雪衣藻叶绿素荧光特性及抗氧化系统对汞胁迫的响应

RESPONSE OF CHLOROPHYLL FLUORESCENCE CHARACTERISTICS AND ANTIOXIDANT SYSTEMS OF CHLAMYDOMONAS NIVALIS UNDER MERCURY STRESS

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摘要文章选用对汞(Hg)具有较强耐受性的雪衣藻(Chlamydomonas nivalis)为对象,探究藻细胞对汞胁迫的响应及其耐受机制.结果表明,Hg2+对藻细胞的胁迫具有明显的时间依赖的量效关系,48h半数效应浓度EC50为1.44 mg/L.与对照组相比,1.0和1.5 mg/L Hg2+处理组能维持生长和光合活性;2.0 mg/L Hg2+处理组生物量和色素含量在胁迫6h时无显著变化(P＞0.05),48h时均显著降低(P＜0.05).随着Hg2+浓度和暴露时间的增加,藻细胞最大光化学量子产率(Fv/Fm)、最大电子传递速率(ETRmax)、半饱和光强(Ik)及光能利用效率(α)均降低,OJIP快速荧光诱导动力学曲线和Q(-A)再氧化变化明显,光合电子传递受阻.Hg2+胁迫导致能量流的变化,藻细胞部分反应中心失活,显著增加用于热耗散的能量,并提高有活性的反应中心的光合作用效率,从而维持能量平衡和生命代谢活动.光合损伤也造成细胞活性氧(ROS)含量上升,总可溶性蛋白含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高、还原型谷胱甘肽(GSH)含量降低,以缓解细胞损伤.研究确认雪衣藻具有较强的Hg2+耐受性,光系统Ⅱ是Hg2+的作用靶标;光合能量分配及抗氧化系统是细胞对抗Hg2+胁迫的重要解毒机制.