温室条件下UV-B辐射对蓝藻结皮生长和超微结构的影响

第31卷第3期2011年3月环境科学学报ActaScientiaeCircumstantiaeVo.l31,No.3Mar.,2011基金项目:淡水生态与生物技术国家重点实验室项目(No.2008FBZ21);武汉市科技局与内蒙古自治区发改委重大科技产业化专项(No.200720112031);河南省高等学校青年骨干教师资助计划;信阳师范学院高层次人才科研启动基金项目;信阳师范学院青年骨干教师资助计划项目SupportedbytheProjectofStateKeyLaboratoryofFreshwaterEcologyandBiotechnology(No.2008FBZ21),theSpecialIndustrializationProjectofInnerMongoliaDevelopmentandInnovationCommitteetogetherwithScienceandTechnologyBureauofWuhancity(No.200720112031),theYoungKeyTeacherProjectofHenanProvinceandtheXinyangNormalUniversityandtheScientificResearchStart-upFundProjectforHighLevelPersonsofXinyangNormalUniversity作者简介:饶本强(1974)),男,副教授(博士),E-mai:lrbqxy@163.com;*通讯作者(责任作者)Biography:RAOBenqiang(1974)),male,associateprofessor(Ph.D.),E-mai:lrbqxy@163.com;*Correspondingauthor饶本强,吴沛沛,AlainDAUTA,等.2011.温室条件下UV-B辐射对蓝藻结皮生长和超微结构的影响[J].环境科学学报,31(3):649-657RaoBQ,WuPP,AlainDAUTA,etal.2011.EffectsofUV-Bradiationongrowthandultrastructuresofcyanobacterialcrustsundergreenhouseconditions[J].ActaScientiaeCircumstantiae,31(3):649-657温室条件下UV-B辐射对蓝藻结皮生长和超微结构的影响饶本强1,2,吴沛沛1,3,AlainDAUTA4,李敦海1,刘永定1,*1.中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉4300722.信阳师范学院生命科学学院,信阳4640003.中国科学院研究生院,北京1000394.LaboratoiredcEcologieFonctionnelleetEnvironnement,Universit†PaulSabatier,118routedeNarbonne,31062TOULOUSECedex9,France收稿日期:2010-06-21修回日期:2010-08-12录用日期:2010-08-18摘要:UV-B辐射是野外蓝藻结皮经常面临的一种环境胁迫因子.报道了温室条件下UV-B辐射对蓝藻结皮形态、生理和超微结构特征的影响.在本研究中,首先通过接种具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻形成初始蓝藻结皮,接着以初始蓝藻结皮为材料进行3种辐射处理:光合有效辐射、UV-B辐射+光合有效辐射和N-乙酰半胱氨酸+UV-B辐射+光合有效辐射.在各种辐射处理的第0、1、3、6、9和20天分别测定蓝藻结皮的光合活性(Fv/Fm)、叶绿素a、伪枝藻素和胞外多糖含量.同时采用扫描电镜观察辐射处理下结皮的超微结构特征.此外,对结皮的表观形态如结皮颜色、厚度、干重等进行了测定.结果表明UV-B辐射对蓝藻结皮具有持续而明显的负面效应.与对照结皮相比,UV-B辐射下结皮的表观形态受到不利影响,结皮Fv/Fm被完全抑制,单位重量的叶绿素a含量和胞外多糖含量显著降低,而伪枝藻素含量并未受到UV-B辐射抑制,其含量则出现大量增加.电镜观察表明,UV-B辐射导致蓝藻结皮的超微结构遭到明显破坏,表现为藻丝体数量减少,缢缩成条索状,对沙粒的缠绕减弱等.研究还表明,N-乙酰半胱氨酸能够较好地保护UV-B辐射下结皮的光合活性,增加结皮的叶绿素a含量和胞外多糖含量,并有利于结皮表观形态的恢复.本研究探索了蓝藻结皮对UV-B辐射的响应,对于进一步理解蓝藻结皮对UV-B辐射的耐受限度以及应用蓝藻结皮进行荒漠化治理具有重要的理论与实际意义.关键词:蓝藻结皮;UV-B辐射;超微结构;光合活性;叶绿素a;伪枝藻素;胞外多糖;N-乙酰半胱氨酸文章编号:0253-2468(2011)03-649-09中图分类