全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿猿卷 第 圆源期摇 摇 圆园员猿年 员圆月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
中国南方红壤生态系统面临的问题及对策 赵其国袁黄国勤袁马艳芹 渊苑远员缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
叶生态学基础曳院对生态学从传统向现代的推进要要要纪念 耘援孕援奥德姆诞辰 员园园周年
包庆德袁张秀芬 渊苑远圆猿冤
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食物链长度理论研究进展 张摇 欢袁何摇 亮袁张培育袁等 渊苑远猿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
天山盘羊夏季采食地和卧息地生境选择 李摇 叶袁余玉群袁史摇 军袁等 渊苑远源源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
松果梢斑螟对虫害诱导寄主防御的抑制作用 张摇 晓袁李秀玲袁李新岗袁等 渊苑远缘员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
菹草附着物对营养盐浓度的响应及其与菹草衰亡的关系 魏宏农袁潘建林袁赵摇 凯袁等 渊苑远远员冤噎噎噎噎噎噎噎
濒危高原植物羌活化学成分与生态因子的相关性 黄林芳袁李文涛袁王摇 珍袁等 渊苑远远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
四年 韵猿熏气对小麦根际土壤氮素微生物转化的影响 吴芳芳袁郑有飞袁吴荣军袁等 渊苑远苑怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎
重金属 悦凿圆垣和 悦怎圆垣胁迫下泥蚶消化酶活性的变化 陈肖肖袁高业田袁吴洪喜袁等 渊苑远怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
不同生境中橘小实蝇种群动态及密度的差异 郑思宁 渊苑远怨怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
亚热带樟树鄄马尾松混交林凋落物量及养分动态特征 李忠文袁闫文德袁郑摇 威袁等 渊苑苑园苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
中国陆地生态系统通量观测站点空间代表性 王绍强袁陈蝶聪袁周摇 蕾袁等 渊苑苑员缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
雅鲁藏布江流域 晕阅灾陨变化与风沙化土地演变的耦合关系 李海东袁沈渭寿袁蔡博峰袁等 渊苑苑圆怨冤噎噎噎噎噎噎
高精度遥感影像下农牧交错带小流域景观特征的粒度效应 张庆印袁樊摇 军 渊苑苑猿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
高寒草原土壤有机碳及土壤碳库管理指数的变化 蔡晓布袁于宝政袁彭岳林袁等 渊苑苑源愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
芦芽山亚高山草甸尧云杉林土壤有机碳尧全氮含量的小尺度空间异质性
武小钢袁郭晋平袁田旭平袁等 渊苑苑缘远冤
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湘中丘陵区不同演替阶段森林土壤活性有机碳库特征 孙伟军袁方摇 晰袁项文化袁等 渊苑苑远缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎
东北黑土区片蚀和沟蚀对土壤团聚体流失的影响 姜义亮袁郑粉莉袁王摇 彬袁等 渊苑苑苑源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
滇西北高原纳帕海湿地土壤氮矿化特征 解成杰袁郭雪莲袁余磊朝袁等 渊苑苑愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
红壤区桉树人工林炼山后土壤肥力变化及其生态评价 杨尚东袁吴摇 俊袁谭宏伟袁等 渊苑苑愿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
圆园园园要圆园员园年黄河流域植被覆盖的时空变化 袁丽华袁蒋卫国袁申文明袁等 渊苑苑怨愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
庐山森林景观格局变化的长期动态模拟 梁艳艳袁周年兴袁谢慧玮袁等 渊苑愿园苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
暖温带鄄北亚热带生态过渡区物种生境相关性分析 袁志良袁陈摇 云袁韦博良袁等 渊苑愿员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同生境和去趋势方法下的祁连圆柏径向生长对气候的响应 张瑞波袁袁玉江袁魏文寿袁等 渊苑愿圆苑冤噎噎噎噎噎
资源与产业生态
