造成的危害日益引起人們廣泛關(guān)注。如何有效的防治赤潮成為熱門課題。大型海藻作為海洋環(huán)境中資源充足、環(huán)境友好的經(jīng)濟(jì)土著種，是近海域初級(jí)生產(chǎn)力的重要貢獻(xiàn)者，可作為一類很好的生物控藻材料。以前大型海藻與典型赤潮藻-赤潮異彎藻相互作用的大部分研究，主要集中在對(duì)該藻表觀生長(zhǎng)方面的影響，而對(duì)最基礎(chǔ)的光合作用抑制機(jī)制已知甚少。本實(shí)驗(yàn)選用四種常見的大型海藻與赤潮異彎藻（Heter

2、osigma akashiwo）進(jìn)行室內(nèi)控藻實(shí)驗(yàn)，并以光合作用為主線，研究?jī)烧咴诠才囵B(yǎng)體系中，大藻對(duì)微藻的細(xì)胞生長(zhǎng)、葉綠素合成、光合放氧、電子傳遞等光合生理水平上影響機(jī)理。主要結(jié)果如下：
　　1）裂片石莼（Ulva fasciata）干藻、鮮藻與赤潮異彎藻共培養(yǎng)時(shí)，微藻的光合色素和生物量發(fā)生顯著下降。48 h共培養(yǎng)的3 g/L干藻對(duì)微藻生物量抑制率最高為58.4％；96 h共培養(yǎng)的2.5 g/L鮮藻對(duì)微藻抑制率最大為98.8%，并

3、且該鮮藻組對(duì)微藻抑制率均高于各同期的5g/L鮮藻組，說(shuō)明鮮藻在達(dá)到一定閾值濃度時(shí)，再增加鮮藻量對(duì)微藻的抑制作用并不隨之增強(qiáng)。微藻的光合放氧存在低促高抑現(xiàn)象，總體來(lái)說(shuō)光反應(yīng)放氧速率在下降；暗反應(yīng)呼吸速率在干藻的低濃度處理組與鮮藻的各濃度處理組均極顯著上升。大藻降低了微藻光合系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）的活性，對(duì)微藻的（Oxygen-Evolving Complex, OEC）造成損傷，阻礙了PSⅡ電子正常傳遞，并存在劑量效應(yīng)。
　　2）龍須菜（

4、Gracilaria lemaneiformis）干藻、鮮藻與赤潮異彎藻共培養(yǎng)時(shí)，微藻的光合色素和生物量發(fā)生極顯著下降。48 h共培養(yǎng)的3 g/L干藻對(duì)微藻生物量抑制作用最強(qiáng)，為69.9%；96 h共培養(yǎng)的5 g/L鮮藻對(duì)微藻抑制率最高為77.6%。除72 h、96 h的各鮮藻處理組OEC比率發(fā)生極顯著下降，微藻的干藻和鮮藻處理組的其他葉綠素?zé)晒鈪?shù)與光合放氧速率的變化大體與裂片石莼結(jié)果一致。
　　3）細(xì)基江蘺（Gracilari

5、a tenuistipitata）干藻、鮮藻與赤潮異彎藻共培養(yǎng)時(shí)，微藻的光合色素和生物量發(fā)生極顯著下降。48 h共培養(yǎng)的3 g/L細(xì)基江蘺干藻對(duì)微藻生物量抑制作用最強(qiáng)為60.7%；96 h共培養(yǎng)的5 g/L鮮藻對(duì)微藻抑制率最高為55.6%。干藻和鮮藻處理組的微藻光合放氧速率和干藻各處理組微藻的TRo/RC有極顯著下降，說(shuō)明干藻對(duì)微藻主要是造成PSⅡ非QB還原反應(yīng)中心失活。微藻其他葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化大體與裂片石莼結(jié)果相同。
　　4）

6、脆江蘺（Gracilaria chouae）鮮藻與赤潮異彎藻共培養(yǎng)時(shí)，微藻的光合色素和生物量同樣地發(fā)生極顯著下降。96 h共培養(yǎng)的5 g/L大藻對(duì)微藻抑制率最高為44.5%。除72 h共培養(yǎng)中，微藻的ETo/RC有極顯著下降，其他葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化，大體與裂片石莼處理結(jié)果相同。
　　總之，在與赤潮異彎藻共培養(yǎng)初期，干藻比鮮藻的抑制效果更強(qiáng)。與赤潮異彎藻共培養(yǎng)后期，除裂片石莼鮮藻比干藻的抑制效果更好外，其他藻均是干藻的抑制效果優(yōu)于

7、相應(yīng)的鮮藻。大藻鮮藻總體抑藻效果：裂片石莼＞龍須菜＞細(xì)基江蘺＞脆江蘺；大藻干藻總體抑藻效果：龍須菜＞細(xì)基江蘺＞裂片石莼。因?qū)嶒?yàn)中鮮藻發(fā)生自然沉降、干藻和滅菌玻璃珠同時(shí)裝入絹篩封口后沉底，并且每次取樣后隨即補(bǔ)充相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)鹽，故可排除遮光或營(yíng)養(yǎng)鹽競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致微藻產(chǎn)生抑制。由此我們推測(cè)上述四種大藻均可能釋放有活性的化感物質(zhì)，使赤潮異彎藻的生長(zhǎng)抑制、光合放氧減弱，PSⅡ受損。結(jié)果表明，大藻可能是通過(guò)損傷微藻PSⅡ供體側(cè)OEC、降低PSⅡ反應(yīng)中心活性