微囊藻水华生消过程中其CO2浓缩机制的响应

The Cyanbacterium Microcystis is the most common blooming -forming species in eutrophicated water bodies. In the test the Microcystis is investigated by the physiological and biochemical measurements of oxygen electrode, chlorophyll fluorescence quenching, silicone fluid-filtering centrifugation, 14C isotope, protein eletrophoresis and Real time quatitative PCR in order to get insight into environmental response mechanisms of CO2 concentrating mechanisms (CCM) and the eco-physiological advantages of the organisms during the Microcystis bloom. We examine utilization of extracellular inorganic carbon species and affinity ,and differential expression of CCM-related genes at RNA and protein levels under different nutrient (N, P, N:P, etc) levels and their interaction with different irradiance and temperature levels, and study responses of the growth rate and nutrient absorb efficiency to inhibition of CCM, and the relationship of the growth rate and nutrient absorb efficiency with the CCM at two strains of unicellular and colonial Microcystis.

微囊藻属（Microcystis Kützing）是蓝藻中一个很重要的类群，微囊藻水华是通常占据蓝藻水华的主要类型。本研究以蓝藻微囊藻（Microcystis）为实验材料，以生理、生化技术（氧电极分析、叶绿素荧光淬灭技术、硅氧烷液体离心、14C同位素分析、蛋白质电泳、实时定量PCR）为主要研究手段和方法，在不同营养（N、P、N:P等）条件结合不同光、温水平的实验条件下，研究藻细胞对外源无机碳的利用形式以及亲和力的变化，与CO2浓缩机制相关基因在RNA和蛋白水平上的表达差异，研究在CO2浓缩机制受抑制状态下，该藻生长速率以及对外源营养盐吸收效率的变化，研究该藻在单细胞和群体两种形态下其生长速率以及营养盐吸收效率与CO2浓缩机制的关系，通过这些研究，为阐明该藻在水华生消过程中其光合CO2浓缩机制的环境响应机理提供实验证据，对理解环境因子诱发微囊藻水华形成有重要的生理生态学意义。

微囊藻属（Microcystis Kützing）是蓝藻中一个很重要的类群，微囊藻水华是通常占据蓝藻水华的主要类型。铜绿微囊藻在静止和通气条件下，其最大光合速率随着P浓度的增加而提高，在紫外照射下其最大光合能力随着辐照剂量的增加而下降，在4KJ时下降了10-20%，在1% CO2时，其最大光合能力与通气时相比下降了10-20%。无机碳亲和力在静止条件下与通气相比有7-20倍的增加，随着培养液中P浓度的增加其亲和力下降，在紫外照射下其无机碳亲和力呈现下降趋势并随着剂量增加而降幅加大。这些实验结果表明P浓度的增加能明显提高藻细胞的光合能力，而强紫外辐射明显降低藻细胞光合能力。藻细胞无机碳亲和力在静止条件下以及低P时明显被诱导提高，而紫外照射则对无机碳亲和力有明显抑制作用。藻细胞从高CO2转移至低CO2时，叶绿素荧光实验表明，其rERT(I)和rERT(II)的值以及Y(I)/Y(II)比值均呈下降趋势，而NPQ明显上升，这些结果表明在碳利用受限时，PSI和PSII电子传递速率以及环式电子传递速率下调而热耗散效率提高。