大小兴安岭生态资产变化格局 马立新袁覃雪波袁孙摇 楠袁等 渊苑愿猿愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
生态环境移动数据采集系统研究与实现 申文明袁孙中平袁张摇 雪袁等 渊苑愿源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
城乡与社会生态
城市遥感生态指数的创建及其应用 徐涵秋 渊苑愿缘猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
大明竹属遗传多样性 陨杂杂砸分析及 阅晕粤指纹图谱研究 黄树军袁陈礼光袁肖永太袁等 渊苑愿远猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
干旱胁迫下 源 种常用植物幼苗的光合和荧光特性综合评价 卢广超袁许建新袁薛摇 立袁等 渊苑愿苑圆冤噎噎噎噎噎
基于 陨栽杂圆和 员远杂 则砸晕粤的西施舌群体遗传差异分析 孟学平袁申摇 欣袁赵娜娜袁等 渊苑愿愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
两种浒苔无机碳利用对温度响应的机制 徐军田袁王学文袁钟志海袁等 渊苑愿怨圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
北京山区侧柏林冠层对降雨动力学特征的影响 史摇 宇袁余新晓袁张建辉袁等 渊苑愿怨愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
景观生态学研究院传统领域的坚守与新兴领域的探索要要要圆园员猿厦门景观生态学论坛述评
杨德伟袁赵文武袁吕一河 渊苑怨园愿冤
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期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆怨远鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿猿鄢圆园员猿鄄员圆
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封面图说院 黄土丘陵农牧交错带要要要黄土丘陵是中国黄土高原的主要地貌形态袁由于黄土质地疏松袁加之雨季集中袁降水强度
较大袁地表流水冲刷形成很多沟谷袁斜坡所占的面积很大遥 这里千百年来的农牧交错作业袁地表植被和生态系统均
遭受了严重的破坏遥 利用高精度影像对小流域景观的研究表明袁这里耕地尧林地和水域景观相对比较规则简单袁荒
草地和人工草地景观比较复杂遥 农牧交错带小流域景观形态具有分形特征袁各类景观斑块的分维数对粒度变化的
响应不同袁分维数随粒度的增大呈非线性下降趋势遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 33 卷第 24 期
2013年 12月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.33,No.24
Dec.,2013
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41106093);江苏省自然科学基金资助项目(BK2011400); 国家海洋局海洋公益性行业科研专项资助项
目(201205010); 江苏高校优势学科建设工程资助项目
收稿日期:2013鄄04鄄20; 摇 摇 修订日期:2013鄄09鄄04
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: xjtlsx@ 126.com
DOI: 10.5846 / stxb201304200756
徐军田,王学文, 钟志海, 姚东瑞.两种浒苔无机碳利用对温度响应的机制.生态学报,2013,33(24):7892鄄7897.
Xu J T, Wang X W, Zhong Z H, Yao D R. The mechnism of the characters of inorganic carbon acquisition to temperature in two Ulva species . Acta
Ecologica Sinica,2013,33(24):7892鄄7897.
两种浒苔无机碳利用对温度响应的机制
徐军田1,*,王学文1, 钟志海1, 姚东瑞1,2
(1. 淮海工学院海洋学院, 连云港摇 222005; 2. 江苏省中国科学院植物研究所, 南京摇 210014)
摘要:为了探讨温度对大型海藻无机碳利用机制的影响,选择了潮间带常见的绿藻缘管浒苔 (Ulva linza)和浒苔(Ulva prolifera)
为实验材料,研究了碳酸酐酶抑制剂乙酰唑磺胺(AZ)和己氧苯并噻唑磺胺(EZ)在不同的温度下对藻体光合作用的影响。 实
验设置 6个温度梯度(5、10、15、20、25和 30益)。 结果表明,缘管浒苔和浒苔都有很强的无机碳利用能力,而温度对此有显著的
影响。 但他们之间存在明显的种间差异。 缘管浒苔对温度的依赖性要强于浒苔,其对温度的适应范围要窄于浒苔,尤其是在高
温下(30益),缘管浒苔的最大光合作用能力与最适温度相比下降了 56%,而浒苔仅为 20%,这表明在高温的情况下,浒苔比缘
