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Effects of different intensity of UV-B irradiation enhancement on photosynthetic pigments and polysaccharide content in two algae

UV-B对两种藻光合色素和多糖含量的影响


本文研究了微绿球藻(Nanochloropsis sp.)和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)在不同辐射强度的UV-B照射下的光合色素和多糖含量的变化,结果表明微绿球藻比原甲藻有更强的抗紫外辐射能力.它的叶绿素a含量在UV照射下保持相对稳定,而原甲藻的叶绿素a含量明显下降.同时发现微绿球藻中的类胡萝卜素含量有十分显著的上升,由于类胡萝卜素具有保护功能,因此它很可能保护了叶绿素a免遭破坏,从而在微绿球藻的抗紫外辐射中起到重要作用.另外,紫外处理也促进了微绿球藻中多糖含量的升高,这也有利于提高它的抗UV能力,多糖可能作为一种保护机制,对保护藻类防止UV伤害方面有一定功能.原甲藻则因为这些机能较弱,对UV的抗性较低.

The effects of different intensity of UV-B irradiation enhancement on photosynthetic pigments (cholophyll a and carotenoids) and polysacchride content were studied in Nanochloropsis sp. and Prorocentrum micans. Results proved that Nanochloropsis sp. is higher in UV resistance than Prorocentrum micans. Chla content in Nanochloropsis sp. mantained stable relatively during UV-B treatment, while Chla content in Prorocentrum micans decreased obviously. On the other hand, the lower dosage of UV-B induced a marked increase in carotenoids content for Nanochloropsis sp., which may protect Chla from damage, hence played an important role for Nanochloropsis sp. in resisting of UV-B enhancement. Moreover, polysaccharide content in Nanochloropsis sp. increased during UV-B treatment. It indicated that polysaccharide may have some functions against UV-B. Prorocentrum micans showed more sensitive to UV-B enhancement, consistent with its weaker functions.


全 文 : 万方数据
万方数据
生态科学 22卷
3讨论
3.1 uV处理对光合色素的影响
从结果看,uv处理引起叶绿素a含量的下降,这在
原甲藻中尤其明显,当紫外强度达到8.4pw-clIl。时,
原甲藻中的叶绿素几乎被破坏殆尽,而此时微绿球藻
中尚存在有90%以上的叶绿素a(见图2)。因此,原甲
藻对uv表现出更高的敏感性。叶绿素受破坏的主要原
因是PsII的D1蛋白被破坏.电子传递受阻,叶绿素吸
收光而激发的高能电子传不出去,积累的能量导致叶
绿素的卟啉环发生光氧化一开环【,J。有报道表明uv.B
对不同色素的影响不同,对有些色素有破坏作用,而
对另一些色素则有诱导合成作用,如类胡萝h素和藻
胆素很少被破坏甚至有增加”⋯,本文也有类似的结果,
uv处理后,微绿球藻中的类胡萝^素不仅没有下降,
反而有成倍的上升(见图3),而在原甲藻中类胡萝h
素的含量显著下降.变化与其叶绿素a变化相一致。研
究表明类胡萝h紊不仅是重要的光合辅助色素,而且
对叶绿索具有重要的保护作用,在抗紫外辐射中可能
起到重要的作用(启动叶黄素循环,猝灭激发态的叶
绿素,猝灭活性氧等)。在Uv—B照射下类胡萝h素的
上升可能是一种诱导效应。在另一种产自德国北海潮
间带的红藻c饧月dnⅡc一印Ⅺ中也有报道过类似情况,
在紫外处理的早期出现诱导效应,叶绿素a和类胡萝h
素含量有显著升高”“,刘成圣的研究也有类似的结果
”“。在原甲藻中未见类胡萝h素有诱导上升的现象,
因此保护功能较差,结果是叶绿素显著下降,其光合
功能将遭受更大的损害。另外,藻个体的大小也与对
uV的敏感性有关,一般认为藻体越大,辐射敏感性更
高”“。原甲藻比微绿球藻大得多.因此也对uV更敏感。
3.2 uv-B处理对两种藻多糖含量的影响
从两种藻的对应组分析结果来看,微绿球藻的多
糖含量远高于原甲藻,随着辐射强度增强,两种藻的
多糖含量都有上升趋势但不明显。在微绿球藻中上升
要比原甲藻显著。分布在细胞壁或细胞内多糖可能对
辐射起到一种屏蔽作用,同时可增长辐射进入藻体的
途程以减少对藻类的伤害。汪志平研究发现螺旋藻的
强抗电离辐射特性与多糖含量呈显著正相关,螺旋藻
多糖具有维持藻体本身超辐射抗性的重要作用“⋯,另
外研究发现经紫外辐射的南极冰藻细胞内积累了大量
的多糖物质,也说明多糖可能与抗uv功能有一定关
系”l,多糖还在抗氧化和清除羟自由基中起重要作用
””,从海带中提取的低分子量岩藻聚糖硫酸酯
(u腮F)可抑裁离脂血症大鼠血脂升高时血渍中
LPo(脂质过氧化物)含量的升高和soD(超氧化物
歧化酶)活力的降低”“,这都有利于生物保护作用。
本实验中发现在uv处理下两种藻中多糖含量的变化
可能与其叶绿素a的变化有~定关系。在微绿球藻中
多糖上升的趋势较明显,同时它体内叶绿素a的含量
较为稳定,而在原甲藻中,多糖的诱导上升不明显,
其体内叶绿素的下降则很显著,这些都表明了多糖与
类胡萝^素一起,很可能在微绿球藻的抗uv.B机理
中发挥作用,其详细的机理尚有待进一步的研究。
致谢由藻种室谢隆初老师提供藻种,以及得到韩志国师兄
陈洁、张亚楠和郭羽丰同学的热情帮助,谨致谢性。
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万方数据
UV-B对两种藻光合色素和多糖含量的影响
作者: 黎峥, 段舜山, 武宝玕
作者单位: 暨南大学生命科学技术学院,广州,510632
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2003,22(1)
被引用次数: 17次

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