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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)： 2585次光是影響植物/藻類生長(zhǎng)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(guò)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(duì)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(zhǎng)發(fā)育等方面。
1. Nature plants：通過(guò)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(lái)應(yīng)對(duì)高光脅迫。Dann等人通過(guò)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(guò)MC 1000多通道藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)藻液培養(yǎng)，同時(shí)使用Fluorcam葉綠熒光成像系統(tǒng)測(cè)量了F0等多個(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù)。通過(guò)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(zhǎng)的菌株。
2. Plant & cell physiology：波動(dòng)光對(duì)微擬球藻光合作用的影響Bellan等人在“波動(dòng)光對(duì)微擬球藻光合作用的影響"研究中，通過(guò)MC 1000多通道藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，控制微擬球藻生長(zhǎng)溫度為21℃，通過(guò)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(duì)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(zhǎng)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(duì)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(duì)萊茵衣藻氧化應(yīng)激和光利用效率的影響"研究中，通過(guò)MC 1000多通道藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，控制萊茵衣藻生長(zhǎng)溫度為25℃，光照時(shí)長(zhǎng)16h，黑暗8 h來(lái)模擬一天中光照變化，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其生長(zhǎng)變化（OD720）。通過(guò)Fluorcam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)測(cè)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?jī)H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(cè)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(cè)系統(tǒng)等組成，在藻類培養(yǎng)與控制實(shí)驗(yàn)、梯度對(duì)比實(shí)驗(yàn)等方面受到越來(lái)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(cè)、植物/藻類抗性檢測(cè)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.
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