大型海藻裂片石莼藻粉对赤潮异弯藻光合作用抑制的研究

摘要：

为了探究大型海藻裂片石莼(Ulva fasciata)防治赤潮的可行性,研究将赤潮异弯藻(Heterosigma aka-shiwo)分别暴露在浓度为0.6、1.2、2.4和4.8 g/L的裂片石莼藻粉中,观察赤潮异弯藻光合系统的响应.实验用植物效率分析法测定了赤潮异弯藻的光合效率,用透射电子显微镜法观察了赤潮异弯藻叶绿体等的结构变化,从光合色素、光合效率和细胞微观结构等角度,阐释了大型海藻裂片石莼藻粉对赤潮异弯藻的生物防治机理.实验结果表明,裂片石莼藻粉能够显著降低赤潮异弯藻光合色素,抑制其生长.在72h时,0.6、1.2、2.4和4.8 g/L石莼藻粉处理组对赤潮异弯藻抑制率分别为19.6％、46.5％、71.4％和79.4％;叶绿素快速荧光动力学结果表明,在实验72h时,裂片石莼藻粉能够显著降低赤潮异弯藻的光合效率、降低叶绿素快速荧光曲线,并呈现出一定的剂量效应.在4.8 g/L处理组中,赤潮异弯藻单位反应中心吸收的能量ABS/RC和用于还原QA的能量TRo/RC分别上升至对照组的15倍和1.5倍,而单位反应中心电子传递的能量ETo/RC、最大光化学效率ψPo、电子传递的量子产额ψEo、电子超过QA比例Ψo分别下降81.3％、81.2％、91.7％和81.7％,说明裂片石莼藻粉抑制了光合反应中心及其电子供侧体的性能,并阻断了电子传递.透射电子显微镜观察发现,赤潮异弯藻在4.8 g/L裂片石莼藻粉处理72h后,其类囊体片层断裂、排列混乱,类囊体膜融合,叶绿体外膜破裂,同时线粒体、细胞核和细胞膜结构也遭到破坏.综上,裂片石莼藻粉对赤潮异弯藻的光合系统产生了明显破坏作用,抑制了赤潮异弯藻的正常生长.因此,大型海藻裂片石莼是一种潜在的防治以赤潮异弯藻为优势种所引发赤潮的"工具藻",并可以对其生物防治赤潮实际应用做更深入的研究.

关键词：大型海藻;裂片石莼;赤潮异弯藻;叶绿素荧光动力学;超微结构

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分类号：Q948.12(植物学)

资助基金：国家自然科学基金;广东省海洋经济发展专项;农村科技特派员下乡发现问题凝炼科技助农项目;广州市科技计划

在线出版日期：2022-03-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：168-175