大气CO2浓度变化背景下海藻龙须菜与石莼对NH4+加富的响应特性研究

论文摘要

由于人类活动、气候变化以及大型海藻本身生理代谢的影响,大型海藻所处的海洋环境中无机碳和NH4+浓度总是发生变化。这种变化的碳、氮浓度将影响海藻的生理特性。本文以我国南方海域普遍栽培的经济海藻龙须菜（Gracilariopsis lemaneiformis）和其附生海藻石莼（Ulva lactuca）为研究材料,设置不同的NH4+浓度,探讨大型海藻的生长、光合作用及生化组成对NH4+浓度梯度变化的响应,以及大气CO2浓度升高对该响应的影响;并探讨了在高浓度NH4+条件下培养的大型海藻的生长、光合作用和生化组成对碳限制状况的响应。主要研究结果如下:1.在四种NH4+浓度(对照组（不添加NH4+）,富营养化条件(100μmol·L-1),高富营养化条件(500μmol·L-1),超富营养化条件(2500μmol·L-1))和两种CO2水平（正常空气水平（390 ppm）和高CO2水平（1000 ppm））条件下培养龙须菜和石莼。实验结果表明,富营养化条件能显著促进两种海藻的相对生长速率（RGR）和最大光合速率（Pm）,同时显著增加了龙须菜的叶绿素a（Chl a）含量和石莼的可溶性蛋白（SP）含量。当NH4+浓度不小于100μmol·L-1时,两种海藻的RGR均随NH4+浓度升高而下降,龙须菜的Pm、Chl a含量和T-AOC也随NH4+浓度升高而下降,但龙须菜的SP含量先升高再下降,而石莼的SP含量随NH4+浓度升高而增加。在超富营养化条件下,龙须菜RGR为负值,显著低于对照组,但石莼的RGR与对照无显著性差异。在超富营养化条件下,高CO2条件显著增加了龙须菜的RGR,同时显著促进了龙须菜的光合作用。尽管如此,在超富营养化加高CO2条件下,龙须菜的RGR仍远低于石莼。这表明富营养化条件对两种海藻均有利。随着NH4+浓度升高,NH4+对海藻的毒性增强,并且对龙须菜的毒性大于石莼。超富营养条件下,大气CO2浓度升高能显著缓解龙须菜的生长及光合作用受到的NH4+胁迫。尽管如此,在高浓度NH4+和高大气CO2浓度环境中,龙须菜在与石莼的竞争中仍将处于劣势。2.在两种NH4+浓度(对照组（AA,不添加NH4+）和高NH4+浓度(EA,2000μmol·L-1))和两种CO2水平（正常空气水平（AC）和低CO2水平（DC,通过高浓度NaOH溶液洗气瓶除去空气中的CO2））条件下培养两种海藻。结果表明,EA条件显著降低了龙须菜的RGR,对石莼的RGR有不显著的促进作用。EA条件下,龙须菜和石莼的光合作用及色素含量均受到显著抑制,但石莼的SP含量和T-AOC则有显著提升。AA条件下,DC条件对龙须菜和石莼的RGR和光合作用均有抑制趋势,但不显著。然而,在EA条件下,龙须菜的SP含量和T-AOC对DC条件表现出更强的负面响应。此外,DC条件也对在EA条件下的石莼的RGR、Pn、SP含量及T-AOC表现出更强的负面影响。这表明,石莼对EA条件具有比龙须菜更高的耐受性,并且这种耐受性可能与SP和T-AOC有关。此外,DC条件对龙须菜和石莼的影响均不显著,但EA条件能增强DC条件的影响。综上所述,较低范围内NH4+浓度的升高对两种海藻的生长均有利,但过高的NH4+浓度对两种海藻的生长均有抑制作用。在高浓度NH4+条件下,碳供应充足能够显著缓解龙须菜的生长及光合作用受到的胁迫,碳限制则对其无显著影响。另一方面,高NH4+条件下,充足的碳供应提高了石莼的光合速率,碳限制则降低了其光合速率。NH4+浓度较低条件下,碳供应情况对石莼的生长影响较小,但高浓度NH4+条件下碳供应增加或减少对石莼生长均有抑制趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词（Abbreviations）
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•     1.1.1 近岸海域富营养化
• 2浓度升高'>    1.1.2 大气CO₂浓度升高
•     1.1.3 碳限制环境条件
• 4⁺和CO₂利用机制'>  1.2 海藻的NH₄⁺和CO₂利用机制
• 4⁺利用机制'>    1.2.1 海藻的NH₄⁺利用机制
