免费文献传递   相关文献

盐碱胁迫对斜生栅藻生长及光合特性的影响



全 文 :文章编号:1004 - 2490(2011)04 - 0429 - 07
盐碱胁迫对斜生栅藻生长及光合特性的影响
收稿日期:2011 - 06 - 24
基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项重点项目(中国水产科学研究院东海水产研究所
2007Z03) ,公益性行业科研专项资金经费项目(200903001 - 0502)
作者简介:应成琦(1983 -) ,男,硕士,研究实习员,从事藻类生理及分子生物学研究。E-mail:ycq_0212119@ 163.
com
通讯作者:来琦芳. E-mail:qifanglai@ 163. com
应成琦,陆建学,么宗利,周 凯,来琦芳
(中国水产科学研究院东海水产研究所,中国水产科学研究院盐
碱地渔业工程技术研究中心,上海 200090)
摘 要:在不同盐度(5,10,15,20,25)和碳酸盐碱度(5,10,15,20,25,30,35 mmol /L)胁迫下,研究了胁迫后
(1 ~ 7 d内)斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)的生长及光合特性。结果表明:高盐度胁迫(15,20,25)对斜生栅
藻有显著的胁迫抑制作用,低盐度胁迫(5 ~ 10)对其影响不明显。在 15,20,25 高盐度环境中,随着胁迫时间
增加斜生栅藻的细胞密度(A680 nm)、叶绿素 a含量和光合速率数值下降幅度显著,胁迫 7 d后较对照组分别下
降了 30. 2% ~ 59. 7%、16. 8% ~ 57. 1%和 40. 2% ~ 91. 5%;低盐度(5,10)环境中斜生栅藻的细胞密度、叶绿
素 a含量、光合速率与对照组差异不显著。一定浓度的碳酸盐碱度对斜生栅藻生长具有显著的促进作用。在
高碳酸盐碱度(5 ~ 35 mmol /L)环境中,随着胁迫时间增加斜生栅藻的细胞密度、叶绿素 a含量和光合速率数
值上升幅度显著,其中在碳酸盐碱度为 5 mmol /L的环境中各参数上升幅度最高,胁迫 7 d 后细胞密度、叶绿
素 a含量和光合速率分别较对照组升高了 307. 0%、328. 9%和 150. 2%。
关键词:盐度;碳酸盐碱度;斜生栅藻;生长;光合速率
中图分类号:S917. 3 文献标识码:A
Effects of saline and alkali stress on the growth and
photosynthesis of Scendesmus obliquus
YING Cheng-qi,LU Jian-xue,YAO Zong-li,ZHOU Kai,LAI Qi-fang
(East China Sea Fisheries Research Institute,Research Center for Saline Fisheries Technology,
Chinese Academy of Fishery Sciences,Shanghai 200090,China)
Abstract:The growth and photosynthesis traits of Scendesmus obliquus exposed to the culture medium (SE
medium)with different concentrations of salinity (5,10,15,20,25)and carbonate alkalinity (5,10,15,
20,25,30,35 mmol /L)for different periods (1 - 7 d)were studied. Results showed that the parameters,
including cell density and chlorophyll a content decreased significantly (P < 0. 05)with the increase of salinity
and the prolongation of time in high salinity treatments (15,20,25). The photosynthetic rate showed the
similar changing trend,but when the salinity was relatively low (5,10) ,the tendency was not significant (P
> 0. 05). Therefore,the high salinity (15 - 25)inhibited the growth and photosynthetic rate of Scendesmus
DOI:10.13233/j.cnki.mar.fish.2011.04.011
海 洋 渔 业 2011 年
obliquus severely,but the low salinity (5 - 10)did not affect Scendesmus obliquus significantly. In alkali-
stress,results showed that cell density,chlorophyll a content and photosynthesis rate all increased significantly
compared to the control group,in which all parameters (cell density,chlorophyll a content and photosynthesis
rate)had the highest value when the carbonate alkalinity was 5 mmol /L. These results indicated that
carbonate alkalinity was conducive to the growth of Scendesmus obliquus.
