大气CO2浓度和温度变化对石莼生长及其叶绿素荧光特性的影响

摘要

Objective]The effects of CO2 concentration and temperature on the growth and chlo-rophyll fluorescence of Ulva lactuca were investigated.[Methods]Ulva lactuca was cultured under the following four different conditions:(1)390μL/L CO2+ 15℃;(2)700μL/L CO2+15℃;(3)390μL/L CO2+ 25℃;and (4)700μL/L CO2+ 25℃.After cultured for 10 d,the growth,chlorophyll fluorescence and biochemical compositions were examined.[Results]The results showed that elevated CO2 enhanced the growth ofU.lactuca .The effects of CO2 on sol-chemical quenching (NPQ);while 25℃ and high CO2-grown algae exhibited highest maximum relative electron transport rate (rETRmax)and light saturation point (Ek).After exposed to 40℃ for 6 h,photosynthetic apparatus of 15℃-grown algae were seriously destroyed;For 25℃growth condition,high CO2-grown algae displayed lower decline degree in Fv/Fm,a,NPQ and photochemical quenching (qP )compared to normal air-grown.[Conclusion]Our results sugges-ted that elevated CO2 improved heat endurance inU.lactuca.%【目的】为了研究大型海藻在全球气候变化背景下的生态功能，探讨大气 CO2浓度升高和温度变化对石莼（Ulva lactuca）生长及其叶绿素荧光特性的影响。【方法】在4种条件（390μL／L CO2＋15℃；700μL／L CO2＋15℃；390μL／L CO2＋25℃；700μL／L CO2＋25℃）下培养石莼，10 d后测定藻体生长、叶绿素荧光参数以及生化组分。【结果】经10℃低温6 h处理，石莼受到光抑制；经35℃高温6 h处理，25℃正常空气条件下生长的石莼表现出较高的最大光量子产量（Fv／Fm），光能利用效率（α），非光化学淬灭（NPQ）和光化学淬灭（qP ），25℃高CO2浓度条件下生长的石莼最大相对电子传递速率（rETRmax）和饱和电子传递速率（Ek ）大于其他生长条件下的石莼；经40℃高温处理6 h，15℃生长的石莼光合机构受损；相对于25℃与正常空气条件下生长的石莼，25℃与高CO2浓度条件下生长的石莼Fv／Fm、a、NPQ和qP 的下降程度较小，而且具有较高的rETRmax 和Ek。【结论】高CO2浓度促进石莼的生长，但其对石莼可溶性蛋白（SP ）、可溶性碳水化合物（SC ）、叶绿素 a （Chl a）和类胡萝卜素（Car ）等生化组分含量影响具有温度依赖性。另外，CO2浓度升高使得石莼抗高温的能力增强。