盐度、酸化和UV辐射对中肋骨条藻光合生理的影响

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全球气候变化导致海洋变暖,使得海冰覆盖减少,可能会导致海水盐度发生变化,气候变化引起的强降水也会影响地表盐度。空气中CO2浓度的持续上升,引起海洋酸化,与此同时,人为活动增加导致海洋中受到的UV辐射增强。硅藻在生态系统循环中有着关键作用。所以,本文采用全波段太阳光模拟器(Sol 1200,Honle GmbH,Germany)模拟太阳光普中的可见光和UV辐射,研究对象是中肋骨条藻,研究海洋酸化、海水盐度降低、阳光UV辐射增强对中肋骨条藻光合生理和作用方式的影响。主要结果如下:海水盐度降低至15‰,藻细胞生长速率呈下降趋势。高光辐射(PAR、PAR+UVR)处理下其Fv/Fm值均随时间增长而下降,且PAR+UVR处理下受抑制程度更明显,海水盐度降低会加剧Fv/Fm值的降低。盐度降低对中肋骨条藻的PsbA蛋白含量无显著影响,但是UV辐射使得光系统II反应中心的PsbA含量显著下降。PAR+UVR辐射处理使藻细胞的NPQs值显著上升,盐度降低加剧了UV辐射使其NPQs值上升趋势。并且,PAR+UVR辐射下的CAT、SOD值显著高于PAR处理下的值。CO2浓度升高使藻细胞的生长速率增加。其中,rETRmax和IK值在高光的耦合作用下进一步升高。酸化使藻细胞的NPQs值显著上升,与盐度降低耦合处理后又进一步升高。同时,CO2浓度升高使中肋骨条藻的KPsbA上升,尤其是盐度降低条件下藻细胞的KPsbA值进一步升高。同时,酸化却使该藻的Krec数值显著升高,说明酸化提高了其修复能力。不同盐度培养条件下,适应酸化条件后其光系统II的Fv/Fm无显著差异,PAR+UVR辐射处理下Fv/Fm值显著降低。同时,UV辐射显著降低藻细胞光系统II的蛋白含量。不同培养条件下,在中肋骨条藻的快速光曲线中α数值变化不大,UV辐射下具有较高的相对最大电子效率rETRmax及半饱和光强IK值,盐度降低(15‰)进一步增加了PAR、PAR+UVR辐射对藻细胞rETRmax及IK值的提高,酸化处理也加剧了盐度降低和UV辐射对对藻细胞rETRmax及IK值的提高。另外,UV辐射进一步加剧了盐度降低及海洋酸化对KPsbA值的上升趋势,UV辐射降低了酸化和盐度降低的Krec的升高。总之,海水盐度降低抑制了藻细胞的生长,UV辐射是抑制作用更加显著,海洋酸化条件下光系统II的Fv/Fm和α均无明显差异,但UV辐射又会加剧盐度降低和海洋酸化耦合作用对中肋骨条藻的光合效率抑制。因此,在未来海水盐度降低、阳光UV辐射增强、海洋酸化的海洋条件下,中肋骨条藻生长会受到抑制。然而,自然海洋环境中的环境因子的综合影响要复杂的多,这还需要进行更多的研究。
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