Key words:Salinity;carbonate alkalinity;Scendesmus obliquus;growth;Photosynthesis rate
受气候变化、人口不断增长、工业污染加剧、灌溉农业的发展和化肥使用不当等因素影响,土壤盐碱
化程度日趋严重,包括低洼盐碱水域在内的面积不断增加,如何利用低洼盐碱水域,已成为一个全球性
的问题[1]。盐胁迫和碱胁迫是盐碱水土资源开发利用过程中面临的主要环境压力之一。盐胁迫对植
物造成的危害主要是离子毒害和渗透胁迫,而碱胁迫不仅具有与盐胁迫相同的 Na +离子毒害、渗透胁迫
作用,而且还会造成植物体内营养元素比例失调以及植物新陈代谢紊乱[2]。
近年来对盐胁迫的应激机制和耐盐性的研究成为植物抗逆性研究中的一个热点[3]。盐胁迫会影
响几乎植物所有的重要生命过程,如生长、光合、蛋白合成、能量和脂类代谢[4]。在盐胁迫下,植物细胞
内环境中的水分平衡和离子平衡被破坏,引起细胞膜结构、细胞器以及某些酶结构的改变和破坏,进而
对生物的正常生命活动造成不同程度的危害[5]。一般而言,在高盐环境中藻类的生长和生理代谢均会
受到一定程度的影响[6 - 10]。
碱度是水体的综合性特征指标,常用于评价水体的缓冲能力及金属在其中的溶解性和毒性[1,11]。
碱度对水生生物的生存、生长具有一定的影响作用[11 - 14]。在盐碱水质中碱胁迫的主要形式是碳酸盐碱
度和 pH,由于碳酸盐碱度与 pH密切相关,因此,主要是由 CO3
2 -、HCO3
-和 OH -以一定比例产生的胁
迫。王慧等[15]研究认为高碳酸盐碱度和高 pH 是制约盐碱地水产养殖的主要因子之一。对于藻类而
言,碱度的升高同样会对藻类的生长代谢和光合生理产生一定程度的影响 [16]。不同的藻类对于碱度
的耐受范围不尽相同[17]。目前,关于碳酸盐碱度对于藻类生长及光合生理影响方面的研究还鲜有报
道。
斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)是一种常见的淡水微藻。研究表明,斜生栅藻对盐碱具有一定的适
应能力[18]。因此,本文以斜生栅藻为研究对象,比较分析了不同盐度和碳酸盐碱度胁迫环境下斜生栅
藻的生长情况以及胁迫过程中细胞叶绿素 a含量及光合速率的变化情况,目的在于揭示盐碱胁迫下斜
生栅藻的生理响应和抗逆适应,为进一步研究藻类的耐盐碱机理以及利用藻类对盐碱水质进行调控积
累技术参数。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
斜生栅藻藻种购于中国科学院水生生物研究所淡水藻种库,使用 SE培养基[18]进行培养。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 实验设置
实验以 SE培养基为基础,根据预实验结果,盐胁迫选择的盐度实验梯度设置为:5、10、15、20、25,盐
度的配置采用波美度为 10 的浓缩海水;碱胁迫则以碳酸盐碱度为胁迫因子,实验梯度设置为 5、10、15、
20、25、30、35 mmol /L,以 SE培养基添加一定量的 NaHCO3 来调节碳酸盐碱度,实验所用的 NaHCO3 为
分析纯。对照组不设置盐度和碳酸盐碱度,采用 SE培养基进行培养。
1. 2. 2 接种和培养管理
实验前一周进行藻种的活化培养,使斜生栅藻处于对数生长期,然后取适量藻液 5 000 r /min 离心
10 min,弃上清,再用 15 mg /L NaHCO3 溶液洗涤后 5 000 r /min离心 10 min,重复 3 次洗涤、离心后将藻
种用无菌水悬浮后备用[17]。
034
