大氣CO₂濃度升高使得水體碳酸鹽體系改變,從而影響水中浮游植物。微藻作為水中初級生產(chǎn)力,由于可以產(chǎn)生多種代謝物質(zhì)而被認(rèn)為具有良好的商業(yè)應(yīng)用前景。微擬球藻、杜氏鹽藻、普通小球藻、牟氏角毛藻及萊茵衣藻是餌料藻的典型代表。很多關(guān)于微藻應(yīng)對CO₂升高的響應(yīng)研究都停留在短期酸化（ST）,長期酸化（LT）相對較少。本文在模擬當(dāng)前（400μatm）和未來（1000μatm）大氣CO₂濃度的基礎(chǔ)上研究了短期酸化和長期酸化對微擬球藻、杜氏鹽藻及普通小球藻顯微結(jié)構(gòu)的影響,并且研究了ST和LT下牟氏角毛藻、杜氏鹽藻及萊茵衣藻脂肪酸和氨基酸組成的變化。為了探討微藻生理變化的內(nèi)在原因,我們研究了ST和LT下牟氏角毛藻的分子響應(yīng)機制。研究結(jié)果顯示,ST和LT條件下微擬球藻細胞內(nèi)葉綠體數(shù)量增多。ST促進杜氏鹽藻葉綠體發(fā)育,但是LT下鹽藻類囊體片層缺失,這與其光合作用結(jié)果一致;ST和LT下鹽藻淀粉粒數(shù)目增多。對于普通小球藻,ST和LT下類囊體包裹的淀粉粒數(shù)量減少,但是細胞內(nèi)油體增多,說明CO₂濃度升高可能會減少其碳水化合物的含量但... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文21CHL：葉綠體；N：細胞核；Ns：核仁；M：線粒體圖2-1三種培養(yǎng)條件下（A:正常培養(yǎng)（×60000）；B:短期酸化（×50000）；C:長期酸化（×50000））微擬球藻的超微結(jié)構(gòu)Fig.2-1TheultrastructureofNannochloropsisoceanicagrownunderthreecultureconditions(A:CK(×60000);B:ST(×50000);C:LT(×50000)).2.2.2水體酸化對杜氏鹽藻顯微結(jié)構(gòu)的影響如圖2-2展現(xiàn)的是杜氏鹽藻在三種培養(yǎng)條件下的細胞結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出，鹽藻細胞形狀接近橢圓形或梨形，具有鞭毛，位于細胞的前端，而其葉綠體大多分布于后半部分，占據(jù)細胞將近一半的空間。細胞核位于細胞的前段部分，類囊體內(nèi)夾雜著淀粉粒，并且含有一個被淀粉鞘包圍的蛋白核，類囊體從各個方向插入蛋白核從而將光合作用初期產(chǎn)物儲存在蛋白核中，而這些產(chǎn)物后期會轉(zhuǎn)化為淀粉。我們的結(jié)果顯示，水體酸化對杜氏鹽藻細胞結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在淀粉粒和類囊體上，ST和LT條件下，淀粉粒數(shù)目明顯增多，LT下尤為明顯，說明CO2濃度升高可能會促進鹽藻碳水化合物的積累。被淀粉鞘包圍的蛋白核在葉綠體中占據(jù)了很大的空間，ST促進了杜氏鹽藻葉綠體的發(fā)育，類囊體片層清晰，而LT下類囊體片層有所缺失，發(fā)生斷裂，使得運輸?shù)降鞍缀说墓夂献饔卯a(chǎn)物減少，必然會影響蛋白核的發(fā)育，正如圖2-2C所見，LT下鹽藻的蛋白核稍有減小，Miyachi等人[66]研究發(fā)現(xiàn)小球藻和斜生藻在低CO2濃度下蛋白核比高CO2濃度下發(fā)育良好，近期研究表明，藻類蛋白核除了儲存物質(zhì)之外，還可能參與CCM機制，固定Rubisco，LT下蛋白核的變化可能會導(dǎo)致鹽藻的光合作用受到影響，這與我們的光合作用結(jié)果是一致的，我們的結(jié)果顯示（圖3-2B），ST明顯促進了鹽藻的光合作用，而LT對鹽藻光合有不明顯的抑制作用。LT下，

