二氧化碳和阳光紫外辐射对龙须菜生长和光合生理的影响

为探讨太阳紫外辐射(UVR,280～400 nm)和CO2浓度变化对大型海藻的复合效应,选择了常见的经济海藻龙须菜(Gracilarialemaneiformis)为实验材料,研究了UVR(阳光紫外辐射)和CO2对其生长、光合作用、色素以及紫外吸收物质含量变化的复合作用。实验设置两个CO2梯度(380×10-6和800×10-6)和三种太阳辐射处理(PAB处理——全波长辐射处理,PA辐射处理——滤掉紫外线B和P处理——滤掉全部紫外线)。结果表明,CO2加富(800×10-6)显著地促进了龙须菜的生长,而UVR则产生抑制作用,但两者之间复合作用不显著。UVR促进了藻体的紫外吸收物质的合成,而且在高浓度CO2下经PAB辐射处理的含量要显著高于正常CO2浓度水平下的,这表明高浓度CO2促进了紫外吸收物质的合成。在光合作用受限制的低PAR条件下,紫外线A(UV-A)促进其光合作用,但高浓度CO2却抑制了藻体的光合作用速率。在正常浓度CO2水平下生长的藻体,UVR显著降低其光合作用能力,但是在高浓度CO2下生长的藻体,UVR这种负面效应不显著。UVR显著降低藻红蛋白的含量,高浓度CO2在P和PA辐射处理下也显著降低藻红蛋白的含量,但在PAB辐射处理下却呈现相反的结果。高浓度CO2下生长的藻体通过增加体内紫外吸收物质的含量来维持较高浓度的藻红蛋白含量,增强了其抵御UVR的能力。     

阳光紫外辐射对羊栖菜人工幼苗生长和光合电子传递速率的影响

为探讨经济褐藻羊栖菜人工幼苗对阳光紫外辐射变化的响应,在全波段阳光辐射省(PAB,280～700nm)、去除UV-B辐射(PA,320～700nm)和光合有效辐射PAR(P,400～700nm)三种辐射处理及不同辐射水平下培养羊栖菜幼苗,并测定了其生长与光合作用的变化。结果表明,无论在紫外辐射(UVR)存在情况下(PA,PAB)还是滤除UVR(PAR)时,高辐射水平条件下(55%),羊栖菜幼苗都具有较高的生长速率,而低辐射水平下羊栖菜的生长速率较低。在不同辐射处理之间,随着辐射水平的增高,UVR的抑制效应逐渐突显。UVR降低羊栖菜幼苗的光合电子传递速率。     

CO2升高和阳光紫外辐射对坛紫菜生长和光合特性的耦合效应

大气CO₂持续升高,导致溶入海水中的CO₂增多,海水表层的H+浓度增加,从而引起海洋酸化。为了探讨近岸定生大型海藻对这种环境变化的响应,本文选择经济海藻坛紫菜为实验材料,研究海洋酸化与紫外辐射对藻体生长以及光合特性的影响。实验分两个CO₂处理,分别为正常空气水平(390 ppmv)和高CO₂水平(800 ppmv); 三种辐射处理,分别为全波长辐射(PAB)、滤除紫外线B(PA)和仅接受可见光处理(PAR)。研究结果表明,CO₂培养下的坛紫菜,在仅有可见光(P)或者同时有紫外线A(PA)存在的情况下,显著促进藻体的生长;但在全波长辐射处理下(PAB),这种作用不明显。高CO₂降低了藻体在P和PA处理下的光合作用速率,但对PAB处理作用不显著。高CO₂处理下的藻体,UV-B显著降低了全波长辐射下藻体紫外吸收物质的含量,但在正常CO₂水平下,紫外辐射的作用不显著。这表明高CO₂导致的生长优势被紫外辐射的负面效应所抵消,在全球变化的过程中,紫外辐射的进一步加强在海洋酸化的背景下甚至有可能降低坛紫菜的产量。     

二氧化碳加富与阳光紫外辐射对球形棕囊藻的耦合效应

在含有和滤除紫外(UV)辐射(UVR,280～400 nm)的阳光条件下,向静止、恒温的培养体系中分别充含390×10-6和800×10-6体积CO2的空气,以期探讨CO2浓度升高与阳光UV辐射对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)的生理生态学影响.结果显示,该藻对CO2加富和UVR...     