第 4 期 应成琦等:盐碱胁迫对斜生栅藻生长及光合特性的影响
接种于无菌条件下进行,取适量藻液接种到装有 150 mL 实验用水的高型烧杯中,起始藻密度为 1
×105 cells /mL,用保鲜膜封口,置于光照培养箱中。实验期间培养温度为 25. 0 ± 1. 0 ℃,光∶暗比为 12
h∶ 12 h,光照强度为 5 000 lx,每天人工摇动高型烧杯 3 ~ 4 次。
1. 3 参数测定
本实验选择测定细胞密度、日增长率、叶绿素 a含量、光合速率等参数对盐碱胁迫下斜生栅藻的生
长及光合特性进行分析。
1. 3. 1 细胞密度测定
采用分光光度法测定斜生栅藻细胞密度。实验期间每天定时取适量藻液,用岛津 UV-1601 紫外可
见分光光度计分别测定盐碱胁迫下斜生栅藻 680 nm处的吸光度(A680 nm) ,以示斜生栅藻的生长量,并通
过生长量的值计算斜生栅藻的日增长率,计算公式为:日增长率(%)=[(Xt - X0)/ t]× 100%,式中,X0
为斜生栅藻初始接种浓度的吸光度(A680 nm) ,Xt 为第 t天斜生栅藻接种浓度的吸光度(A680 nm)。每组实
验设 3 个平行样,实验数据取自 3 个平行样的均值。
1. 3. 2 叶绿素 a含量的测定
采用 YSI 6600V2 型多参数水质监测仪测定斜生栅藻叶绿素 a 含量。实验期间每天定时测定盐碱
胁迫下斜生栅藻样品叶绿素 a含量。每组实验设 3 个平行样,实验数据取自 3 个平行样的均值。
1. 3. 3 光合速率的测定
利用薄膜氧电极法 [19],每天固定时间测定藻液的净光合放氧速率,使用的氧电极为 YSI 公司的
ROX氧电极。取对数生长期的藻液,在光照强度为 5 000 lx、温度在恒温 25 ℃条件下,测定不同实验组
每分钟藻液溶解氧浓度的变化,连续读取 5 个数据,取平均值,每个处理重复测定 3 次,净光合速率用 3
次测定的平均值表示,计算净光合速率,绘制光合放氧速率曲线。
光合速率[μmol /(mg·h) ]=△c(DO)× 100032 × c(Chla)× t
式中,△c(DO)表示两次测得的溶解氧浓度的平均值(mg /L) ,c(Chla)表示藻液中叶绿素 a 的质量浓度
(mg /L) ,t表示两次溶解氧浓度测定的时间间隔(h)。
1. 3. 4 数据统计分析
实验所有数据用平均值 ±标准差(X ± S)表示,数据采用 Excel 2007 和 SPSS11. 0 分析软件进行分
析。各组实验数据之间的差异分析用 SPSS统计软件进行。首先对数据进行方差齐性分析,如果不满足
方差齐性要求,则将数值经反正弦转换后进行单因素方差法分析及 SNK 多重比较,所有检验的显著水
平为 P < 0. 05。
图 1 不同盐胁迫对斜生栅藻生长的影响
Fig. 1 Effects of different salinities on
the growth of Scendesmus obliquus
2 结果与分析
2. 1 盐胁迫下斜生栅藻的生长及光合特性
2. 1. 1 盐胁迫对斜生栅藻生长的影响
如图 1 所示,与对照组相比,盐度为 5 和 10 的实
验组细胞密度随着培养时间的延长没有显著性差异
(P > 0. 05) ,盐度为 15、20 和 25 的实验组细胞密度则
呈显著性下降(P < 0. 05) ,且盐度越高,胁迫的时间越
长,细胞密度下降越显著。胁迫 7 d 后,与对照组相
比,盐度为 5、10、15、20、25 的实验组中,斜生栅藻细胞
密度分别下降了 6. 5%、11. 5%、30. 2%、50. 4%、59. 7%。可见,高盐度(15 ~ 25)水环境对斜生栅藻生
长的抑制作用更为显著。
