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摘要：本文利用微呼吸仪测定了丛粒藻Abt02在不同光照强度下的光合速率，确定了丛粒藻Abt02适宜生长的光照强度范围以及其光饱和点。为后续筛选耐高光丛粒藻藻株奠定基础。
关键词：光照强度；光合速率；丛粒藻Abt02
【分类号】：S968.4
一、 前言
丛粒藻（Botryococcusbraunii）是一种营串状集落生长的单细胞绿藻，广泛分布于热带、亚热带以及温带淡水和微咸水体中[1]。在自然状态下，丛粒藻藻体通常由几十到几百个细胞通过胞外折射绍丝联结而成。光学显微镜下单个藻细胞呈梨形，藻集落大小不一，形如成串的葡萄。
研究表明，丛粒藻在其生长过程中能够合成并存储大量的烃类物质，最高可达细胞干重的86%。而且丛粒藻是构成石油生烃母质的主要成分，所产生的烃类物质热值较高，因此，该藻被认为是一种潜在的可再生生物燃料来源[2]。由于丛粒藻的生长速率较慢，不能实现其大规模培养，所以通过诱变等一些有效手段，提高丛粒藻的生长速率和脂质产率已是各国研究者努力研究的方向。
丛粒藻在其生长过程中受到各种因子影响，确定藻株合适的培养条件是提高丛粒藻生长及其烃类物质积累的有效途径。其中光照是影响其光合作用，积累有机物的重要因素，本研究以丛粒藻Abt02为实验材料，在不同的光照强度下测定其光合放氧速率，以确定丛粒藻Abt02的能够生长的温度范围以及其光饱和点，光饱和点的确定以期为后续筛选耐高光丛粒藻藻株奠定基础。
二、 材料与方法
（一） 实验材料及其培养
本实验所用藻株为丛粒藻Abt02，于2001年采自中国云南抚仙湖。培养基采用BG-11，培养条件为：温度，25±1℃；光暗周期，12h/12h。
（二）实验方法
1.取对数期生长的藻液，调其OD680值为0.01左右，避光培养24h后进行实验；
2.组装微呼吸测量系统；
3.使用抗坏血酸钠和NaOH混合溶液（两者的终浓度都为0.1 M）预极化并校正微呼吸仪；
4.测定丛粒藻Abt02在不同光照强度（单位为molm2s-1）下的光合速率，直至其光合速率不再增加，
5. 测定时环境温度为25℃，每个光照强度下进行三个生物学重复。
三、 结果与讨论
丛粒藻Abt02在不同光照强度下的净光合速率及其关系如表2.1、图2.1所示。在光强为50-600molm2s-1范围内丛粒藻Abt02的净光合速率随着光照强度的增大而增大，光强为600molm2s-1时，丛粒藻Abt02的光合速率达到了最高，为855.67?mol/h。当光强在200～400molm2s-1范围内时，其光合速率增长最快。在光强为600～800molm2s-1范围内光合速率逐渐稳定，在800molm2s-1处有降低的趋势。经统计学分析发现，光强为600molm2s-1时的光合速率与50～500molm2s-1范围内的光合速率均有显著性差异（P<0.05），光强为600～800molm2s-1范围内的光合速率无显著性差异（P>0.05）。因此，丛粒藻Abt02的光饱和点大约在600molm2s-1。
图2.1 丛粒藻Abt02光照强度与光合效率的关系
Fig.2.1 Relationship between light intensity and net photosynthetic efficiency of B.brauniiAbt02
光合作用是绿色植物最基本，最重要的的生理生态特征。而光照强度是影响光合作用的重要因素之一。Qin在研究光强对三种丛粒藻的影响时发现，当光强低于750lux时，China1藻株的生长就会受限制，而当光强高于2500lux时，就会产生光抑制现象[3]。Kojima报道，在前期经过高光强处理的丛粒藻，在光强为200molm2s-1的光生物反应器中培养，能够获得较高的生物量和烃含量[4]。殷大聪等利用溶解氧测定系统研究了光强对不同丛粒藻株光合放氧速率的影响，实验表明两种丛粒藻藻株（B.brauniiUTEX 572和B.brauniiUTEX 244）在其最适温度范围内的光饱和点分别在800?molm-2s-1和400?molm-2s-1左右，其中藻株UTEX572是一种喜光性藻类，故其最适光强相对于UTEX244要高[5]。本研究实验结果表明，实验藻株Abt02的光饱和点在600?molm-2s-1左右，当光强大于600?molm-2s-1时其光合速率不再变化。光照强度通过影响其光照速率来影响其生物含量极其烃含量，而目前棘手的问题就是，丛粒藻生长速率慢，生物量积累较少，所以通过诱变育种筛选高光强藻株是提高其生长的一个有效途径。可以根据丛粒藻Abt02的光饱和点进行耐高光强藻株的筛选，耐高光强的藻株可以通过提高光合速率进而提高丛粒藻的生物量和烃含量积累。
