增强的UV-B辐射对角叉菜(Chondrus ocellatus Holm)各个阶段生长发育的影响
本文采用实验室生态学的方法,研究了增强的LW-B辐射对大型红藻角叉菜(Chondrus ocellatus Holm)生活史中各个生长发育阶段的影响。通过显微观察、CPDs、藻红蛋白、叶绿素a、MDA及MAAs等指标检测,全面探讨了UV-B辐射持续增强对角叉菜的伤害特征,藻体内相应的修复以及防御机制。
1、UV-B辐射对角叉菜果孢子及四分孢子生长及发育的影响
UV-B辐射能够显著影响角叉菜四分孢子(雌雄配子体)和果孢子(孢子体)的生长发育,以及其藻体内的多项生理生化指标。高剂量的UV-B辐射能够引起角叉菜幼体的盘状体增长缓慢,边缘模糊,细胞排列松散以及藻体严重褪色。低剂量的UV-B辐射(36 J·m-2·d-1)能够促进角叉菜幼体的生长发育,藻体内的CPDs、MAAs含量显著增加,而叶绿素a和藻红蛋白含量显著下降。当UV-B辐射剂量为144 J·m-2·d-1时,藻体内的DNA光修复酶被激活,使藻体DNA内CPDs含量显著下降。当UV-B辐射剂量为36 J·m-2·d-1时,角叉菜幼体内的藻红蛋白和叶绿素a的含量急剧下降,并且随着UV-B辐射剂量的持续增大,藻红蛋白和叶绿素a含量持续降低。液相质谱分析显示,经UV-B辐射的诱导后,角叉菜四分孢子内含有palythine和asterina-330两种MAAs,果孢子中含有palythine、asterina-330和shinorine三种MAAs,低剂量的UV-B辐射(36J·m-2·d-1)能够诱导角叉菜幼体产生大量的MAAs,但随着UV-B辐射剂量的升高,MAAs作为紫外吸收物质和抗氧化剂被消耗,导致含量逐渐降低。实验还发现角叉菜果孢子对低剂量的UV-B辐射较为敏感,但是随着UV-B辐射剂量的升高,四分孢子损伤更为严重,表明四分孢子对高剂量的UV-B辐射更为敏感。
2、不同光修复条件对UV-B辐射后的角叉菜四分孢子以及果孢子修复的影响
3、实验采用不同光质的光修复条件对UV-B辐射后的角叉菜孢子进行修复。的。研究发现UV-B辐射后的角叉菜四分孢子(雌雄配子体)和果孢子(孢子体)对光修复条件具有不同的响应。低剂量UV-B辐射的角叉菜四分孢子在红光修复条件下生长情况较好;果孢子在PAR修复条件下生长情况较好,并且PAR在UV-B辐射后对角叉菜孢子损伤的修复有重要作用。蓝光修复条件下,角叉菜四分孢子和果孢子生长缓慢。研究结果发现,黑暗条件能够刺激角叉菜孢子DNA暗修复机制的活性,而蓝光能激发角叉菜光修复酶的活性,提高DNA的修复效率。角叉菜果孢子实验中,正常光照培养(PAR)和蓝光修复条件下,角叉菜藻体内的藻红蛋白在36 J·m-2·d-1时显著增长,然后才开始下降。而且在角叉菜四分孢子中,黑暗、红光以及蓝光修复条件能降低MAAs合成系统对UV-B辐射的敏感性。总体来说,在含有各种光质的PAR修复条件下,UV-B辐射后的角叉菜幼体生长迅速,修复情况较好。
4、急性UV-B辐射对角叉菜孢子体和配子体幼体的影响
实验选取了幼体阶段的角叉菜孢子体和配子体,研究了急性UV-B辐射对角叉菜幼孢子体以及配子体的影响。通过测量环丁烷嘧啶二聚体(CPDs)、藻红蛋白、叶绿素以及UV-B吸收物质MAAs,在不同UV-B辐射时间内的含量变化,检验UV-B辐射对角叉菜幼体各种生理生化进程的影响。在角叉菜雌雄配子体和孢子体中,UV-B辐射进行到10min时,藻体中CPDs有小幅下降,之后随着辐射时间的延长,藻体内的CPDs含量显著上升。UV-B辐射对角叉菜幼体的色素含量也有显著的影响,随着UV-B辐射时间的延长,藻体内藻红蛋白和叶绿素a的含量显著降低。少量的UV-B辐射能够刺激孢子体和配子体藻体内产生大量的MAAs,之后随着UV-B辐射时间继续延长,MAAs作为UV-B辐射吸收物质或者抗氧化剂被消耗掉,MAAs含量逐渐降低。
5、增强的UV-B辐射对角叉菜雌雄配子体和孢子体成体的影响
实验采用角叉菜配子体和孢子体材料,通过显微观察以及藻体内CPDs、藻红蛋白、叶绿素a、MDA和MAAs含量检测研究UV-B辐射增强对角叉菜成体生长发育的影响以及藻体内UV-B吸收物质含量的变化。研究结果表明,高剂量的UV-B辐射能够使角叉菜孢子体和雌配子体叶状体变薄,颜色变浅(色素出现漂白现象),斑块状褪色,边缘腐烂,叶状体表面粗糙;另一方面在高剂量UV-B辐射条件下果孢子囊严重漂白,角叉菜繁殖被抑制。1d的72 J·m-2·d-1 UV-B辐射剂量条件下,孢子体和雌配子体内CPDs含量有小幅上升趋势,之后随着UV-B辐射剂量的增加和时间的延长,CPDs含量逐渐升高。UV-B辐射剂量为72和144J·m-2·d-1时,能够诱导角叉菜成体内的藻红蛋白和叶绿素a的产生,随着UV-B辐射时间的延长和剂量的增加,藻体内的MDA含量显著升高。低剂量的UV-B辐射还能够诱导角叉菜成体内MAAs含量的增加。实验结果还表明,角叉菜雌配子体对UV-B辐射较为敏感,更容易受到UV-B辐射的损伤。
角叉菜;伤害特征;防御机制;孢子修复;生长发育
中国海洋大学
博士
生态学
唐学玺
2011
中文
S917.3
167
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）