• 2利用机制'>    1.2.2 海藻的CO₂利用机制
• 4⁺浓度升高和大气CO₂浓度变化对大型海藻的影响'>  1.3 海水中NH₄⁺浓度升高和大气CO₂浓度变化对大型海藻的影响
• 4⁺浓度升高对大型海藻的影响'>    1.3.1 海水中NH₄⁺浓度升高对大型海藻的影响
•     1.3.2 海水中无机碳浓度变化对大型海藻的影响
•   1.4 研究对象、目的和内容
•     1.4.1 研究对象
•     1.4.2 选题依据及研究内容
• 第二章 实验材料与方法
•   2.1 实验试剂与仪器
•     2.1.1 实验试剂
•     2.1.2 主要仪器
•   2.2 实验材料
•   2.3 各指标测定方法
•     2.3.1 碳酸盐体系中的海水总碱度和pH值的测定
•     2.3.2 相对生长速率的测定
•     2.3.3 光合放氧速率与光照响应曲线的测定
•     2.3.4 叶绿素和类胡萝卜素含量的测定
•     2.3.5 可溶性蛋白含量的测定
•     2.3.6 总抗氧化能力的测定
•   2.4 统计分析
• 2和NH₄⁺升高对经济海藻龙须菜及其附生藻石莼的生长生理特性的影响'>第三章 CO₂和NH₄⁺升高对经济海藻龙须菜及其附生藻石莼的生长生理特性的影响
•   3.1 引言
•   3.2 材料与方法
•     3.2.1 实验材料和培养条件
•     3.2.2 实验处理
•     3.2.3 测定方法
•     3.2.4 统计与分析
•   3.3 结果
•     3.3.1 相对生长速率
•     3.3.2 P-I曲线
•     3.3.3 光合色素和可溶性蛋白含量
•     3.3.4 总抗氧化能力
•   3.4 讨论
•     3.4.1 两种海藻对富营养化的适应
• 4⁺对两种海藻的毒性'>    3.4.2 NH₄⁺对两种海藻的毒性
• 2浓度升高对藻类所受NH₄⁺毒害的影响'>    3.4.3 CO₂浓度升高对藻类所受NH₄⁺毒害的影响
•     3.4.4 生态学意义
•   3.5 本章小结
• 2降低和NH₄⁺升高对经济海藻龙须菜及其附生藻石莼混合培养下的生长生理特性的影响'>第四章 CO₂降低和NH₄⁺升高对经济海藻龙须菜及其附生藻石莼混合培养下的生长生理特性的影响
•   4.1 引言
•   4.2 材料与方法
•     4.2.1 实验材料和培养条件
•     4.2.2 实验处理
•     4.2.3 测定方法
•     4.2.4 统计与分析
•   4.3 结果
•     4.3.1 相对生长速率
•     4.3.2 光合和呼吸速率
•     4.3.3 光合色素含量
•     4.3.4 可溶性蛋白含量
•     4.3.5 总抗氧化能力
•   4.4 讨论
• 4⁺浓度和CO₂浓度条件下的种间竞争'>    4.4.1 在当前NH₄⁺浓度和CO₂浓度条件下的种间竞争
• 2条件下NH₄⁺升高对两种海藻的影响'>    4.4.2 当前CO₂条件下NH₄⁺升高对两种海藻的影响
• 4⁺条件下CO₂降低对两种海藻的影响'>    4.4.3 当前NH₄⁺条件下CO₂降低对两种海藻的影响
• 4⁺条件下CO₂降低对两种海藻的影响'>    4.4.4 高浓度NH₄⁺条件下CO₂降低对两种海藻的影响
•   4.5 本章小结
• 结论与展望
•   1.结论
•   2.展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 姬治委

导师: 邹定辉

关键词: 富营养化,大型海藻,光合作用

来源: 华南理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 华南理工大学

分类号: Q945

DOI: 10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.004627

总页数: 75

文件大小: 3257K

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