极端条件下铜绿微囊藻生长和光合系统的模拟研究

【摘要】：低温、低光条件是湖泊中微囊藻越冬及复苏必须经历的极端环境条件,模拟研究此条件下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa FACHB 905)的生长及光合系统变化,对于了解富营养化水体中M.aeruginosa水华的暴发过程具有重要生物学意义。本实验研究了低温(9℃、12℃、15℃)和低光(2μE、5μE、10μE)条件下,M.aeruginosa生长、PSⅡ特征及光合色素含量的变化。结果表明,在各处理组中藻细胞密度、ETR及Yield值均在初期显著下降;第四天后呈现增长状态并趋于稳定。15℃下各处理组较其他温度条件下处理组,藻体最先开始变黄沉淀,15℃/5μE处理组类胡萝卜素具有明显的上升趋势,在此条件下藻体生长最快,生物量最高。在12℃各处理组中,藻胆素浓度均值最高,且在5μE下达到最大值为1.98mg/l,藻细胞Fv/Fm值先下降,之后呈现回复增长,最终趋于稳定。9℃/2μE处理组中,未观察到对数生长期,最大生物量低于其他各组,且光合色素浓度变化差异不显著,但Fv/Fm值变化趋势也呈现回复增长并最后趋于稳定。模拟研究结束后,将各处理组样品进行了重培养(25℃/70μE),结果显示M.aeruginosa在最适条件下进行回复生长时,仅9℃/2μE处理过的样品在15天后,藻体变绿,并继续生长,说明长期处于低温低光环境中的微囊藻细胞光系统Ⅱ仍能保持活性,当环境转变为有利生长条件时,能支持藻体光合作用的正常进行;且相对于较高温度和光强而言,更有利于PSⅡ活性的恢复。低温低光是藻类从冬季往春季过度的一个过程,研究低温低光条件下微囊藻的生长特性,对于解释底泥中微囊藻细胞的复苏过程与微囊藻水华的迅速暴发的关系有重要意义。