3种北极微藻的温度适应性研究

作     者：夏利花 

作者单位：内蒙古农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高岩;何剑锋

授予年度：2009年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：北极微藻 生境适应性 生长曲线 抗氧化酶系统 脂肪酸 超微结构 光合色素 

摘      要：为了探讨北极微藻对温度的适应机理,本项目以3种北极微藻—玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)、小球藻(Chlorella sp.)和衣藻(Chlamydomonas sp.)为试材,采用不同温度(0℃、4℃和8℃)处理,探讨了3种北极微藻的生长、抗氧化酶系统、脂肪酸组成、超微结构以及色素变化的规律。初步得出以下结果: 1、3种北极冰川微藻在不同温度下的生长情况各不相同,玛氏骨条藻的生长周期最长(50 d左右),衣藻的生长周期最短(28 d左右);玛氏骨条藻具有相对较为明显的低温适应性(4℃),但过低温度会导致生长速率下降;小球藻则更适应相对较高的温度;而衣藻的温度适应性较广,不同温度下生长情况没有太大差异。 2、方差分析结果表明,在玛氏骨条藻的生长期内,0℃和4℃两组之间的抗氧化酶活性及MDA含量差异极显著(p 0.05)。0℃和4℃这两个温度对玛氏骨条藻的抗氧化酶系统的影响较大;相对于SOD活性及MDA含量而言,温度对玛氏骨条藻和小球藻的CAT活性影响较衣藻更大。3种藻生长期内,它们的SOD、CAT和MDA的变化趋势均为先升高后降低的规律,说明3种微藻通过自己独特的生理代谢机制,在不同温度条件下通过保护酶的作用使微藻细胞内的生理代谢达到一个新的平衡,维持细胞生物体正常代谢和生长,因而对温度变化具有较好的适应性。 3、3种藻的脂肪酸组成均主要以多不饱和脂肪酸的形式为主,在不同温度环境中维持膜流动性方面起着重要的作用。C20:4在玛氏骨条藻的相对最适生长温度下含量最大,可能在其维持质膜流动性方面起主要作用;两种绿藻C18:3占比例最大,降低和提高温度都有利于绿藻多不饱和脂肪酸的积累,虽然温度的变化对脂肪酸含量有一定的影响,但是不明显;脂肪酸的组成及变化因微藻种类不同而有差异。 4、电镜照片的结果表明,较低温度下两种绿藻以储存脂肪颗粒的形式度过低温环境;在0℃时,玛氏骨条藻和小球藻分别通过类囊体片层扭曲膨大和细胞体积变大,来维持其正常的生命活动;总体而言,不同温度下3种藻的重要器官没有发生结构上的明显变化,能够发挥正常的功能,是3种藻对本实验的温度具有较好的适应性的有力说明。 5、光谱扫描的实验结果表明,3种藻各光合色素含量的变化情况与生长曲线的情况基本符合;Chla的含量及细胞平均Chla含量、及辅助色素Chlc、Chlb及光保护色素Car与Chla的相对含量(光谱比值)变化及各光合系统(PSI及PSII)对Chla的贡献率等随着藻种和温度的变化而有所不同,说明不同藻种的光合系统通过不同的反应机制对环境的温度变化进行响应,对温度的变化具有不同的反应。总之,从生长特性、生理生化变化、超微结构、脂肪酸变化以及光合色素变化方面分析3种微藻对不同温度的适应性,发现3种微藻通过自己独特的生理代谢机制,能够较好的维持细胞生命活动的正常代谢和生长,因而对本实验所设定的温度变化具有较好的适应性。