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金潮原因种铜藻（Sargassum horneri）对关键环境因子的生理响应与机理解析

2020-12-08阅读(441)

金潮原因种铜藻（Sargassum horneri）对关键环境因子的生理响应与机理解析

论文摘要

自2015年以来,由漂浮铜藻（Sargassum horneri）形成的金潮在我国黄海及东海近海的出现频次和分布面积均呈大幅上升态势,这预示着继绿潮之后,金潮将可能成为又一个对我国沿海造成重大影响的生态灾害。为了揭示铜藻在漂浮过程中生物量迅速累积并最终发展为金潮的生理生态学机理,本研究以金潮原因种铜藻为研究对象,探讨其无机碳利用的基本特性及重要环境因子光照、温度和营养盐对其生长和光合生理特性的影响,以期为金潮暴发机制的研究提供一定的参考。主要研究结果如下:1、无机碳利用研究显示:TRIS缓冲剂对铜藻的固碳速率无显著影响（P>0.05）,而胞外碳酸酐酶抑制剂（AZ）、总碳酸酐酶抑制剂（EZ）及阴离子交换蛋白抑制剂（DIDS）均显著（P<0.05）抑制铜藻的固碳速率且抑制效率从大至小依次为DIDS>EZ>AZ。藻体的固碳速率随着外源无机碳浓度的增加而增加,并渐趋饱和。此外,藻体的最大固碳速率(Vmax)随着pH的升高而降低,而半饱和常数(K0.5)则随着pH的升高而升高,藻体的pH补偿点为9.0左右。表明铜藻光合固碳过程中存在的多种无机碳利用方式,这可能使其在断裂漂浮后能够迅速吸收海水中的外源无机碳而快速生长。2、光强与营养盐的研究显示:硝氮浓度相同时,铜藻的生长速率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、氮吸收速率、最大光合速率(Pmax)随着光照强度的增加而增加;磷浓度相同时,生长速率、可溶性蛋白含量、磷吸收速率、Pmax随着光照强度的增加而增加。同一光照强度下,色素及可溶性蛋白含量、氮吸收速率及Pmax随氮浓度的增加而增加;与自然海水相比,硝氮加富促进了铜藻的生长、色素合成、氮的吸收速率及Pmax;磷的加富促进了铜藻的可溶性蛋白含量、磷吸收速率及Pmax。表明藻体在漂浮过程中,海水富营养化及表层的强光照射能刺激其生长和光合作用。3、温度与营养盐的研究显示:氮浓度相同时,生长速率、可溶性蛋白含量、Pmax随着温度的升高先增加后减少。磷浓度相同时,生长速率、色素含量、可溶性蛋白含量及磷吸收速率随着温度的升高先增加后降低。同一温度下,生长速率、色素含量、可溶性糖含量随着氮浓度的增加而增加,而Pmax随着氮浓度的增加先增加后减少;可溶性蛋白含量及磷吸收速率随着磷浓度的增加而增加。表明藻体在漂浮过程中,适宜的温度和富营养化的海水能够刺激铜藻的生长和光合作用。以上结果表明铜藻既可以利用海水中的CO2也可以利用HCO3-进行光合作用;并且铜藻对HCO3-的吸收存在通过阴离子交换蛋白直接转运吸收和利用碳酸酐酶将HCO3-转化为CO2后再吸收两种方式。铜藻对HCO3-的高效吸收利用能力可能是保证其维持较高光合作用、快速积累生物量并最终演变为金潮的重要因素之一。与此同时,铜藻断裂后漂浮于海面极易获得较高光强和适宜的温度条件而快速生长;而近岸富营养化海水中的高氮、高磷条件则会进一步刺激其生长及光合潜能,进而加剧铜藻金潮的暴发。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.金潮的暴发及研究进展
  •     1.1 近海富营养化及其影响
  •     1.2 金潮的暴发及其危害
  •     1.3 金潮藻的研究进展
  •   2.关键环境因子对大型海藻生理影响的研究进展
  •     2.1 光照
  •     2.2 温度
  •     2.3 营养盐
  •     2.4 其他环境因子
  •     2.5 双因子或多因子耦合效应
  •   3.铜藻
  •     3.1 铜藻的概况
  •     3.2 铜藻金潮的产生及其危害
  •     3.3 铜藻的生理学研究进展
  •   4.论文选题的依据、目的和意义
  •   5.论文的研究内容
  • 第二章 铜藻对外源无机碳利用特征的初步研究
  •   1.材料
  •     1.1 试剂
  •     1.2 仪器
  •   2.实验方法
  •     2.1 光合固碳速率的测定
  •     2.2 光合作用-无机碳响应曲线（P-C曲线）的测定
  •     2.3 pH漂移曲线（pH-drift）及pH补偿点的测定
  •     2.4 不同 pH、缓冲剂、抑制剂处理
