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微藻光生物學(xué)研究案例
發(fā)布時(shí)間: 2021-09-22 點(diǎn)擊次數(shù): 1843次光是影響植物/藻類生長發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一,是植物/藻類進(jìn)行光合作用的原初動(dòng)力,光能不足會(huì)限制光合作用的發(fā)生,而過多的光能則會(huì)導(dǎo)致光抑制。光質(zhì)、光強(qiáng)、光照時(shí)間等都會(huì)對植物/藻類產(chǎn)生影響,主要體現(xiàn)在光形態(tài)建成、生化成分含量、生理特性及生長發(fā)育等方面。
1. Nature plants:通過實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)進(jìn)化(ALE)增強(qiáng)在高光下的光合作用光合作用很容易受到強(qiáng)光(HL)水平的損害,光合生物已經(jīng)進(jìn)化出各種機(jī)制來應(yīng)對高光脅迫。Dann等人通過實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)進(jìn)化(ALE)顯著提高了藍(lán)藻集胞藻的耐光性。通過MC 1000多通道藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測系統(tǒng)對藻液培養(yǎng),同時(shí)使用Fluorcam葉綠熒光成像系統(tǒng)測量了F0等多個(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù)。通過反復(fù)突變和增加光照強(qiáng)度,篩選了能夠在*光強(qiáng)下生長的菌株。
2. Plant & cell physiology:波動(dòng)光對微擬球藻光合作用的影響Bellan等人在“波動(dòng)光對微擬球藻光合作用的影響"研究中,通過MC 1000多通道藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測系統(tǒng),控制微擬球藻生長溫度為21℃,通過設(shè)置不同的光強(qiáng)和光周期模擬波動(dòng)光,進(jìn)而研究其對微擬球藻的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)暴露在快速波動(dòng)光環(huán)境下的微擬球藻,其生長和光合電子傳遞顯著下降,而非光化學(xué)淬滅(NPQ)變化不明顯。
3.Journal of Biotechnology:lhcsr對萊茵衣藻氧化應(yīng)激和光利用效率的影響Barera等人,在“l(fā)hcsr對萊茵衣藻氧化應(yīng)激和光利用效率的影響"研究中,通過MC 1000多通道藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測系統(tǒng),控制萊茵衣藻生長溫度為25℃,光照時(shí)長16h,黑暗8 h來模擬一天中光照變化,并實(shí)時(shí)監(jiān)測其生長變化(OD720)。通過Fluorcam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)測量Fv/Fm,結(jié)果發(fā)現(xiàn)缺乏LHCSR1和LHCSR3的萊茵衣藻,在強(qiáng)光下產(chǎn)生O
2的速率明顯更高,同時(shí)伴有增強(qiáng)的單重態(tài)氧釋放和PSII光損傷,突變株的生物量僅在間斷性光照條件下有所延遲。
MC1000 多通道藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測系統(tǒng)由8個(gè)100ml藻類培養(yǎng)試管、水浴控溫系統(tǒng)、LEDs光源控制系統(tǒng)(每個(gè)培養(yǎng)試管均可單獨(dú)調(diào)控)及光密度在線監(jiān)測系統(tǒng)等組成,在藻類培養(yǎng)與控制實(shí)驗(yàn)、梯度對比實(shí)驗(yàn)等方面受到越來越多科研人員的青睞。
Fluorcam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng),是將PAM葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與CCD技術(shù)結(jié)合的葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng),也是目前使用廣、種類全面、發(fā)表論文最多的葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)。廣泛應(yīng)用于植物/藻類光合生理生態(tài)、植物/藻類逆境脅迫生理與易感性、氣孔功能、植物/藻類環(huán)境如重金屬污染響應(yīng)與生物檢測、植物/藻類抗性檢測與篩選、作物育種、Phenotyping等研究。
參考文獻(xiàn):1. Dann M ,
et al. 2021. Enhancing photosynthesis at high light levels by adaptive laboratory evolution. Nature Plants 1-15.2. Bellan A,
et al. 2020. Photosynthesis Regulation in Response to Fluctuating Light in the Secondary Endosymbiont Alga Nannochloropsis gaditana. Plant & cell physiology 61(1): 41-52.3. Barera S.
et al. 2021. Effect of lhcsr gene dosage on oxidative stress and light use efficiency by chlamydomonas reinhardtii cultures. Journal of Biotechnology 328:12-22.