第22卷第4期2019年7月
Vol.22Nc.4
oue.2019西安文理学院学报！自然科学版)
Journal of XiSn University(Naturae Sciencc Edition)
文章编号：1008-5564(2019)04-0073-05
叶绿素荧光的影响
马欠，邓春暖，郭锋锋，张权
(云南师范大学旅游与地理科学学院，昆明650500)
摘要：以小球藻和铜绿微囊藻为研究对象，设置不同的光照(2000'4000'6000'8000、10000 lx)，测量小球藻和铜绿微囊藻的藻细胞数量、吸光度值"。'聞)、叶绿素荧光"F'/F”)，并计算两种藻的
比生长速率.结果表明，小球藻最佳光照强度为6000lx，在光照强度6000e之后随着光照强度增加，小
球藻生长受抑制明显，铜绿微囊藻最佳光照强度为40001x，说明铜绿微囊藻较耐受弱光，而小球藻更耐
强光•
关键词：光照；小球藻；铜绿微囊藻；生长；叶绿素荧光
中图分类号:Q945.11文献标志码:A
Effects of Illumination on Growth of Chlorella and Microcystis
Aeruginosa and Chlorophyll Fluorescence
MA Qian，DENG Chun-nuan，GUO Feng-feng，ZHANG Quan
(School of Tourism and Geographicyi Sciences，Yunnan Normal University，Kunming650500，China)
Abstract:Chlorelle vulaaris and Microcystis aeruginosa were taken as the research objects.Dinerent illumina
tion(2000，4000，6000，8000，10000lx)was set.The cell numbee，absorbancc velue(01)680)and chle-
eopht e eeuoesc4nc4(F e FF m)oeCheoe a euegaecsand Mcrocrstictaeougcncta w4e m4asued，and ih4sp4ccecc
geowih eaiesoeiheiwoaegaeweeecaecueaied.Theeesueisshowed ihaiiheopicmum c e u mcnaicon cnienscitoe
Cheoee e a was6000et.Aeieeihec u mcnaicon cnienscitwas6000et，ihegeowih oeCheoee e a wascnhcbcied obec-
ousetwcih ihecnceeaseoec e u mcnaicon cnienscit.Theopicmum c e u mcnaicon cnienscitoe Mcrocrstictaeougcncta
was4000et，whcch cndccaied ihai Mcrocrstictaeougcncta wasmoeeioeeeaniioeowecghiihan Cheoee e a.
Key word*:illumination；chlorelle；Microcystit aeruginosa；growth；chlorophyt fluorescence
小球藻(Chlorella)，绿藻门绿藻纲，是单细胞藻，对生长环境要求简单，适应性较强，在海洋、淡水等自然界分布较广，近年来在湖泊中频繁出现•铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa FACHB905)属于蓝藻，常生长在有机质丰富的湖泊或河流中，属于水华的一种，如果大量生长繁殖会对湖泊和河流的环境造成恶劣的影响•铜绿微囊藻是光合自养型生物，具有很强的光合作用能力，且铜绿微囊藻生长周期短，不分
收稿日期：2018-04-28
基金项目：国家自然科学基金资助项目(21467031)
作者简介：马欠(1993—)，女，云南昭通人，云南师范大学旅游与地理科学学院硕士研究生，主要从事污染生态研究•
通讯作者：邓春暖"1977—)，女，湖南双峰人，云南师范大学旅游与地理科学学院副教授，硕士生导师，主要从事污染生态学研究.
