摘要
海草光合无机碳利用策略的研究有助于揭示其生态适应机理.然而,目前有关营养盐对海草光合无机碳利用策略的影响方式尚不清楚,亟待开展研究.本研究选取两个受不同程度人类活动影响且环境营养盐差异较大的热带典型海草床(海南岛潭门和西沙永兴岛海域),结合氧电极技术、叶绿素荧光技术和非损伤微测技术,对比探讨海草优势种泰来草(Thalassia hemprichii)光合无机碳利用方式的异同.研究发现,在添加碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺(acetazolamide,AZ)和乙氧苯噻唑胺(6-ethoxyzolamide,EZ)后,潭门海域泰来草光合放氧速率显著降低,但AZ和EZ的抑制差异不大,表明其主要通过胞外碳酸酐酶的作用吸收HCO3-;同时添加碱性缓冲液三氨基甲烷盐酸盐(hy-droxymethyl,Tris),对潭门泰来草光合放氧的抑制率高达100％,且最大相对电子传递速率和H+内流速率降低,表明其存在H+/HCO3-协同转运方式.然而,在添加AZ和EZ后,西沙永兴岛泰来草光合放氧速率和最大电子传递速率没有显著变化,且Tris缓冲液对其光合放氧的抑制超过100％,并显著降低最大电子传递速率,这表明西沙永兴岛泰来草主要以H+/HCO3-协同转运为主.因此,处于受人类活动影响较大、营养负荷较高且可利用光较弱的海南岛海域泰来草,既可通过胞外碳酸酐酶催化HCO3-转化为CO2后进入细胞,也可通过H+/HCO3-协同转运进入细胞;而处于受人类活动影响较少、营养负荷较低且可利用光较强的西沙海域泰来草,则主要依靠H+/HCO3-协同转运进入细胞.当泰来草面临比较不利的高营养盐与弱光生长环境,需要增加光合无机碳利用策略(如胞外碳酸酐酶的作用),以提高对无机碳的利用能力来满足抗逆和生长的需求,这表明泰来草具有根据地域环境选择性表达无机碳利用方式的能力.
基金项目
国家自然科学基金(41976144)
国家自然科学基金(U1901221)
国家自然科学基金(41730529)
国家自然科学基金(42176158)
海南省科技专项(ZDYF2021SHFZ254)
中国科学院南海生态环境工程创新研究院自主部署项目(ISEE2021PY06)
中国科学院南海生态环境工程创新研究院自主部署项目(ISEE2021ZD03)
广东省应用海洋生物学重点实验室运行经费项目(2020B1212060058)
NETL
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