龙须菜对重金属汞胁迫的生理响应

研究了大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对不同浓度重金属汞(0、0.02、0.04、0.10、0.20和0.40 mg/L)胁迫的生理响应.结果表明:当 Hg2+浓度逸0.02 mg/L 时,龙须菜藻体的相对生长速率显著下降,并且当 Hg2+浓度达到0.20和0.40 mg/L 时,龙须菜出现负增长.随着 Hg2+浓度的升高,龙须菜藻体的最大光化学量子产量、最大净光合速率和表观光合效率逐渐下降,叶绿素 a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量则呈先升高后下降的趋势,且当 Hg2+浓度逸0.10 mg/L 时,叶绿素 a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量显著下降.说明龙须菜在受 Hg2+胁迫的环境中耐受性较差,且 Hg2+对龙须菜的毒害作用较大,当Hg2+浓度逸0.02 mg/L 时,龙须菜藻体的生理活动就会受到显著抑制.     

外源水杨酸对龙须菜生长及生理的影响

以龙须菜Gracilaria lemaneiformis为材料,研究了不同质量浓度水杨酸对龙须菜的生长速率、渗透调节物质、抗氧化酶、藻胆蛋白和叶绿素荧光动力学特性等的影响。结果表明,外施水杨酸可以促进龙须菜的生长,其中水杨酸质量浓度为10 μg/mL的处理组对促进龙须菜的生长效果最好,其日相对生长速率达到6.92%/d,比对照组的相对生长速率增长了26.3%。在用水杨酸处理后的第3天,水杨酸质量浓度为10 μg/mL处理组的各指标达到最大,脯氨酸增长了32.5%、SOD增长了24.3%、藻红蛋白增加了24.6%。同时水杨酸促进了Ca²⁺和K⁺离子在龙须菜藻体内的积累速率。用水杨酸处理后,叶绿素荧光参数ΦPSⅡ在处理后的第5天开始增长,比对照组增长了9.6%;F_v/F_o在第5天达到最大值,比对照组增长了5.6%。本研究表明,适当质量浓度的水杨酸有利于提高龙须菜的生长速率,其中水杨酸质量浓度为10 μg/mL的处理组对龙须菜的处理效果最好。     

光强和盐度对龙须菜生长及光合特性的影响

持续降雨会引起光照强度和海水表层盐度的变化。近年来,受梅雨影响,福建省龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)栽培产量波动明显。为揭示其原因,本实验设置3个盐度梯度(低盐：16,中盐：24,高盐：32)和两个光强水平[低光：30μmol/(m²·s),高光：120μmol/(m²·s)],共6个不同处理组合,研究其对龙须菜生长和光合特性的影响。结果发现：(1)盐度、光照强度和二者交互作用对龙须菜的相对生长速率和净光合速率均具有显著影响(P<0.05),适当降低盐度、增加光照有利于提高藻体相对生长速率和净光合速率,同时盐度适当降低条件下藻体呼吸速率被显著抑制;(2)光照强度和盐度对龙须菜有效光合量子产率、最大相对电子传递速率、光能利用效率均具有显著影响(P<0.05),在光照增加条件下有效光合量子产率和最大相对电子传递速率随盐度增加呈先增加后降低的趋势,光照强度和盐度的交互作用仅对光能利用效率影响不显著(P>0.05);(3)盐度对龙须菜的光合色素含量具有显著影响(P<0.05),在同一光强条件...     

阳光紫外辐射对水生动物的影响及作用机制

阳光紫外辐射对水生动物个体水平如生长、发育和存活等方面产生不利影响.从DNA损伤、蛋白质损伤、呼吸爆发和细胞凋亡等方面较系统地分析了影响机制,另外,还从逃避紫外辐射、光保护物质、DNA修复、体内的抗氧化系统等方面分析了水生动物对阳光紫外辐射的响应机制.最后提出应当重点开展原位实验、长期效应、间接影响、群落及生态系统和响应机制等工作.     