不同水平盐胁迫下的斜生栅藻日增长率结果表明,在盐度 5、10、15、20 及 25 胁迫下,斜生栅藻日增
长率随着盐度的上升而下降(表 1)。通过回归分析,盐度与斜生栅藻日增长率的线性方程为:y =
134
海 洋 渔 业 2011 年
- 0. 000 5x + 0. 016 9,R2 = 0. 966 9。
表 1 不同盐胁迫下的斜生栅藻的日增长率
Tab. 1 Daily growth rate of Scendesmus obliquus under different salinities
盐度(‰)
Salinity 5 10 15 20 25
回归方程
Regression equation
日增长率(%)
Daily growth rate 1. 33 ± 0. 04 1. 24 ± 0. 04 0. 92 ± 0. 1 0. 52 ± 0. 10 0. 33 ± 0. 02
y = - 0. 000 5x + 0. 016 9
R2 = 0. 966 9
图 2 不同盐胁迫对斜生栅藻叶绿素 a含量的影响
Fig. 2 Effects of different salinities on the content
of Chlorophyll a in Scendesmus obliquus
2. 1. 2 盐胁迫对斜生栅藻叶绿素 a含量的影响
在盐胁迫下,斜生栅藻藻体叶绿素 a 含量随着盐
度的增高呈现下降趋势,且盐度越高,下降越显著(图
2)。与对照组相比,斜生栅藻在 5、10、15、20、25 盐度
的水环境中处理 7 d 后,叶绿素 a 含量分别下降了
0. 3%、0. 5%、16. 8%、55. 7%、57. 1%。经显著性差异
分析,低盐度(5 ~ 10)胁迫对叶绿素 a含量影响不显著
(P > 0. 05) ,高盐度(15 ~ 25)胁迫使叶绿素 a 含量显
著性下降(P < 0. 05)。
2. 1. 3 盐胁迫对斜生栅藻光合速率的影响
如表 2 所示,随着盐度的升高,斜生栅藻的光合速率呈下降趋势,且盐度越高,光合速率下降越显
著。与对照组相比,5、10、15、20、25 盐度组中的斜生栅藻光合速率分别下降了 8. 5%、16. 1%、40. 2%、
90. 1%、91. 5%。经显著性差异分析,高盐度(15 ~ 25)组中的斜生栅藻在盐胁迫下光合速率显著下降
(P < 0. 05) ,而低盐度(5 ~ 10)胁迫对其光合速率变化不显著(P > 0. 05)。
表 2 不同盐胁迫对斜生栅藻光合速率的影响
Tab. 2 Effects of different salinities on the photosynthetic rate of Scendesmus obliquus
盐度(‰)
Salinity 0 5 10 15 20 25
光合速率
[μmol /(mg·h) ]
Photosynthetic rate
734. 6 ± 109. 3a 672. 4 ± 19. 9a 616. 4 ± 13. 0a 439. 3 ± 51. 8b 72. 7 ± 11. 7c 62. 7 ± 15. 3c
注:数值上标中不同字母表示差异显著(P < 0. 05)
Note:a,b,c means data with significant difference (P < 0. 05)
图 3 不同碳酸盐碱度处理对斜生栅藻生长的影响
Fig. 3 Effects of different carbonate alkalinities
on the growth of Scendesmus obliquus
2. 2 碱胁迫下斜生栅藻的生长及光合特性
2. 2. 1 碱胁迫对斜生栅藻生长的影响
