本文關(guān)鍵詞：大型海藻生長(zhǎng)和光合功能對(duì)不同光環(huán)境條件的響應(yīng)研究

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【摘要】：光是影響大型海藻生長(zhǎng)與光合作用中非常重要的環(huán)境條件,而海藻總是生長(zhǎng)在變化的光照條件(如光強(qiáng)與光質(zhì)的變化)下。本研究以我國(guó)南方海域主要栽培海藻種類龍須菜(Gracilaria lemaneiformis)與壇紫菜(Porphyra haitanensis)、以及重要生態(tài)常見類型海藻石莼(Ulva lactuca)為研究對(duì)象,通過海藻的實(shí)驗(yàn)室受控培養(yǎng),利用生理生態(tài)學(xué)、形態(tài)學(xué)、及生化技術(shù)等分析手段,探討了光強(qiáng)光質(zhì)變化及與其它環(huán)境因素(溫度、鹽度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等)耦合作用對(duì)海藻生長(zhǎng)、光合作用以及活性氧代謝等相關(guān)重要代謝功能的影響;并探討了在不同光質(zhì)背景下經(jīng)濟(jì)海藻與其它海藻的種間競(jìng)爭(zhēng)作用;同時(shí),論文探討了LED光源下不同光質(zhì)對(duì)海藻生長(zhǎng)與光合功能特征,評(píng)估LED光源對(duì)海藻培養(yǎng)的應(yīng)用潛力。研究結(jié)果顯示,270μmol·m~(-2)·s~(-1)高光強(qiáng)水平可顯著抑制龍須菜的生長(zhǎng)及光化學(xué)活性,在高溫31℃培養(yǎng)條件下更為顯著,其光合色素合成受抑制作用顯著,尤其是藻膽蛋白含量明顯降低;高光對(duì)中溫18℃培養(yǎng)下龍須菜抗氧化酶活性誘導(dǎo)顯著,而高溫培養(yǎng)下龍須菜SOD與CAT活性的降低預(yù)示了藻體細(xì)胞功能在極端環(huán)境下的部分受損。龍須菜與壇紫菜在低鹽度10與高鹽度50環(huán)境下光化學(xué)活性顯著受到抑制,其SOD、CAT活性及LPO程度顯著升高;270μmol·m~(-2)·s~(-1)高光強(qiáng)誘導(dǎo)龍須菜與壇紫菜生成過量ROS,高光強(qiáng)對(duì)極端滲透壓下兩種藻的適應(yīng)具有協(xié)同作用;龍須菜較壇紫菜具有更高的短期低滲適應(yīng)能力,而壇紫菜比龍須菜的短期高滲適應(yīng)能力更強(qiáng)。龍須菜在藍(lán)光、綠光與藍(lán)+綠光LED光源下具有較高的光能利用效率,生長(zhǎng)速率也較高,而石莼則在紅光LED與日光燈光源下光合作用效率更高,龍須菜較石莼具有更強(qiáng)的藍(lán)綠光利用能力,而石莼則具有相對(duì)更強(qiáng)的紅光利用能力,兩種藻類對(duì)不同光源的光合利用能力存在差異。兩種藻類的光受體不同,它們對(duì)不同波長(zhǎng)光的利用能力不同,色素的組成與變化差異影響了它們單生與共生時(shí)的生理生態(tài)適應(yīng),不同LED光源培養(yǎng)條件下,石莼的生長(zhǎng)速率及光合作用光能利用效率普遍高于壇紫菜,石莼對(duì)壇紫菜或具有生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)抑制作用,尤其是紅光與日光燈光源培養(yǎng)下這種抑制作用更加顯著。高溫可顯著抑制龍須菜的生長(zhǎng)、光化學(xué)活性及光合作用能力,且紅光LED培養(yǎng)下這種抑制作用更為明顯。高溫31℃生長(zhǎng)龍須菜SOD與CAT活性明顯升高,紅光較藍(lán)光可明顯誘導(dǎo)中溫17℃生長(zhǎng)龍須菜SOD與CAT活性升高,但高溫環(huán)境下藍(lán)光與紅光對(duì)SOD與CAT活性影響差異不顯著。本文研究為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)大型海藻的光生物學(xué)特征提供了重要的理論依據(jù)。本研究表明,在研究大型海藻的生長(zhǎng)及生理代謝應(yīng)對(duì)海洋不同光環(huán)境條件響應(yīng)機(jī)制時(shí),應(yīng)注重與其它環(huán)境因素的耦合生態(tài)效應(yīng),系統(tǒng)地闡述大型海藻在不同光環(huán)境條件下的響應(yīng)趨勢(shì);同時(shí),海藻培養(yǎng)中的LED光源調(diào)控技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)有效且簡(jiǎn)單易行的新方法,具有突出的優(yōu)勢(shì),將在水產(chǎn)養(yǎng)殖及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中具有廣闊前景。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q945

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本文編號(hào)：1306464