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摘要
为探究LED光对蓝藻光合活性的影响,以铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa PCC 7806为对象,25μmol photons/(m~2·s)白色荧光灯为对照,检测了不同光质光强LED处理2h的光合活性。结果表明,与对照相比,25一50μmol photons/(m~2·s) LED红光和蓝光、25—100μmol photons/(m~2·s) LED白光和绿光处理下,细胞光合活性(F_v/F_m)显著提高。大于100μmol photons/(m~2·s)的LED红光和蓝光、大于200μmol photons/(m~2·s)的LED白光及大于500μmol photons/(m~2·s)的LED绿光处理对光合活性有显著抑制作用,光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率F_v/F_m、电子传递速率ETR(Ⅱ)、光量子产量Y(Ⅱ)、光系统i(PSI)电子传递速率ETR(Ⅰ)、光量子产量Y(Ⅰ)随光强升高而降低;Q_A~-和Q_B间电子传递阻遏程度、PSⅡ无活性反应中心(PSⅡx)的比例及单个活性反应中心吸收的能量通量(ABS/RC)、单个活性反应中心耗散的总能量(DI_0/RC)、细胞单位面积藻体吸收的能量(ABS/CS_0)、单位面积藻体热耗散的能量(DI_0/CS_0)随光强升高而增加;而单个活性反应中心传递的电子通量(ET_0/RC)、单位面积藻体活性反应中心捕获的能量通量(TR_0/CS_0)、单位面积藻体电子传递的能量通量(ET_0/CS_0)随光强升高而降低(P<0.05);单个活性反应中心捕获的激发能量通量(TR_0/RC)无显著变化(P>0.05);在同一光强不同光质作用下,F_v/F_m、ETR(Ⅱ)、Y(Ⅱ)、ETR(Ⅰ)、Y(Ⅰ)的下降程度、Q_A~-和Q_B间电子传递阻遏程度、PSⅡx、ABS/RC、DI_0/RC、ABS/CS_0、DI_0/CS_0的增加程度、ET_0/RC、TR_0/CS_0、ET_0/CS_0的降低程度均表现为红光最大,绿光最小。这些结果显示,四种LED光质在低光强下可显著提高微囊藻光合活性并保证能量分配的平衡;高光强通过影响PSⅡ反应中心、抑制PSⅡ电子传递链受体侧的电子传递来降低微囊藻光合活性,同时,细胞大量吸收的光能通过增加热耗散、降低电子传递量子产额的方式来保护和缓解强光胁迫压力。研究揭示了铜绿微囊藻光合活性对LED光的响应机制,确认高光强LED光可抑制藻细胞光合活性,是防控微囊藻爆发性增殖的可能技术途径。
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