由图 3 可见,与对照组相比,碱胁迫下,斜生栅藻
藻液细胞密度均有显著上升(P < 0. 05) ,且碱胁迫的
时间越长,上升越显著。胁迫 7 d 后,在碳酸盐碱度 5
~ 35 mmol /L水环境中,斜生栅藻细胞密度分别上升
了 307. 0%、301. 4%、241. 3%、239. 9%、211. 9%、
202. 8%、206. 3%。其中,碳酸盐碱度为 5mmol /L水环
境中的斜生栅藻细胞密度上升幅度最大,碳酸盐碱度
对斜生栅藻的生长具有促进作用。
不同水平碱胁迫下斜生栅藻日增长率结果表明,所有碱胁迫实验组的斜生栅藻日增长率均高于对
照组(表 3)。通过回归分析,碳酸盐碱度与斜生栅藻日增长率的线性方程为:y = 0. 000 6x2 - 0. 008 6x
234
第 4 期 应成琦等:盐碱胁迫对斜生栅藻生长及光合特性的影响
+ 0. 088 3,R2 = 0. 933 8。
表 3 不同碳酸盐碱度胁迫下的斜生栅藻的日增长率
Tab. 3 Daily growth rate of Scendesmus obliquus under different carbonate alkalinities
碳酸盐碱度(mmol /L)
Carbonate alkalinity 5 10 15 20 25 30 35
回归方程
Regression equation
日增长率(%)
Daily growth rate
7. 85 ±
0. 70
7. 74 ±
0. 10
6. 52 ±
0. 30
6. 5 ±
0. 60
5. 92 ±
0. 20
5. 76 ±
0. 10
5. 82 ±
0. 30
y = 0. 000 6x2 - 0. 008 6x + 0. 088 3
R2 = 0. 933 8
图 4 不同碳酸盐碱度胁迫对斜生栅藻
叶绿素 a含量的影响
Fig. 4 Effects of different carbonate alkalinities on
the content of Chlorophyll a in Scendesmus obliquus
2. 2. 2 碱胁迫对斜生栅藻叶绿素 a含量的影响
与对照组相比,碱胁迫下,斜生栅藻叶绿素 a 含量
均有显著上升(P < 0. 05) ,且胁迫的时间越长,上升越
显著(图 4)。在碳酸盐碱度为 5、10、15、20、25、30、35
mmol /L 的水环境中胁迫 7 d 后,与对照组相比,斜生
栅藻叶绿素 a含量分别上升了 328. 9%、324. 2%、322.
9%、318. 4%、308. 8%、302. 4%、317. 2%。
2. 2. 3 碱胁迫对斜生栅藻光合速率的影响
由表 4 可见,斜生栅藻在碱胁迫环境中其光合速
率均有不同程度的升高,与对照组相比,斜生栅藻光合
速率在 5、10、15、20、25、30、35 mmol /L 碱胁迫下分别
上升了 150. 2%、144. 5%、55. 4%、57. 6%、53. 3%、17. 8%、18. 9%。经显著性差异分析,5 ~ 25 mmol /L
碱胁迫下斜生栅藻光合速率显著上升(P < 0. 05) ,而 30 ~ 35mmol /L 碱胁迫下则差异不显著(P >
0. 05)。其中碳酸盐碱度为 5 mmol /L时斜生栅藻光合速率增加的幅度最大。
表 4 不同碳酸盐碱度处理对斜生栅藻光合速率的影响
Tab. 4 Effects of different carbonate alkalinities on the photosynthetic rate of Scendesmus obliquus
碳酸盐碱度(mmol /L)
Carbonate alkalinity 0 5 10 15 20 25 30 35