管浒苔具有更强的生存适应能力,这是浒苔能够在绿潮藻占有绝对优势的原因之一。 对缘管浒苔来说,在低温(5益)和高温
(30益)时,无机碳的转运主要是通过胞外碳酸酐酶的催化作用,而在 15益时,加入胞外碳酸酐酶的抑制剂对无机碳的转运没有
明显的影响,这表明在此温度下其他无机碳转运形式可以有效补偿胞外碳酸酐酶的作用。 在其他的温度下,胞外碳酸酐酶和其
他无机碳转运方式各占一定的比例。 而对于浒苔来说,在低温 5益时,其他无机碳转运形式占主要作用,而从 10益开始,胞外碳
酸酐酶作用比例显著增加,并且保持在相同的水平上。
关键词:缘管浒苔;浒苔;温度;碳酸酐酶;光合作用
The mechnism of the characters of inorganic carbon acquisition to temperature in
two Ulva species
XU Juntian1,*, WANG Xuewen1, ZHONG Zhihai1, YAO Dongrui1,2
1 School of Marine Science & Technology, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, China
2 Institute of Botony, Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210014, China
Abstract: The intertidal green macroalgae Ulva linza and Ulva prolifera were selected to study the effects of carbonic
anhydrase inhibitors AZ and EZ on the photosynthesis of the thalli under different temperatures. Six temperature levels were
set (5, 10, 15, 20, 25 and 30益) in the experiment. Our results showed that the values of pH compensation point of both
Ulva linza and Ulva prolifera was as high as 10. This suggested that the both the two Ulva species possessed rather high
ability of photosynthetic acquisition of inorganic carbon. The ability of inorganic carbon acquisition in both the two species
were significantly affected by temperature, and this temperature responses were species鄄specific. Compared with Ulva
prolifera, Ulva linza was more sensitive to temperature, suggesting that the optimum range of temperature for photosynthesis
was narrower in Ulva linza than Ulva prolifera. At high temperature (30益), the net photosynthetic rate of Ulva linza was
decreased by 56%, while only by 20% in Ulva prolifera, compared with the rate at optimum temperature. These results
suggested that Ulva prolifera possessed stronger ability to endure high temperature than Ulva linza did. This might be one of
the most possilble physiological reasons that the dominant species in green tide bloom is Ulva prolifera. For Ulva linza, the
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transport of inorganic carbon was predominantly carried out by catalysis of extracellular carbonic anhydrase at temperatures
of 5益 and 30益 . However, no significant effect was found in the transport of inorganic carbon at temperature of 15益 when
the extracellular carbonic anhydrase inhibitor AZ was added. This implied that, at 15益, another way of transport of