参考文献
[1] Banerjee A， Sharma R， Chisti Y， Banerjee U C.Botryococcusbraunii： a renewable source of hydrocarbons and other chemicals [J]. Crit. Rev.Biotechnol， 2002， 22 （3）： 245-279.
[2]Held W， Peter M， Buhs C. Production of Hydrocarbon from Biomass [J] .Energ. Biomass， 1985， 25（ 3） ： 744- 748.
[3] Qin J. Bio-HydroearbonsfromAlgae： ImPacts of Temperature， light andsalinityOn algaegrowth. A report for the Rural Industries Research and Development Corporation， 2005.
[4] Kojima E， Zhang K. Growth and hydrocarbon production by microalga Botryococcusbrauniiin bubble column photobioreactor. Journal of bioscience and bioengineering， 1999， 87：811-815.
[5] 殷大聰，耿亚红，梅洪，等。几种主要环境因子对布朗葡萄藻（Botryococcusbraunii）光合作用的影响。武汉植物学研究，2008，26（1）：64-69.
关键词：光照强度；光合速率；丛粒藻Abt02
【分类号】：S968.4
一、 前言
丛粒藻（Botryococcusbraunii）是一种营串状集落生长的单细胞绿藻，广泛分布于热带、亚热带以及温带淡水和微咸水体中[1]。在自然状态下，丛粒藻藻体通常由几十到几百个细胞通过胞外折射绍丝联结而成。光学显微镜下单个藻细胞呈梨形，藻集落大小不一，形如成串的葡萄。
研究表明，丛粒藻在其生长过程中能够合成并存储大量的烃类物质，最高可达细胞干重的86%。而且丛粒藻是构成石油生烃母质的主要成分，所产生的烃类物质热值较高，因此，该藻被认为是一种潜在的可再生生物燃料来源[2]。由于丛粒藻的生长速率较慢，不能实现其大规模培养，所以通过诱变等一些有效手段，提高丛粒藻的生长速率和脂质产率已是各国研究者努力研究的方向。
丛粒藻在其生长过程中受到各种因子影响，确定藻株合适的培养条件是提高丛粒藻生长及其烃类物质积累的有效途径。其中光照是影响其光合作用，积累有机物的重要因素，本研究以丛粒藻Abt02为实验材料，在不同的光照强度下测定其光合放氧速率，以确定丛粒藻Abt02的能够生长的温度范围以及其光饱和点，光饱和点的确定以期为后续筛选耐高光丛粒藻藻株奠定基础。
二、 材料与方法
（一） 实验材料及其培养
本实验所用藻株为丛粒藻Abt02，于2001年采自中国云南抚仙湖。培养基采用BG-11，培养条件为：温度，25±1℃；光暗周期，12h/12h。
（二）实验方法
1.取对数期生长的藻液，调其OD680值为0.01左右，避光培养24h后进行实验；
2.组装微呼吸测量系统；
3.使用抗坏血酸钠和NaOH混合溶液（两者的终浓度都为0.1 M）预极化并校正微呼吸仪；
4.测定丛粒藻Abt02在不同光照强度（单位为molm2s-1）下的光合速率，直至其光合速率不再增加，
5. 测定时环境温度为25℃，每个光照强度下进行三个生物学重复。
三、 结果与讨论
