检索历史 清除

摘要化石燃料燃烧释放了大量的SO2，对生态环境和人体健康造成了巨大危害。SO2在大多数微藻的生理pH条件下溶于水的主要产物是亚硫酸钠(Na2SO3)，伴随少量亚硫酸氢钠等。由于利用微藻去除工业生产中排放的硫化物并促进生物质能的产生，如氢气能源，有利于变废为宝，因此，人们日益重视Na2SO3等硫化物在藻类等光合生物中的功能角色研究。前人研究发现，亚硫酸氢钠能提高微藻的光合生长速率及光合制氢效率，而人们对Na2SO3能否促进光合制氢优势种莱茵衣藻生长及提高其光合制氢水平还了解不够，为此，本论文针对这一问题及相关作用机理进行了探究。主要研究结果如下：<br>　　（1）通过生长曲线测定及叶绿素荧光分析等研究，我们发现在缺硫背景下莱茵衣藻几乎不生长，而在缺硫背景下添加不同浓度的Na2SO3(1~50 mM)均能促进莱茵衣藻的生长速率。上述结果暗示了莱茵衣藻能有效利用Na2SO3合成自身物质，从而促进藻细胞的生长。<br>　　（2）用不同浓度Na2SO3处理莱茵衣藻，我们发现不同浓度的Na2SO3均能促进其光合制氢速率，10 mM为最适浓度。并且10 mM Na2SO3处理可提高其光合放氢高达约160倍。进一步的研究结果发现，Na2SO3处理提高莱茵衣藻光合产氢的作用机理很有可能是在高光下，Na2SO3与光系统I(PSI)受体侧的超氧阴离子发生了氧化还原反应，生成了硫酸根，间接降低了氧气含量，激发了氢化酶活性，从而大幅度提高了光合制氢效率。<br>　　（3）在缺硫背景下和生长光条件下，我们发现，Na2SO3添加能促进莱茵衣藻的生长，但此时藻细胞的光合放氢水平极低。而当增加光密度时，在高光条件下，Na2SO3处理却能大幅度提高莱茵衣藻的光合制氢效率，但此时的细胞生长受到了抑制。由于促进生长和提高光合产氢是在不同的光密度下实现的，因此上述结果暗示了我们光密度能扳动Na2SO3在培养莱茵衣藻过程中促进其生长与光合放氢两者之间的功能转换。即在生长光下，Na2SO3添加主要促进了藻细胞生长，在高光下，Na2SO3处理主要提高了光合放氢。<br>　　综上所述，本研究发现了在缺硫背景和生长光下，Na2SO3添加能促进莱茵衣藻光合生长。在高光下Na2SO3处理能提高其光合制氢，其原因很可能是通过Na2SO3与PSI受体侧的超氧阴离子结合，降低了氧气含量，激发了氢化酶活性，从而大幅度提高了光合产氢水平。因此，光密度能扳动Na2SO3在培养莱茵衣藻过程中促进其生长与光合放氢两者之间的转换，为微藻利用含硫污染物变废为宝提供了一个实例和理论基础。