inorganic carbon might eliminate the effect of the inhibition of extracellular carbonic anhydrase. Over the temperature rang of
20—25益, extracellular carbonic anhydrase鄄mediated inorganic carbon transport and the other patterns of inorganic carbon
transport operated as a fixed proportion, respectively. For Ulva prolifera, the primary pattern of the transport of inorganic
carbon was not due to the catalysis of extracellular carbonic anhydrase at temperature of 5益, and another pattern of
inorganic carbon transport might operate at this temperature. However, as temperature rose to 10益, the action of catalysis
of extracellular carbonic anhydrase increased significantly, and this action maintained the same levels with further rising of
temperature.
Key Words: Ulva linza; Ulva prolifera; temperature; carbonic anhydrase; photosynthesis
温度是影响生物过程最普遍的气候因素。 迄今为止向大气排放的 CO2已经使得地球比工业革命前变暖
2.4益,全球暖化的趋势在本世纪还将进一步的加速 (IPCC 2001), 预计本世纪末温度将上升 2—5益,这将带
来许多生物种的灭绝[1]。 大型海藻构成海洋总初级生产力的 10%左右,是近岸海域重要的初级生产者,在近
岸碳循环中起着很重要的作用[2]。 温度的变化对大型海藻的生长、代谢、碳平衡等产生重要影响,并进而影
响到海藻季节与地理分布状况[3]。
在自然海水中,在通常的 pH 值(8.0—8.2)和 20 益条件下,HCO-3 的浓度约为 2mmol,而 CO2仅为 10
滋mol,由于 Rubisco利用 CO2的半饱和常数(Ks)为 30—60 滋mol[4]。 在长期的进化过程中,许多大型海藻形成
了无机碳浓缩机制(CCMs)来更有效地利用无机碳进行光合作用。 除直接利用扩散进入细胞的 CO2外,CCMs
主要包括以下途径:淤 依赖胞外碳酸酐酶(CA)的催化 HCO-3 脱水形成 CO2,CO2进而被细胞吸收利用[5];于
HCO-3 在细胞膜外酸性区域脱水而形成 CO2,CO2进而被细胞吸收利用[6];盂 耗能的 HCO
-
3 的直接吸收利用
(此过程可被抑制剂 DIDS所抑制) [7];榆 H+ / HCO-3 的协同运输或 OH
- / HCO-3 的反向运输[6]。 这些机制得到
了广泛的研究,实验主要以改变培养介质里的无机碳浓度以及 pH 值来测定这种机制的变化,但对于温度的
效应,却未见报道。
浒苔(Ulva prolifera)和缘管浒苔(Ulva linza)是沿海潮间带常见的大型绿藻,也是近几年来绿潮爆发的主
要种类,其生理特性对环境的变化得到了很好的研究[8鄄12],在此基础上本文以这两种浒苔为材料,研究无机碳
利用机制对温度的响应,为探讨近岸大型海藻无机碳利用机制与温度变化的关系提供一定的实验基础,同时
对了解绿潮在响应全球变暖过程中的变化提供一定的数据支持。
1摇 实验材料和方法
1.1摇 实验材料
缘管浒苔(Ulva linza)和浒苔(Ulva prolifera)分别采自于江苏连云港高公岛和连岛海域。 材料用过滤海
水清洗干净后,选取色泽鲜绿,长度适中的健康藻体于玻璃水族箱内暂养,暂养的条件是温度为 15益,光强为
200滋mol m-2s-1,光周期为 12h 颐12h;培养液为过滤的自然海水,每 2d更换 1次,每天 24h通气培养。
1.2摇 pH值漂移曲线的测定
称取 0.3g的缘管浒苔和浒苔藻体放于含有 15ml过滤灭菌海水(pH值为 8.0)的小玻璃瓶中,玻璃瓶放置
于恒温光照培养箱内,将藻体充分舒展后封闭,水体用磁力搅拌器均匀搅动,光照控制为 200滋mol m-2 s-1,温
度为 15益。 实验设 3个重复,每个小瓶口接一个 pH计探头,每隔一定的时间记录 pH 的变化,当 pH 稳定后
结束测定,这个稳定点就是 pH值补偿点。
1.3摇 光合作用的测定
用氧电极法 (Hansatech,英国) 测定缘管浒苔和浒苔的光合放氧速率。 测定之前,把藻体用锋利的小剪
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刀剪成约 0.2 cm2大小的小片(缘管浒苔)和约 1cm 长的小条(浒苔),在室内低光下适应 1—2h(温度设定为
