盐度胁迫对脆江蓠（Gracilaria chouae）光合特性及碳代谢途径的影响研究

论文摘要

作为地球上最重要的化学反应,光合作用为整个地球提供能量来源,显著影响着藻类的生长发育及产量。短期高盐海水浸泡使藻体软化的方法,能有效减少夹苗损失,且不影响藻体后续生长和产量。为探讨盐度胁迫对脆江蓠光合作用的影响,了解盐度胁迫下脆江蓠的生理响应规律,本文采用实验生态学的方法,以脆江蓠（Gracilaria chouae）作为研究对象,研究了短期高盐胁迫对藻体pH补偿点、光合作用荧光特性、光合作用产氧量（RO）和光合色素组成等光合生理生化指标以及抗氧化酶活性和光合作用酶活性的影响。研究了低盐和高盐胁迫下脆江蓠的pH补偿点、稳定碳同位素比率以及光合碳代谢C3和C4的途径关键酶活性以及C3和C4的途径关键的代谢产物含量的变化情况。以下为主要研究结果:1.短时间高盐处理对脆江蓠光合生理生化指标的影响脆江蓠（Gracilaria chouae）藻体脆性大,短时间高盐海水浸泡可使其软化,有利于规模夹苗生产。采用实验生态学方法研究短期高盐胁迫对脆江蓠光合生理及生化组成的影响,以探讨高盐对其光合系统的损伤及其恢复效果。实验设置5个盐度梯度（40、45、50、55、60）,自然海水作为对照（盐度33）,分析盐度处理1h内脆江蓠的失水率及藻体软化程度;同时研究了高盐处理0.5 h及不同恢复时间（12 h、24 h）对脆江蓠pH补偿点、光合作用荧光特性、光合作用产氧量（RO）和光合色素组成等光合生理生化指标的影响。结果表明,脆江蓠在盐度5055的海水中浸泡0.5 h效果较好,此时藻体软化,并且经过24 h恢复后,藻体光合作用参数可恢复到对照组水平,该处理条件可以用于脆江蓠生产。除盐度55外,经其余各盐度处理0.5 h后,脆江蓠RO值显著低于对照组（P<0.05）,pH补偿点在盐度50-60时显著低于对照组（P<0.05）。实际光合效率Y（Ⅱ）值在盐度45以后明显低于对照组（P<0.05）,PE含量随盐度增加明显增加;恢复24 h后Fv/Fm和Y（Ⅱ）值、,叶绿素Chla、类胡萝卜素Car、藻红蛋白PE和藻蓝蛋白PC含量均恢复到与对照组无显著性差异水平（P>0.05）。2.短期高盐胁迫对脆江蓠抗氧化酶活性及光合酶活性的影响采用实验生态学方法,研究了脆江蓠（Gracilaria chouae）相关酶活性对短期高盐胁迫的响应,旨在为提高脆江蓠规模化养殖夹苗效率提供理论依据。实验设置5个盐度梯度（40、45、50、55、60）,自然海水作为对照,研究了高盐处理0.5h及自然海水恢复12 h和24 h对脆江蓠抗氧化酶和光合酶活性的影响。结果表明:高盐胁迫0.5 h后,脆江蓠MDA含量和抗氧化酶SOD活性在盐度55时与对照组相比显著升高（P<0.05）,POD活性呈波动变化,CAT活性逐渐降低但差异不显著（P>0.05）。上述抗氧化酶活性均在盐度50-55时出现极值;脆江蓠的C3代谢途径关键酶Rubisco活性随盐度增加逐渐降低,盐度50以后显著低于对照组（P<0.05）,C4代谢途径关键酶NADP-MDH活性在盐度55时显著高于对照组（P<0.05）,CA含量随盐度升高略有增加。与盐处理0.5 h相比,恢复时间的增加,脆江蓠SOD、POD、CAT活性逐渐升高,MDA含量显明显降低;Rubisco活性逐渐升高,NADP-MDH活性逐渐降低,CA含量波动变化。3.盐度胁迫对脆江蓠光合碳代谢途径的影响实验设置10、32和55低中高3个盐度梯度（盐度32为自然海水处理组）,研究了盐度处理1d、3d和6d对脆江蓠（Gracilaria chouae）pH补偿点、稳定碳同位素比率以及C3和C4光合碳同化途径关键酶活性和关键代谢产物含量的影响。结果表明,不同胁迫时间下,藻体pH补偿点随盐度增加先升高后降低,盐度32组均在9以上,盐度55组均小于9且随胁迫时间增加显著降低（P<0.05）。盐处理6d,各盐度处理组间δ13C（‰）显著显著（P<0.05）,且随盐度增加显著减小。盐度10处理组δ13C（‰）值随处理时间的增加明显降低。各胁迫时间下,盐度55处理组δ13C（‰）值均明显高于盐度10和32组且均小于-28‰。Rubisco活性在胁迫初期（1d）随盐度增加,与对照组相比无显著性变化（P>0.05）,随着处理时间增加,盐度55处理组Rubisco活性显著高于盐度10处理组（P<0.05）。RAC活性具有相同变化趋势。随胁迫时间增加,PEPC活性在盐度10处理组间无显著性差异（P>0.05）,在盐度55组显著升高,且明显高于盐度10和32组（P<0.05）,PPDK和NADP-MDH活性随胁迫时间和胁迫盐度增加显著升高。