74西安文理学院学报！自然科学版）第22卷
层，易于培养，对外界敏感性强-
近年来对于研究环境因子（如温度、光照、pH、盐度等）对不同微藻生长的影响相对较多［1-5］，光照是微藻生长的一个重要因子，是微藻通过光合作用获得能量的来源，是微藻健康生长不可或缺的因素•光照强度对微藻生长的影响已有较多研究，但是大多研究集中于0~6000Ut之间，所以本文将通过研究2000-10000Ut之间不同小球藻和铜绿微囊藻对光照的适应和生长反应，为预防蓝藻和绿藻的爆发提供理论基础•
1材料与方法
1.1材料
试验所用的藻种铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa FACHB905）和小球藻（Chlorellx）均购自中国科学院水生生物所淡水种库•培养基采用BG-11培养基⑷，培养条件为25k,t（光）：！暗）=12h：12h，光照为8000U类型.试验所用的玻璃器皿均用稀盐酸浸泡30min，用无菌水冲洗3次，再用灭菌锅121k，20min下灭菌，烘干备用-
1-2试验仪器
人工气候箱"PQX-250，上海海向仪器设备厂）（控温精度土1k，光照度0~12000U），紫外分光光度计（UV2800，上海Unice公司），叶绿素荧光仪（FL3500，PSI，捷克），普通血球计数板和三角瓶（高温灭菌）等.
1.3试验方法
试验藻种经过驯化培养之后，到达试验所需的浓度，选用长势较好的藻种在不同光照下培养.控制不同光照，分别为2000'4000、6000'8000、10000X，温度为（25±1）k，pH值为8，每个处理组设置3个平行样.培养光暗时间，！光）：！暗）=12h：12h.试验微藻的初始密度设置为。'⑻为
0.05（±0.001）.每天摇晃试验藻3次以上，并随机更换位置，使藻液接受的光照均匀-
1.4测定和计数方法
1.4.1OD680测定
每天定时从实验藻中取5mL到试管里，取液之前需要将藻液摇晃均匀，用一次性滴管将藻液取进试管，用紫外分光光度计测定其在波长为680nm的吸光值（OD），测量之前用移液吸取3mL在比皿中，并用蒸馏水空白校准，再测量藻液的值-
1.4.2叶绿素荧光参数的测定
叶绿素荧光技术是一种以光合作用理论为基础，利用生物体内叶绿素研究和探测光合生理状况以及外界环境对其细微影响的活体测定技术•叶绿素荧光动力学技术是用于评鉴作物耐受逆境能力的一项热门
技术，被称为测定环境胁迫下光合功能和器官状态的响应快速、无损伤的探针［7'8］-叶绿素荧光参数是一组植物光合生理状况和光合机理的变量或常数，反应植物“内在性”特点，被称为研究植物光合作用与环境关系的内在探针•根据叶绿素荧光诱导曲线可以确定很多参数［9-10］-F o/F。：反映经过PS *的电子传递情况.F v=F m-F#：为可变荧光（variable Uuorescence）-F…//F m：是PS*最大光化学量子产量（optiniaXmaxirnal photochemical efficiency of PS*in tha dark或optiniaXmaxinial quantum yield of PS *），非胁迫条件下该参数的变化极小，不受物种和生长条件的影响，胁迫条件下该参数明显下降•用叶绿素荧光仪（FL3500,PSI，捷克）测量其微藻的叶绿素荧光参数，在测量之前各个处理样品需要暗适应5min.
1.4.3细胞计数
采用一般的计数方法，用血球计数板计数，用血球计数板专用盖玻片，每天同样的时间取样计数，整个取样过程均在无菌条件下进行•准备好洁净的计数板，将盖玻片盖上，用移液取1mL藻液从盖玻片边缘慢慢渗入，避免产生气泡，并用吸水纸吸走多余的藻液，每个样品计数两次，如果误差大于15%，重新取样计数，求最终的平均数-
生长速率计算公式［11］:
X%2-X%1
第4期马欠，等.光照对小球藻和铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光的影响75式中,％为某时间间隔终结时的藻类现存量;％1为某一时间间隔开始时的藻类现存量;A - A 1为某一时 间间隔.
1.5数据处理分析
应用SPSS 20-0软件对数据进行分析和整理，用oegin 9-0绘图.