丛粒藻Abt02在不同光照强度下的净光合速率及其关系如表2.1、图2.1所示。在光强为50-600molm2s-1范围内丛粒藻Abt02的净光合速率随着光照强度的增大而增大，光强为600molm2s-1时，丛粒藻Abt02的光合速率达到了最高，为855.67?mol/h。当光强在200～400molm2s-1范围内时，其光合速率增长最快。在光强为600～800molm2s-1范围内光合速率逐渐稳定，在800molm2s-1处有降低的趋势。经统计学分析发现，光强为600molm2s-1时的光合速率与50～500molm2s-1范围内的光合速率均有显著性差异（P<0.05），光强为600～800molm2s-1范围内的光合速率无显著性差异（P>0.05）。因此，丛粒藻Abt02的光饱和点大约在600molm2s-1。
图2.1 丛粒藻Abt02光照强度与光合效率的关系
Fig.2.1 Relationship between light intensity and net photosynthetic efficiency of B.brauniiAbt02
光合作用是绿色植物最基本，最重要的的生理生态特征。而光照强度是影响光合作用的重要因素之一。Qin在研究光强对三种丛粒藻的影响时发现，当光强低于750lux时，China1藻株的生长就会受限制，而当光强高于2500lux时，就会产生光抑制现象[3]。Kojima报道，在前期经过高光强处理的丛粒藻，在光强为200molm2s-1的光生物反应器中培养，能够获得较高的生物量和烃含量[4]。殷大聪等利用溶解氧测定系统研究了光强对不同丛粒藻株光合放氧速率的影响，实验表明两种丛粒藻藻株（B.brauniiUTEX 572和B.brauniiUTEX 244）在其最适温度范围内的光饱和点分别在800?molm-2s-1和400?molm-2s-1左右，其中藻株UTEX572是一种喜光性藻类，故其最适光强相对于UTEX244要高[5]。本研究实验结果表明，实验藻株Abt02的光饱和点在600?molm-2s-1左右，当光强大于600?molm-2s-1时其光合速率不再变化。光照强度通过影响其光照速率来影响其生物含量极其烃含量，而目前棘手的问题就是，丛粒藻生长速率慢，生物量积累较少，所以通过诱变育种筛选高光强藻株是提高其生长的一个有效途径。可以根据丛粒藻Abt02的光饱和点进行耐高光强藻株的筛选，耐高光强的藻株可以通过提高光合速率进而提高丛粒藻的生物量和烃含量积累。
参考文献
[1] Banerjee A， Sharma R， Chisti Y， Banerjee U C.Botryococcusbraunii： a renewable source of hydrocarbons and other chemicals [J]. Crit. Rev.Biotechnol， 2002， 22 （3）： 245-279.
[2]Held W， Peter M， Buhs C. Production of Hydrocarbon from Biomass [J] .Energ. Biomass， 1985， 25（ 3） ： 744- 748.
[3] Qin J. Bio-HydroearbonsfromAlgae： ImPacts of Temperature， light andsalinityOn algaegrowth. A report for the Rural Industries Research and Development Corporation， 2005.
[4] Kojima E， Zhang K. Growth and hydrocarbon production by microalga Botryococcusbrauniiin bubble column photobioreactor. Journal of bioscience and bioengineering， 1999， 87：811-815.
[5] 殷大聰，耿亚红，梅洪，等。几种主要环境因子对布朗葡萄藻（Botryococcusbraunii）光合作用的影响。武汉植物学研究，2008，26（1）：64-69.