光合速率
( [μmol /(mg·h) ])
Photosynthetic rate
745. 4 ±
120. 0a
1864. 7 ±
444. 9b
1822. 4 ±
108. 5b
1158. 3 ±
263. 0c
1174. 5 ±
90. 0c
1142. 6 ±
144. 6c
877. 9 ±
57. 4a
886. 3 ±
173. 4a
注:数值上标中不同字母表示差异显著(P < 0. 05)
Note:a,b,c means data with significant difference (P < 0. 05)
3 讨论
3. 1 盐胁迫对斜生栅藻生长及光合特性的影响
3. 1. 1 高盐度对斜生栅藻有明显的抑制作用
根据盐胁迫下斜生栅藻生长曲线(图 1)和光合速率(表 2)的变化情况可知,在盐度 15 条件下,斜
生栅藻的生长和光合作用均受到了明显抑制,而在盐度 20 ~ 25 条件下,斜生栅藻的生长则受到了严重
的抑制。与此同时,盐度 15 ~ 25 条件下,斜生栅藻的叶绿素 a含量也有明显的下降(图 2)。笔者认为,
盐胁迫下斜生栅藻叶绿素 a含量下降是导致其生长和光合速率受到抑制的主要原因。本实验中,实验
用水盐度的配置采用波美度为 10 的浓缩海水,因此水环境中盐度的主要成分是 NaCl。有研究表明,高
浓度的 NaCl会提高植物叶绿素酶的活性,并且在一定的范围内叶绿素酶的活性与 NaCl 浓度呈正
比[5,21]。在本实验中,盐度 15 ~ 25 条件下,斜生栅藻的叶绿素 a 含量均有明显的下降,而且在一定的范
围内,叶绿素 a含量下降的幅度与盐度呈正相关,主要原因是由于盐胁迫下高浓度的 NaCl 提高了斜生
栅藻细胞内叶绿素酶的活性,从而促进了叶绿素的降解,而叶绿素是捕光色素蛋白复合体的重要成分,
与光合作用密切相关,是植物进行光合作用的物质基础[20],叶绿素含量的减少则会导致斜生栅藻光合
334
海 洋 渔 业 2011 年
能力下降,并最终致使斜生栅藻生长受到抑制。此外,本实验中盐胁迫下斜生栅藻光合速率均呈现出不
同程度的下降(表 2)还可能与盐度胁迫下藻细胞光系统Ⅱ(PSⅡ)受损有关。PSⅡ在光合作用中起着
重要作用,与环境胁迫有着密切的关系,环境胁迫下 PSⅡ反应中心失活可能是植物抗逆的一种重要的
耗散机制[21],光合速率的下降是 PSⅡ复合体受到损害的体现之一,而 PSⅡ反应中心主要是由少数特化
的叶绿素 a分子组成的[5]。由此可见,盐胁迫下斜生栅藻光合速率下降可能是盐胁迫致使斜生栅藻细
胞叶绿素 a 降解,最终导致 PSⅡ反应中心受损,从而影响了 PSⅡ与 PSⅠ之间的电子传递造成的。此
外,由于盐胁迫破坏了参与光合作用的酶的活性和细胞内离子平衡,也可能是造成这一现象的原因。
3. 1. 2 斜生栅藻对于盐胁迫具有一定的耐受性和适应调节能力
本实验结果还表明,盐度为 15 时,斜生栅藻生长速率明显下降的时间出现在胁迫后第 2 天,而在盐
度 20 ~ 25 水中,斜生栅藻在胁迫后第 1 天生长速率便出现了明显下降(图 1)。由此可见,在盐度 15 胁
迫下,斜生栅藻在胁迫的前期自身对于不利环境产生的伤害有一定的抵抗力。此外,本实验中,需要引
起注意的是在盐度 20 ~ 25 胁迫下,在胁迫后第 7 天斜生栅藻生长速率相比之前几天有明显的上升趋势
(P < 0. 05)。斜生栅藻是一种淡水藻种,但对盐度有一定的耐受性[18],在盐度 20 ~ 25 胁迫下,随着培
养时间的延长,斜生栅藻细胞密度有所增加,是否预示斜生栅藻对于盐度胁迫具有一定的自我调节能力
和适应潜能,这有待今后进一步的研究。