测定时的温度),最大程度的消除藻体损伤带来的测定误差。 然后称取大约 20 mg 鲜重的藻片(大约 20片)放
入装有 2 mL 反应介质的反应槽中。 用循环水浴精确控制反应槽内的温度。 饱和光强设置为 600滋mol
m-2 s-1。
1.4摇 无机碳利用机制的研究
为精确研究温度对缘管浒苔和浒苔无机碳利用的影响,采用藻类碳酸酐酶的抑制剂 AZ(acetazolamide)
和 EZ(6鄄ethoxyzolamide) (Sigma)(用 0.05 mol / L NaOH配制成 5mmol / L 的原液),最终反应介质中的浓度为
100滋mol。 AZ不能渗透细胞而只抑制胞外 CA酶的活性[13鄄14], 而 EZ能渗透细胞从而抑制胞内和胞外 CA 两
者的活性[15]。 通过和不加抑制剂的藻样进行对比,从光合作用的光响应曲线来分析温度的效应。
1.5摇 统计与分析
试验数据采用 one鄄way ANOVA(turkey)分析(采用 Origin 7.0 分析软件),设显著水平为 P<0.05,所有实
验处理均为 3个重复。
2摇 结果
pH漂移曲线表明这两种浒苔都有很强的无机碳利用能力,其 pH 补偿点分别高达 10.19依0.01(缘管浒
苔)和 10.08依0.01(浒苔) (图 1)。
摇 图 1摇 缘管浒苔和浒苔在 15益、光强为 200滋mol m-2 s-1的 pH 漂
移曲线
Fig.1摇 The pH鄄drift curves of Ulva linza and Ulva prolifera under
20益 and 200滋mol m-2 s-1 condition
为了探讨温度对两种浒苔无机碳利用能力的影响,
测定了藻体在不同温度下和加入不同抑制剂情况下的
最大放氧速率,从图中可以看出,缘管浒苔的最大光合
作用速率(Pmax)随着温度的升高而显著增加,到 25益达
到最大,但在 30益显著下降,下降比率为 56%。 当加入
抑制剂 AZ 后,除在 15益外,其他温度下的 Pmax受到显
著的抑制。 其 Pmax随着温度的变化模式为,随着温度的
升高,Pmax也显著增加,但到 15益后,Pmax维持在一个恒
定的水平,直到 30益才显著下降。 而加入抑制剂 EZ
后,藻体的 Pmax在所有的温度下与加入 AZ 相比受到了
更显著的抑制,其 Pmax随温度的变化模式为,随着温度
的升高,Pmax也显著增加,在 30益具有最大的 Pmax(图
2)。 通过抑制剂对光合作用的抑制率来看,AZ 处理的
藻体在 5益和 30益最大,达到 70%,而在 15益最小,抑
制率为零。 整个抑制率随着温度的变化呈“V冶字形变
动。 而 EZ处理的藻体,抑制率随温度的变化基本维持
在 85%的水平,只是在 30益时光合作用的抑制水平下降为 80%(图 2)。
浒苔的最大光合作用速率(Pmax)随着温度的升高而显著增加,到 25益达到最大,但在 30益显著下降,其
下降比率与缘管浒苔相比要小,仅为 20%。 当加入抑制剂 AZ后,所有温度下藻体的 Pmax都受到显著的抑制,
其随着温度的变化趋势和对照情况下一致,都是随着温度的升高而显著增加,在 25益达到最大,但在 30益显
著下降。 加入抑制剂 EZ后,藻体的 Pmax在所有的温度下与加入 AZ 相比受到了更显著的抑制,其 Pmax随温度
的变化模式为,5益下浒苔具有最低的 Pmax,10益处理下浒苔的 Pmax约是 5益的 2.5倍,但随着温度的增加,Pmax
却一直保持在 10益时的水平上,其处理间没有显著差异(图 3)。 通过抑制剂对光合作用的抑制率来看,AZ处
理的藻体在 5益时最低,仅为 16%,在 10益时其抑制率上升为 55%,随着温度的上升,抑制率却保持稳定的水
平,除 5益外,其他所有温度间的抑制水平没有显著差异。 而 EZ 处理的藻体,抑制率随温度的变化在 5益和
10益较低,约为 70%,随着温度的增加,其他温度处理下的抑制率基本维持在 85%的水平(图 3)。
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图 2摇 缘管浒苔在正常和抑制剂AZ和 EZ存在情况下最大光合作用速率随温度的变化图以及这两种抑制剂对藻体最大光合作用速率的抑
制率
Fig.2摇 The change of the maximum photosynthetic rate of Ulva linza as function of temperatures with or without AZ and EZ inhibitors and
the inhibition ratio of AZ and EZ for the maximum photosynthetic rate
图 3摇 浒苔在正常和抑制剂AZ和 EZ存在情况下最大光合作用速率随温度的变化图以及这两种抑制剂对藻体最大光合作用速率的抑制率
Fig.3摇 The change of the maximum photosynthetic rate of Ulva prolifera as function of temperatures with or without AZ and EZ inhibitors
and the inhibition ratio of AZ and EZ for the maximum photosynthetic rate
3摇 讨论
本实验结果表明,缘管浒苔和浒苔的 pH 漂移曲线说明这两种海藻具有很强的无机碳利用能力,一般认