水體酸化對幾種微藻顯微結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)成分的影響22PY：蛋白核；SS：淀粉鞘；S：淀粉粒；TH：類囊體；N：細胞核；Ns：核仁；F：鞭毛圖2-2三種培養(yǎng)條件下（A:正常培養(yǎng)；B:短期酸化；C:長期酸化）杜氏鹽藻超微結(jié)構(gòu)（×20000）Fig.2-2TheultrastructureofDunaliellasalinagrownunderthreecultureconditions(A:CK;B:ST;C:LT)（×20000）.2.2.3水體酸化對普通小球藻顯微結(jié)構(gòu)的影響圖2-3展示的是普通小球藻在三種培養(yǎng)條件下的細胞結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出，ST和LT都對普通小球藻的細胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了顯著的影響，其中，ST和LT下，類囊體內(nèi)包裹的淀粉粒數(shù)量與CK相比有所減少，這與杜氏鹽藻的結(jié)果相反；ST和LT下小球藻油體的數(shù)量增多，說明CO2濃度升高會促進小球藻油脂的積累。上述有關(guān)結(jié)論與Liang[115]等人對普通小球藻在ST和LT下的生理研究結(jié)果保持一致。線粒體在ST下和LT下數(shù)量均有所上升，線粒體在代謝過程中發(fā)揮重要作用，我們的結(jié)果表明CO2濃度升高可能會促進普通小球藻的呼吸代謝作用。ST和LT下小球藻的細胞壁脫落，可能是其應(yīng)對較高濃度CO2脅迫的一種響應(yīng)。當(dāng)然僅憑微藻顯微結(jié)構(gòu)的變化并不能全面地預(yù)測其生理生化組成及含量方面的變化，具體的還需要更多生理方面的實驗來證明，甚至必要時候還需要結(jié)合轉(zhuǎn)錄組及代謝組學(xué)等方面的實驗來解釋。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同光照強度下仙掌藻（Halimeda opuntia）對海洋酸化的生理響應(yīng)[J]. 韋章良,莫嘉豪,胡群菊,嚴(yán)銳飛,龍超,丁德文,楊芳芳,龍麗娟.  海洋通報. 2019(05)
[2]CO2對鹽藻生長及物質(zhì)積累的影響[J]. 楊曉玲,郭金耀.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2012(05)
[3]海洋酸化對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響研究進展[J]. 張成龍,黃暉,黃良民,劉勝.  生態(tài)學(xué)報. 2012(05)
[4]飼糧精氨酸與丙氨酸對環(huán)江香豬肉質(zhì)、氨基酸組成及抗氧化功能的影響[J]. 吳琛,劉俊鋒,孔祥峰,楊煥勝,印遇龍,楊家晃.  動物營養(yǎng)學(xué)報. 2012(03)
[5]海洋酸化正負(fù)效應(yīng):藻類的生理學(xué)響應(yīng)[J]. 高坤山.  廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(02)
[6]鹽藻多糖體內(nèi)抑菌及抗炎作用的研究[J]. 尹鴻萍,盛玉青.  中國生化藥物雜志. 2006(06)
[7]不同CO2濃度下培養(yǎng)的蛋白核小球藻細胞結(jié)構(gòu)的變化[J]. 夏建榮,高坤山.  武漢植物學(xué)研究. 2002(05)
[8]CO2濃度倍增對牟氏角毛藻生長和光合作用的影響[J]. 胡晗華,高坤山.  水生生物學(xué)報. 2001(06)

博士論文
[1]海洋微藻對UV-B輻射增強與CO2加富共同作用的復(fù)合響應(yīng)[D]. 于娟.中國海洋大學(xué) 2004

碩士論文
[1]幾種微藻對水體酸化的生理響應(yīng)[D]. 石蕾.青島科技大學(xué) 2018



本文編號：3071546