3. 2 碱胁迫对斜生栅藻生长及光合特性的影响
3. 2. 1 碳酸盐碱度对于斜生栅藻的生长具有促进作用
与盐胁迫不同,碱胁迫对斜生栅藻的生长及光合作用不仅没有抑制作用,还具有一定程度的促进作
用。根据碱胁迫下斜生栅藻生长曲线的变化情况可以看出(图 2) ,在碳酸盐碱度 5 ~ 35 mmol /L 范围
内,斜生栅藻的细胞密度均明显高于对照组(P < 0. 05) ,胁迫 7 d 后,不同胁迫水平下斜生栅藻的细胞
密度分别为对照组的 3. 6 ~ 4. 9 倍,但不同碱胁迫下各实验组之间细胞密度并未出现显著差别(P >
0. 05)。此外,碱胁迫下各实验组斜生栅藻的光合速率较对照组也有显著的升高,分别为对照组的 1. 2
~ 2. 5 倍。笔者认为,在本实验中由于碳酸盐碱度的增加提供了充足的碳源,导致斜生栅藻细胞密度和
光合速率增高。本实验中,各碱度处理组水体初始 pH 值在 8 ~ 9 之间,碱胁迫主要是碳酸盐碱度的胁
迫,水体中的 HCO3
-是无机碳主要的存在形态,是藻类能够间接或直接利用的主要碳源形态[17]。斜生
栅藻是一种强碳酸氢盐利用藻类[22],本实验中碱胁迫下碳酸盐碱度提供了充足的 HCO3
-,HCO3
-亦是
藻类培养体系中光合作用的底物,从而提高了斜生栅藻细胞的光合活性,最终促进了斜生栅藻的生长和
光合作用。此外,碳元素也是叶绿素合成所必须的重要元素之一。本实验中碱胁迫下碳源的增加促进
了斜生栅藻叶绿素 a 的合成,碱胁迫各实验组斜生栅藻叶绿素 a 的含量较对照组也均有显著增高(P <
0. 05) (图 4) ,斜生栅藻叶绿素 a含量的增高也是导致光合速率增高并最终提高斜生栅藻生长量的原
因之一。
3. 2. 2 斜生栅藻适宜生长的碳酸盐碱度浓度范围
从本实验结果中还可以发现,在碳酸盐碱度 5 ~ 35 mmol /L范围内,随着胁迫时间的延长,斜生栅藻
的细胞密度和光合速率均随着碳酸盐碱度的增加不断减小。在碳酸盐碱度 5 ~ 10mmol /L 范围内斜生
栅藻的光合速率显著高于碳酸盐碱度 15 ~ 35mmol /L范围内各实验组的(P < 0. 05)。研究表明,生物体
只有在适宜的碱度范围内才能正常生长繁殖,如鱼、虾等水生动物适宜生长的碳酸盐碱度范围为 1. 5 ~
3. 5 mmol /L [23],而有的鱼、虾类也能在较高的碳酸盐碱度水环境中生存[12 - 15]。各种藻类生长也同样
有其各自适合的碱度范围,如铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长最适宜的碳酸盐碱度水平约为 2.
4 mmol /L [24],而螺旋藻属(Spirulina)则可以在 200 mmol /L的碳酸盐碱度水平下正常的生长[25]。从本
实验的结果来看,斜生栅藻最适宜生长的碳酸盐碱度范围约为 5 ~ 10 mmol /L,远高于铜绿微囊藻和其
它一些水生动物,对高碳酸盐碱度具有较强的适应能力。此外,碱胁迫下斜生栅藻在碳源充足的情况下
生长和光合作用均有一定程度的增强,提示斜生栅藻在生物固碳方面具有很大的潜力。
434
第 4 期 应成琦等:盐碱胁迫对斜生栅藻生长及光合特性的影响
参考文献:
[1] 张建锋,张旭东,周金星,等. 世界盐碱地资源及其改良利用的基本措施[J]. 水土保持研究,2005,12(6) :28 - 30.
[2] 石德成,殷立娟. 盐(NaCl)与碱(Na2CO3)对星星草胁迫作用的差异[J]. 植物学报,1993,35(2) :144 - 149.
[3] ZHU J K. Plant salt tolerance. Trends in Plant Science[J]. 2001,6(2) :66 - 71.