为一种海藻的 pH补偿点达到 9.2以上就表示其具有有效的 HCO-3 利用能力[16鄄17],而这两种海藻的 pH 补偿
点可以高达 10以上, 这表明这两种海藻存在一种或者几种高效的体外无机碳转运形式。 研究表明,缘管浒
苔和浒苔具有明显的胞外和胞内碳酸酐酶活性,这是大型海藻胞外 CA酶催化的 HCO-3利用方式,是大型海藻
无机碳利用的最普遍和最基本的方式[18鄄19]。 而胞外 CA 酶活性本身仅仅是加速 HCO-3与 CO2之间的相互转
化,而不能影响 CO2的平衡浓度,并且形成的 CO2主要是通过扩散作用而被动的进入细胞。 这就意味着,这种
方式的 HCO-3利用,在高 pH (>9.4)时就不能很好地起作用,因为这时的 CO2平衡浓度极低[20鄄21]。 因此这表
明,除胞外碳酸酐酶催化利用 HCO-3的方式外,缘管浒苔和浒苔必定还存在另外的 HCO
-
3 利用方式。 这在同属
的肠浒苔(Ulva intestinalis)中得到证实,其有两种 HCO-3利用能力,即通过胞外 CA 酶催化的 HCO
-
3利用,以及
通过阴离子交换蛋白抑制剂(4,4忆鄄diisothiocyanatostilbene鄄2,2忆鄄disulfonic acid,DIDS)敏感机制的 HCO-3直接
吸收[21]。
通过比较缘管浒苔在不同温度下 AZ 对其最大光合作用速率抑制率,得到在温度最低的 5益和最高的
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30益下,其抑制水平达到 70%左右,这表明在这两个温度下无机碳的转运主要是通过胞外碳酸酐酶的催化作
用,而其他的 HCO-3 转运方式仅占很少的比例。 而在 15益,加入胞外碳酸酐酶的抑制剂对藻体光合作用速率
没有显著影响,这表明在这个温度下其他的 HCO-3 转运方式可以弥补碳酸酐酶转运方式所起到的作用。 而其
他的温度下碳酸酐酶和其他 HCO-3 转运方式各占有一定的比例。 这些实验结果表明,除碳酸酐酶外的 HCO
-
3
转运方式对温度具有很强的依赖性,在温度很低或者很高的情况下,其效率与碳酸酐酶相比受到明显的抑制,
其最适的温度为 15益,在这个温度下其高的效率完全可以替代碳酸酐酶来为藻体进行有效的 HCO-3 转运。
而对于浒苔来说,无机碳利用机制对温度的响应和缘管浒苔有显著的差异,AZ 在温度最低的 5益具有最
低的 Pmax抑制率,其抑制水平仅为 16%,这表明在低温的情况下,除胞外碳酸酐酶的活性外,其他的 HCO
-
3 转
运方式占有很高的比例。 而从 10益开始,这种抑制水平就达到一个很高的值,并且一直保持在这个水平上
(55%),这表明,当温度升高到 10益以后,碳酸酐酶催化转运所占的比率显著增加,其他的 HCO-3 转运方式在
无机碳利用过程中的作用与 5益相比显著下降,并且在 10益以后直到 30益,这种比率保持恒定。
缘管浒苔光合作用能力最强的温度是在 25益,而加入抑制剂 EZ后,最高光合作用的温度为 30益,但这表
明光合作用体系(包括光合作用电子传递、固碳以及碳获取的各个组分)里酶的最适温度是不相同的,EZ 抑
制了胞内外碳酸酐酶的活性,导致胞内无机碳库产生向 Rubisco 供应的 CO2过程受到抑制[15],藻体利用的
CO2是胞内碳酸盐系统中自然解离的产物,这样藻体的光合作用能力取决于 RUBISCO酶的活性以及 CO2的解
离速度。 而正常情况下,光合作用能力的大小必须要考虑无机碳转运体系里各种酶的活性以及效率。 我们实
验结果说明在 30益情况下,无机碳转运体系受到了一定程度的抑制,导致光合作用能力显著下降。
但对浒苔来说,其光合作用能力最强的温度也为 25益,加入抑制剂 EZ 后,最高光合作用速率从 15 益开
始就保持恒定的水平,这表明,在不同温度下影响光合作用能力的主要是无机碳转运体系所起的作用,当这些
转运体系受到抑制后,藻体仅仅是利用海水中和体内自然化学解离形成的 CO2,温度对其光合作用过程中各
种酶的活性没有显著的影响。
综上所述,温度对缘管浒苔和浒苔的无机碳利用转运体系的影响是不同的,他们之间存在着明显的种间
差异,缘管浒苔对温度的依赖性要强于浒苔,其对温度的适应范围要窄于浒苔,尤其是在高温下(30益),缘管
浒苔的最大光合作用能力与最适温度相比下降了 56%,而浒苔仅为 20%,这表明在高温的情况下,浒苔比缘
管浒苔具有更强的生存适应能力,这是浒苔能够在绿潮藻占有绝对优势的原因之一,并且在北方海域浒苔绿
潮的调查研究中得到证实[9]。 对于缘管浒苔和浒苔的无机碳利用机制来说,其他转运 HCO-3 的方式是在正常
海水 pH 下就可以起到有效的作用,还是当胞外碳酸酐酶受到抑制后的诱导使其产生作用,这还需要进一步
的研究。
References:
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7987摇 24期 摇 摇 摇 徐军田摇 等:两种浒苔无机碳利用对温度响应的机制 摇
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
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主摇 摇 编摇 王如松
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