铜绿微囊藻的二氧化碳浓缩机制及UV-B辐射对其影响的研究

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许多藻类尤其是蓝藻可以通过二氧化碳浓缩机制(CO2 concentrating mechanisms,CCM)提高胞内CO2浓度,用以弥补其Rubisco对CO2过低的亲和力。不同的生物或者同种生物由于生存环境条件的不同而有不同的CCM。CCM的调节对细胞能量和营养物质的分配相当重要,同时许多环境因子也可以影响其组分的表达。本文在综述了蓝藻的二氧化碳浓缩机制的基础上对有害水华蓝藻之一铜绿微囊藻的二氧化碳浓缩机制及紫外线-B(UV-B)对此机制的影响进行了探讨。铜绿微囊藻能够直接利用HCO3-进行光合作用,在通空气培养时具有多种二氧化碳(CO2)和碳酸氢根(HCO3-)转运系统;其羧体一般为五角形或者圆形,数目为3.41±1.37个。经过长期的UV-B辐射,铜绿微囊藻的最大光合放氧速率几乎没有变化,但是对外界无机碳的表观亲和力却显著增加。在胞外无机碳浓度为150μmol·L-1KHCO3及pH8.0条件下,Na+依赖型的HCO3-转运子对光合作用的贡献份额由对照样品的43.4-40.2%降低到UV-B处理样的34.5-31.9%,而Na+非依赖型的HCO3-转运子对光合作用的贡献份额由对照样品的8.7%增加到处理样的18.3%。CO2转运系统对UV-B辅射没有HCO3-转运系统敏感,它们对光合作用的贡献份额几乎没有变化,在对照样和处理样中分别为47.9-51.0%和49.8-47.2%。虽然UV-B辐射对不同无机碳转运子的影响不同,但是总的DIC(溶解性Ci)转运几乎不受影响。经过长期UV-B辐射,铜绿微囊藻细胞内羧体的形状虽然没有变化但是数目减少到2.70±1.18个。因此,铜绿微囊藻可以通过有效地调节自身的二氧化碳浓缩机制运转以适应外界UV-B的长期辐射。
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