环境因素对胶州湾栽培龙须菜的影响及生长预测模型构建

龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)是重要的养殖海藻,研究海区栽培状态下龙须菜生长与生态因子变化的响应规律具有重要科学意义,并可以为龙须菜栽培实践和管理提供科学依据。通过对海区实时监测,关注了龙须菜良种(981和鲁龙1号)的生长速率和海区营养盐、水温、光照等因素变化。其中温度、光照、海水溶解碳、氨态氮、磷和pH有显著的变化(p0.05),其余因素变化比较平稳。相关性分析表明,光周期与龙须菜生长具有极显著的相关性(p0.01),硝态氮与龙须菜生长有显著相关性(p0.05)。通过逐步回归的方法构建回归方程:Y_(SGR)=5.794X_(光周期)-76.932(R~2=0.511),来表述龙须菜生长速率与环境因素的关系。     

UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理的影响

探讨UV-B辐射对海带幼孢子体的影响,运用实验生态学的方法,研究了高(93.6 J·m-2·d-1)、中(46.8 J·m-2·d-1 )、低(11.7 J·m-2·d-1)3个剂量的UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理状况的影响.辐射处理期间(第2～10天),3个辐射剂量处理组的海带幼孢子体体长和体重的相对增长率显著低于对照组(0 J·m-2·d-1);第6～10天期间,低剂量处理组和高剂量处理组的叶绿素a(Chl-a)含量与对照组相比呈现出完全相反的变化趋势,前者显著高于对照组,后者显著低于对照组;中、高剂量处理组的ATP酶活性在整个实验期间均显著低于对照组,而低剂量组与对照组无显著差异.氮(N)、磷(P)元素缺乏与中剂量UV-B联合作用条件下的海带幼孢子体体长、体重相对增长率与中剂量单独处理组无显著差异;辐射处理初期(第2～4天),N、P缺乏与中剂量UV-B辐射共同处理组的ATP酶活性明显高于单独辐射处理组,后期(第10天)则显著低于单独辐射处理组;N、P元素缺乏加剧了中剂量UV-B辐射对海带幼孢子体Chl-a含量的影响效应,N、P缺乏与中剂量UV-B辐射共同处理组的Chl-a含量显著低于中剂量UV-B辐射处理组.在高剂量UV-B辐射处理的同时,附加一定强度的光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR,400～700 nm)能在一定程度上减轻UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理状况的影响程度.     

24-表油菜素内酯对龙须菜抗高温胁迫的研究

本研究采用不同浓度24-表油菜素内酯处理海洋红藻龙须菜,研究热激胁迫后龙须菜的生长速率、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性、甘露醇、丙二醛、藻胆蛋白含量,以及HSP70、PE、GR基因的相对表达水平变化规律。结果显示,0.1mg/L 24-表油菜素内酯的处理组生长速率最大,显著高于其他处理组及对照组;叶绿素荧光参数Fv/Fm、qP和ΦPSⅡ均随高温逆境时间延长呈现下降趋势,荧光参数NPQ随着高温逆境时间延长呈现先上升后下降的趋势,且处理组各项荧光参数值均高于对照组;处理组的抗氧化酶(SOD和POD)的酶活显著高于对照组;甘露醇及藻胆蛋白含量均在0.1mg/L处理组最高,在第三天达到最大值,而丙二醛含量则在0.1mg/L处理组最低,在第三天达到最小值;处理组HSP70、PE、GR基因的相对表达量均高于对照组,且0.1mg/L处理组各基因表达量最高。以上结果表明24-表油菜素内酯能提高龙须菜的抗高温能力,且0.1mg/L处理组效果最好。     

绿潮藻浒苔光合固碳与防治海水酸化的作用Ⅰ.光合固碳与海水pH值提高速率研究

以黄海绿潮暴发的主要漂浮种类浒苔 (Ulva prolifera)为材料,在实验室条件下研究了浒苔光合参数、固碳速率及提升海水pH的作用,结果表明:浒苔光合作用半饱和常数K_m为0.25 mmol/dm3,光合作用饱和时海水溶解无机碳(DIC)浓度也只需1.2 mmol/dm3,为正常海水DIC浓度(2.4 mmol/dm3)一半,故黄海绿潮暴发时藻体可以一直保持光合作用饱和与旺盛生长状态。水生条件下浒苔藻体主要吸收海水中的DIC,0.5 g/dm3培养密度下,1个光周期内净光合固碳速率为10.92 mg /(g·d)(鲜重)。连续培养5 d,0.5,1.0和2.5 g/dm3培养密度组的DIC浓度从22 mg/dm3分别降为4.85,2.62和0.66 mg/dm3,表明DIC去除率随藻体培养密度提高而增强,分别可达77.78%,88.00%,96.98%;藻体吸收海水中无机碳的同时可使海水pH升高,0.5 g/dm3培养密度下,1个光周期内净提升pH速率高达0.96/(dm3·g·d)。连续培养5 d,0.5,1.0和2.5 g/dm3培养密度组第1天其pH分别可达到9.1,9.2和9.7,表明藻体密度越高pH提升越快,而且第5天pH均可稳定在9.9左右。浒苔暴露在空气中可直接吸收空气中CO₂,1个光周期内其光合固碳速率约为46.14 mg/(g·d),而在海水中的光合固碳速率为10.92 mg/(g·d),可见浒苔在空气中的光合固碳速率是水中的4.23倍。水生和气生时单位质量藻体的固碳效率因藻体间相互遮蔽而下降。结果可为今后黄海绿潮暴发机制及CO₂减排和防止海洋酸化作用的评估提供技术支撑。     

