《海藻栽培过程中光合作用无机碳获得的生理生态学机制研究》

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对海藻栽培生理学的理解,在改善栽培措施、最大限度地提高海藻生物量和改善海藻品质特征等方面具有重要的意义。该项目着力研究中国南方海域主要栽培海藻种类或生态重要种类在生长过程中光合作用无机碳获得的生理生态学基础问题,主要探讨海藻在不同生长发育阶段光合无机碳获得的特性与机制及其环境调节、以及在栽培过程中不同海藻群体光合性能的变化。课题组结果表明,羊栖菜的幼孢子体比成体具有对环境胁迫如阳光紫外辐射较强的抵御能力,这主要体现在藻体受到紫外辐射损伤后光合作用的修复上;同时,海水中营养盐加富使得藻体紫外吸收物质和类胡萝卜素含量增高,从而增强羊栖菜幼孢子体抵御紫外辐射能力。实验表明长时期低光照生长条件能提高羊栖菜成体光合能力和无机碳利用效率,而这种对低光的适应能力与藻体的光合反应中心数目的增加、光合电子传递能力增加、以及在细胞内无机碳向Rubisco的输送能力增强有关。褐藻亨氏马尾藻在有性生殖生育期间,营养组织叶片与生殖组织生殖托都具有涉及到胞外碳酸酐酶活性催化的利用海水中HCO3-的能力,但在高pH(9.0)条件下质膜外侧发生的质子运输协助无机碳的获得;马尾藻的这种光合作用无机碳获得策略可以防止光合组织由于过度的辐射激化而造成的光抑制损害;虽然生殖托光合速率较低,但呼吸速率很高,这是与它对同化产物如能量和碳骨架强大的需求一致的。在海藻群体发展过程中,龙须菜群体密度影响群体生理性能,虽然高的培养密度使得相对生长速率降低,但与低密度相比,较高培养密度提高了龙须菜的群体总生产力、群体光合能力和营养盐吸收效率。另外,在栽培生长过程中,龙须菜具有调节它们光合性能与生态环境条件变化相适应的能力,在生长温度升高的过程中,光合作用对光能、对无机碳的利用效率增加,而光合作用光补偿点下降,这对龙须菜适应温度升高、在栽培海域中海藻生物量增大具有很重要的生理生态学意义。该项目紧密联系海藻栽培实践,研究结果将为高产、高效的海藻栽培措施与方法提供重要基础理论和技术支持。课题已发表相关学术论文16篇,其中SCI论文7篇。

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