[4] 王 波,宋凤斌,张金才,等. 植物耐盐性研究进展[J]. 农业系统科学与综合研究. 2007,23(2) :212 - 216.
[5] 余叔文,汤章城. 植物生理与分子生物学[M]. 北京:科学出版社,1999:252 - 269.
[6] LIU X C,AVIGAD V. Effects of NaCl stress on the growth of Porphyridium SP. and its Polysacchride content[J]. Journal of Guangxi
Normal University,2003,21(4) :92 - 95.
[7] 欧阳 叶新,施定基. 鱼腥藻 7120 响应 NaCl胁迫的光合特性[J]. 水生生物学报,2003,27(1) :74 - 77.
[8] 刘志礼,李鹏云. NaCl胁迫对螺旋藻生长及抗氧化酶活性的影响[J]. 植物学通报,1998,15(3) :43 - 47.
[9] 毕永红,邓中洋,胡征宇,等. 发状念珠藻对盐胁迫的响应[J]. 水生生物学报,2005,29(2) :125 - 129.
[10] 周 丽,孟祥红,刘成圣,等. 渗透胁迫对杜氏盐藻胞内甘油含量及相关酶活性影响[J]. 植物学通报,2006,23(2) :145 - 151.
[11] 杨富亿,孙丽敏,杨欣乔. 碳酸盐碱度对南美白对虾幼虾的毒性作用[J]. 水产科学,2004,23(9) :3 - 6.
[12] 王 慧,来琦芳,王建钢,等. 咸水水质对刀额新对虾生长的影响[J]. 海洋渔业,2004,26(4) :277 - 280.
[13] 房文红,王 慧,来琦芳,等. K +、SO4 2 -和碳酸盐碱度对大银鱼仔鱼存活的影响[J]. 海洋渔业,1999,21(2) :66 - 68.
[14] 王 慧,耿隆坤,房文红,等. 中国对虾往西北内陆咸水水域移植的生产性试养研究[J]. 海洋渔业,1997,(19)1:9 - 12.
[15] 王 慧,来琦芳,房文红. 沧州运东地区盐碱水资源对开展渔业的影响[J]. 河北渔业,2003,131(5) :16 - 18.
[16] 康丽娟,潘晓洁,常锋毅,等. 碱度增加对蛋白核小球藻光合活性与胞外多糖的影响[J]. 湖泊科学,2008,20(2) :251 - 256.
[17] 杨 威,孙 凌,袁有才,等. 碱度水平对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长和竞争的影响[J]. 农业环境科学学报,2007,26(4) :
1264 - 126.
[18] 黄 诚,谷孝鸿,胡文英. 盐碱水体斜生栅藻培养及其生物净化作用[J]. 湖泊科学,2000,12(1) :63 - 67.
[19] 邓 光,耿亚洪,胡鸿钧,等. 几种环境因子对高生物量赤潮甲藻—东海原甲藻光合作用的影响[J]. 海洋科学,2009,33(12) :
34 - 39.
[20] 王仁雷,华 春,刘友良. 盐胁迫对水稻光合特性的影响[J]. 南京农业大学学报,2002,25(4) :11 - 14.
[21] 王宝山. 植物生理学[M]. 北京:科学出版社,2003:289 - 292.
[22] 支彦丽,金相灿,钟 远,等. 淡水绿藻的光合碳酸氢盐利用探讨[J]. 环境科学学报,2008,28(8) :1519 - 1525.
[23] 阎中军,张佑祥. 碳酸盐碱度对中华蟾蜍蝌蚪生长发育的影响[J]. 安徽农业科学,2009,37(35) :17535 - 17537.
[24] 康丽娟,潘晓洁,常锋毅,等. HCO3 -碱度对铜绿微囊藻生长与光合活性的影响[J]. 长江流域资源与环境,2008,17(5) :775
- 779.
[25] 何连金. 螺旋藻的培养方法和应用效果的初步探讨[J]. 福建水产,1988(2) :16 - 23.
534