耙式浓缩机2结果与分析
2- 1不同光照对小球藻和铜绿微囊藻吸光度值（OD 680 ）的影响
不同光照对小球藻和铜绿微囊藻吸光度值（OD 680）的影响如图1-在同样的温度下，不同光照对小 球藻和铜绿微囊藻吸光度值（OD 680 ）的影响都比较明显，也就是光度与小球藻和铜绿微囊藻的OD 680值 不是呈正比的•从小球藻的图就知道，当光照强度超过6 000 lx 之后，随光照增强，小球藻OD 680值呈下 降趋势，从铜绿微囊藻的图可知,4 000 lx 是铜绿微囊藻OD 680上升最迅速的一个光照强度•当光照低到 2 000 lx 时，两种藻的生长并没有停滞，其OD 680以缓慢的速度上升，说明光照对微藻的生长影响没有温 度对微藻生长的影响那么明显•小球藻处于较低光照（2 000 lx ）和较强光照"10 000 lx ）时，其OD 680依然 能够处于相对较高的值，而铜绿微囊藻在强光照"10 000 lx ）值更低，说明小球藻相对于铜绿微囊藻更能 承受强光照，而铜绿微囊藻更耐受低光照-
对小球藻各处理组进行单因素方差分析，结果表明不同组之间存在显著性差异（? <0.05）.小球藻 在光照条件为2 000 lx 时，其OD 680值与光照条件为1 000 lx 时的OD 680值存在显著性差异"？ <0.05），与 其他组差异不明显•当小球藻光照为10 000 lx 时，其OD 680值与光照条件为2 000 lx 、4 000 lx 、6 000 X 组都 存在显著性差异（？ <0.05），与光照条件为8 000 lx 组之间差异性不显著，说明光照对小球藻生长影响 比较明显，且光照差异越大对小球藻的影响越明显•通过相关性分析可知铜绿微囊藻在低于4 000 lx 光 照下OD 680值的变化与光照是呈正比关系的，说明光照条件越强铜绿微囊藻OD 680值越高-
9
8
7
热泵压缩机
6
5
4
3
2
1
0089G O t -2 0001x t -4 0001x 亠 6 000 lx 十 8 000 lx Y-10 000 lx 小球藻089G O 9876543210
O.O.O.O.O.O.O.O.O.铜绿微囊藻098765432
0OO 9G O '0123456789 10 11 0123456789 10 11 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000
培养时间/d 培养时间/d 光照强度/1X
图1两种藻在不同光照条件下OD 值（OD680 ）的变化玻璃钢冷却塔图解
2-2不同光照条件下小球藻和铜绿微囊藻藻细胞的生长特征
光照对小球藻和铜绿微囊藻生长的影响如图2和图3-从两种藻细胞生长的速度和变化可知，光照 对两种藻的生长的影响也是很明显的，不同于温度对两种藻生长的影响，温度与两种藻细胞的变化呈正 比的关系，而光照却不同.在光照强度为6 000 lx 时，小球藻的藻细胞数量增长得更快，而铜绿微囊藻则 在光照强度为4 000 X 时藻细胞增长更快，说明小球藻更能适应强光.两种藻在相对弱光（2 000 X ）下，藻 细胞数量都呈缓慢上升的趋势，说明小球藻和铜绿微囊藻都能适应较弱光，而小球藻藻更在较强的光照 环境下生长，铜绿微囊藻更适宜弱光环境生长•这表明在湖泊环境中，在温度较高的环境或光照较弱的 环境中铜绿微囊藻生长得更好.由小球藻和铜绿微囊藻在第9天的比生长速率图可知，小球藻的比生长 速率都为正且表现出较高的值，而铜绿微囊藻其值都相对较低，在光照较弱时，其比生长速率也都是正 值，说明较弱光照时小球藻和铜绿微囊藻都能够生长.通过单因素方差分析可知，小球藻各组之间的藻 细胞数量均无显著性差异"？〉0.05），说明小球藻细胞数量不是因光照条件的变化而改变的-2-3不通温度下小球藻和铜绿微囊藻PS *的最大光化学量子产量（F /F m ）