与自然海水组（盐度32）相比,盐度10和55处理组,C3途径关键代谢产物3-磷酸甘油醛、3-磷酸甘油酸、果糖-6-磷酸、葡糖糖-6-磷酸和磷酸二羟丙酮含量以及C4途径关键代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸含量在盐处理1d时均明显下降,盐处理6d,C3途径关键代谢产物果糖-6-磷酸、葡糖糖-6-磷酸和核酮糖-磷酸酯含量随盐度增加逐渐增加,C4途径关键代谢产物磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸含量在盐度55组明显高于其他盐度处理组。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景
•     1.1.1 脆江蓠的养殖与栽培
•     1.1.2 脆江蓠的应用价值与相关研究工作
•   1.2 盐度对藻类的影响及盐度胁迫下藻体的适应机制
•     1.2.1 盐度对藻类的损伤
•     1.2.2 藻类的耐盐机制
•       1.2.2.1 渗透调节
•       1.2.2.2 抗氧化系统
•       1.2.2.3 光合碳代谢路径的改变
•       1.2.2.4 藻类耐盐的分子机制
•   1.3 藻类光合作用机制
•     1.3.1 色素和光合器
•     1.3.2 叶绿素荧光参数
•     1.3.3 藻类光合碳代谢途径的选择
•   1.4 研究的目的和意义
• 第二章 高盐处理对脆江蓠Gracilaria chouae光合生理生化指标的影响
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 实验材料
•     2.1.2 实验方法
•     2.1.3 统计分析
•   2.2 实验结果
•     2.2.1 最佳浸泡时间的选择
•     2.2.2 盐度对脆江蓠光合生理参数的影响
•     2.2.3 盐度胁迫下脆江蓠光合色素含量的变化
•   2.3 讨论
•     2.3.1 最佳浸泡时间和盐度的选择
•     2.3.2 盐度对脆江蓠光合作用的影响
• 第三章 短期高盐胁迫对脆江蓠Gracilaria chouae抗氧化酶活性及光合酶活性的影响..
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 实验材料
•     3.1.2 实验方法
•     3.1.3 统计分析
•   3.2 实验结果
•     3.2.1 高盐处理对脆江蓠抗氧化相关酶、MDA活性的影响
•     3.2.2 高盐处理对脆江蓠光合碳代谢相关酶含量的影响
•   3.3 讨论
•     3.3.1 脆江蓠抗氧化酶系统对短期高盐胁迫的调控作用
•     3.3.2 短时间高盐处理对脆江蓠光合碳代谢相关酶含量的影响
• 第四章 盐度胁迫对脆江蓠Gracilaria chouae光合碳代谢途径的影响
•   4.1 材料与方法
•     4.1.1 实验材料
•     4.1.2 实验方法
•     4.1.3 统计分析
•   4.2 结果
•     4.2.1 pH补偿点
•     4.2.2 稳定碳同位素比率
•     4.2.3 关键酶活性
•     4.2.4 关键代谢产物
•   4.3 讨论
• 结论
• 硕士期间论文发表和获奖情况
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐涵

导师: 毛玉泽

关键词: 脆江蓠,盐度胁迫,光合特性,抗氧化酶,光合碳代谢途径

来源: 上海海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 上海海洋大学

基金: 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室创新团队项目(LMEES-CTSP-2018-4),中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助(2019ZD0105),中国水产科学研究院黄海水产研究所基本科研业务费(20603022017010),山东省海洋与渔业科技创新计划项目

分类号: Q945

DOI: 10.27314/d.cnki.gsscu.2019.000185

总页数: 54

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