  •     2.5 统计分析
  •   3.实验结果
  •     3.1 缓冲液TRIS、抑制剂对铜藻光合固碳的影响
  •     3.2 不同pH值下铜藻光合固碳对对无机碳（Ci）浓度的响应
  •     3.3 pH补偿点
  •   4.讨论
  •   5.小结
  • 第三章 光强与营养盐对铜藻生长和光合生理的影响
  •   1.材料
  •     1.1 试剂
  •     1.2 仪器
  •   2.实验方法
  •     2.1 培养条件的设置
  •       2.1.1 光照强度和氮浓度
  •       2.1.2 光照强度和磷浓度
  •     2.2 生长测定
  •     2.3 光合色素的含量测定
  •     2.4 可溶性糖含量测定
  •     2.5 可溶性蛋白含量测定
  •     2.6 氮、磷吸收速率测定
  •     2.7 光合作用的测定及光合参数的计算
  •     2.8 统计分析
  •   3.实验结果
  •     3.1 光强和硝氮水平对铜藻生长和光合生理的影响
  •       3.1.1 对相对生长速率的影响
  •       3.1.2 对色素含量的影响
  •       3.1.3 对可溶性糖含量的影响
  •       3.1.4 对可溶性蛋白含量的影响
  •       3.1.5 对氮吸收速率的影响
  •       3.1.6 对光合作用的影响
  •     3.2 光强和磷水平对铜藻生长和光合生理的影响
  •       3.2.1 对相对生长速率的影响
  •       3.2.2 对色素含量的影响
  •       3.2.3 对可溶性糖含量的影响
  •       3.2.4 对可溶性蛋白含量的影响
  •       3.2.5 对磷吸收速率的影响
  •       3.2.6 对光合作用的影响
  •   4.讨论
  •     4.1 光强和硝氮水平对铜藻生长和光合作用的影响
  •     4.2 光强和磷水平对铜藻生长和光合作用的影响
  •   5.小结
  • 第四章 营养盐与温度对铜藻光合生理的影响
  •   1.材料
  •     1.1 试剂
  •     1.2 仪器
  •   2.实验方法
  •     2.1 培养条件的设置
  •       2.1.1 温度和不同氮培养条件
  •       2.1.2 温度和不同磷培养条件
  •     2.2 其他指标的测定
  •     2.3 统计分析
  •   3.实验结果
  •     3.1 温度和硝氮水平对铜藻生长和光合生理的影响
  •       3.1.1 对相对生长速率的影响
  •       3.1.2 对色素含量的影响
  •       3.1.3 对可溶性糖含量的影响
  •       3.1.4 对可溶性蛋白含量的影响
  •       3.1.5 对氮吸收速率的影响
  •       3.1.6 对光合作用的影响
  •     3.2 温度和磷水平对铜藻生长和光合生理的影响
  •       3.2.1 对相对生长速率的影响
  •       3.2.2 对色素含量的影响
  •       3.2.3 对可溶性糖含量的影响
  •       3.2.4 对可溶性蛋白含量的影响
  •       3.2.5 对磷吸收速率的影响
  •       3.2.6 对光合作用的影响
  •   4.讨论
  •     4.1 温度和硝氮水平对铜藻的生长和光合作用的影响
  •     4.2 温度和磷水平对铜藻的生长和光合作用的影响
  •   5.小结
  • 第五章 总结
  •   1.结论
  •   2.展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在校期间成果及发表论文情况

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 刘婷

    导师: 马增岭

    关键词: 铜藻,金潮,无机碳,光照强度,温度,生长,光合作用

    来源: 温州大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,海洋学,环境科学与资源利用

    单位: 温州大学

    分类号: Q945;X55

    总页数: 90

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