The influence of island generated eddies on the carbon dioxide system, south of the Canary Islands

Measurements of surface partial pressure of CO₂ and water column alkalinity, pH_T, nutrients, oxygen, fluorescence and hydrography were carried out, south of the Canary Islands during September 1998. Cyclonic and anticyclonic eddies were alternatively observed from the northwestern area to the central area of the Canary Islands. Nutrient pumping and vertical uplifting of the deep chlorophyll maximum by cyclonic eddies were also ascertained by upward displacement of dissolved inorganic carbon. A model was applied to determine the net inorganic carbon balance in the cyclonic eddy. The fluxes were determined considering both the diffusive and convective contributions from the upward pumping and the corresponding horizontal transport of water outside the area. An increase in the total inorganic carbon concentration in the upper layers inside the eddy field of 133 mmol C m^− 2 d^− 1 was determined. The upward flux of inorganic carbon decreased the effect of the increased primary production on the carbon dioxide chemistry. The reduced fCO₂ inside the cyclonic eddy, 15 μatm lower than that observed in non-affected surface water, was explained by thermodynamic aspects, biological activity, eddy upward pumping and diffusion and air–sea water exchange effects.     

Combined effects of photosynthesis and calcification on the partial pressure of carbon dioxide in seawater

The effects of marine photosynthesis and calcification on the partial pressure of carbon dioxide in seawater (P _{CO 2}) are examined in the light of recent studies and using original model calculations. The ratio of organic carbon to inorganic carbon production (R _OI) determines whether an ecosystem is a net sink or source for atmospheric CO₂. TheP _{CO 2} maintains its initial value when the photosynthetic rate is approximately 0.6 times the calcification rate under normal sea surface condition. In case of higherR _OI, theP _{CO 2} decreases and seawater can absorb atmospheric CO₂. The ratio of organic carbon to inorganic carbon production can be used as a potential indicator of sink-source behavior in aquatic photo-calcifying systems.     

NaHSO3对盐生杜氏藻生长和光合色素含量的影响

为优化盐生杜氏藻营养盐配方、降低养殖成本、提高生物量及色素积累, 研究了不同浓度的安全环保的植物循环光合磷酸化促进剂--NaHSO3(≤0.40mM·L-1)溶液对盐生杜氏藻生长和光合色素含量的影响.结果表明, NaHSO3可显著促进盐生杜氏藻生长, 提高叶绿素a (Chl a)和b(Ch1 b)含量、叶绿素总量(Chl)、类胡萝卜素含量(Car)和Chl/Car;促进效应随浓度增加表现为先升后降, 低浓度(<0.10mM·L-1)效应较好, 以0.07mM·L-1为最佳.NaHSO3提高Chl b的效应大于Chl a, 降低Chl a/Chl b比值, 随浓度增加表现为先降后升, 以0.07mM·L-1降低最大.本试验条件下, 盐生杜氏藻生物量与光合色素含量间及各光合色素含量间呈显著或极显著相关, 与生物量(Y, g·L-1)相关最大的是Chl b (XChl b, μg·ml-1), 符合Y=0.284XChl b-0.883 (R2=0.994**)(**表示Y与X之间在0.01水平上极显著相关,下同);其次为Chl (XChl, μg·ml-1), Y=0.100XChl-2.022 (R2=0.993**), 为生长动态的及时掌握提供了有效的间接衡量指标.     

The influence of the partial pressure of carbon dioxide on the total carbonate of seawater

The dependence of the total carbonate concentration of ocean water on temperature and atmospheric partial pressure of carbon dioxide is calculated. The results show that the increase in total carbonate caused by the increase of carbon dioxide in the atmosphere is ca. 25–50 times larger than the precision in the experimental determination of C_t.