不同光照对小球藻和铜绿微囊藻的最大光化学量子产量（F/F m ）的影响如图4-从图中可以看出两 种藻的F/F m 由于光照变化其值的变化规律也不同.小球藻F /F m
变化比较明显的是光照为
76西安文理学院学报！自然科学版)第22卷2 000 X 时，从第4天以后开始呈下降的趋势，而其他光照条件下小球藻则表现得比较稳定，呈缓慢上 升的趋势•在不同的光照条件下铜绿微囊藻的F /F m 变化表现得不明显，前三天呈迅速上升后再没有明 显的上升趋势，光照条件为2 000 X 和4 000 X 时，铜绿微囊藻F/F m 呈稳定的变化趋势.说明小球藻和 铜绿微囊藻在较弱光照时能够正常生长，在较高温度时呈下降趋势•
培养时间/d 培养时间/d
图2不同光照条件下小球藻和铜绿微囊藻的生长曲线
0.5「 小球藻 0.25 r
铜绿微囊藻
W-蚁
通用积分
平
划
去0.1 -J — .20O.10
0.05
5o o 2 0002 000 4 000 6 000光照强度/lx 4 000 6 000 8 000
10 000光照强度/lx 图3不同光照条件下小球藻和铜绿微囊藻第9天比生长速率的变化
图48 000 10 000
培养时间/d
不同光照条件下小球藻和铜绿微囊藻最大光化学量子产量"F/Fm )的变化
3讨论
光照是浮游植物生长的一个重要因子，是浮游植物主要的能量来源，弱光不能满足植物所需能量, 强光会对浮游植物光合作用器官产生伤害•本实验结果表明，当温度、pH 一致时，控制不同的光照试验 得出结果也有所差异，表现出的就是光照强度与藻的生长呈正比关系，小球藻最佳光照强度为6 000 X , 铜绿微囊藻为4 000 X ，只是小球藻比铜绿微囊藻更能适应弱光(2 000 X 和4 000 X )-刘青研究结果得 出小球藻最适宜的光照强度为5 000 X ( 12
)，这些结果与本文结果不太一致，可能是因为试验藻种对环境 的适应情况不一样，试验控制条件不同导致结果不一致，孟顺龙控制4
个光照强度探讨对小球藻生长的
第4期马欠，等.光照对小球藻和铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光的影响77影响，结果表明小球藻最佳生长温度是控制组中最高温度6600lx［13］，这与本文研究结果基本一致.铜绿微囊藻细胞含有叶绿素a，还含有藻蓝素和别藻蓝素，使得铜绿微囊藻能够利用绿、黄和橙波段的光，因此铜绿微囊藻能热扩散系数
够耐受弱光或者强光环境•殷燕研究结果表明，光照强度为50)00X(m2•s)时铜绿微囊藻细胞密度最大［14］，张青田研究结果表明铜绿微囊藻对于弱光有更强的耐受能力，铜绿微囊藻最适宜的光照强度为2000-6000X,4000X是铜绿微囊藻最适宜的光照强度［15］，这与本文研究结果基本一致.刘春光通过自制培养液对铜绿微囊藻进行不同光照强度的培养试验，结果表明铜绿微囊藻适宜的光照强度范围有所不同［16］，这与本文研究结果有所不同，其原因可能是培养液或者藻种的不同-4结论
(1)小球藻最佳生长的光照强度为6000X，之后随着光照强度的增强，小球藻生长呈下降的趋势，小球藻在光照强度较强时生长得更好-
(2)铜绿微囊藻最佳生长的光照强度为4000X，与小球藻相比耐受的光照强度较弱，说明铜绿微囊藻能够耐受弱光，在弱光环境中生长得更好-
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