中国沙漠2024,Vol.44Issue(5) :23-28.DOI:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00030

河西荒漠区石下生蓝藻叶绿素荧光参数的日变化

Daily variations in chlorophyll fluorescence parameters of hypolithic cyanobacteria in desert region of the Hexi Corridor

赵一丹 陈拓 刘阳 张璐 张怡洋 张威 章高森
中国沙漠2024,Vol.44Issue(5) :23-28.DOI:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00030

河西荒漠区石下生蓝藻叶绿素荧光参数的日变化

Daily variations in chlorophyll fluorescence parameters of hypolithic cyanobacteria in desert region of the Hexi Corridor

赵一丹 1陈拓 2刘阳 3张璐 4张怡洋 4张威 5章高森5
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作者信息

  • 1. 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室,甘肃兰州 730000;中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室,甘肃兰州 730000;中国科学院大学,北京 100049
  • 2. 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室,甘肃兰州 730000
  • 3. 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室,甘肃兰州 730000;中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室,甘肃兰州 730000
  • 4. 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室,甘肃兰州 730000;中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室,甘肃兰州 730000;中国科学院大学,北京 100049
  • 5. 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室,甘肃兰州 730000;中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室,甘肃兰州 730000
  • 折叠

摘要

以往对石下生微生物的研究集中在微生物组成和分布特征上,而对光合活性变化的研究较少.以分布在河西走廊3个干旱程度不同样地的石下生蓝藻为材料,利用Handy PEA植物效率仪,研究了在72 h内石下生蓝藻的叶绿素荧光参数的逐小时日变化特征.结果表明:(1)石下生蓝藻PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)的值均存在明显的日变化,在06:00左右及18:00-20:00达到较高水平,最高值均大于0.6;由于受到环境胁迫,在辐照度较高(>2 mW·cm-2)、温度较高(>30 ℃)、湿度较低(<12.5%)的12:00-14:00,Fv/Fm的值均低于0.1;(2)降雨事件的发生使得瓜州北戈壁石生蓝藻Fv/Fm的值明显增高,平均值0.1~0.35,嘉峪关大草滩Fv/Fm的值波动较小,平均值0.1~0.19,这可能与该地区石头类型、土壤类型和降雨量大小有关.该研究在一定程度上揭示了石下生蓝藻光合活性在一天内的变化情况,为深入研究石下生微生物在原位环境的代谢活动提供线索.

Abstract

Fewer studies have been conducted on changes in the photosynthetic activities of hypolithic microor-ganisms,with the majority of previous research concentrating on the microbial composition and distributional properties.The hour-by-hour daily variation characteristics of chlorophyll fluorescence parameters of three hypo-lithic cyanobacteria distributed in three different aridity levels of the Hexi Corridor were studied as experimental materials using the handy PEA plant efficiency meter over a 72-hour period.The results showed that the hypolith-ic cyanobacteria exhibited daily fluctuations in their maximum photochemical quantum yield(Fv/Fm)values,reaching a higher level at approximately 06:00 a.m.and 18:00-20:00 p.m.,with the greatest values above 0.6.The Fv/Fm values were less than 0.1 at 12:00-14:00 at higher irradiance(>2 mW·cm2),higher temperature(>30 ℃),and lower humidity(<12.5%)as a result of the environmental stress.Rainfall events,which may be related to the type of stone,soil,and rainfall amount in this area,caused significantly higher values of Fv/Fm for hypolithic cyanobacteria in the North Gobi of Guazhou(GZ),with mean values fluctuating from 0.1 to 0.35,and smaller fluctuations of Fv/Fm in the Dacaotan of Jiayuguan(JYG),with mean values ranging from 0.1 to 0.19.This work exposes,to some extent,variations in photosynthetic activity of hypolithic cyanobacteria throughout a day and offers a theoretical foundation for the study of hypolithic microbial communities.

关键词

河西走廊/石下生微生物/叶绿素荧光/蓝藻光合活性/日变化

Key words

Hexi Corridor/hypolithic microorganisms/chlorophy Ⅱ fluorescence/cyanobacterial photosyn-thetic activity/daily variation

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基金项目

中国载人空间计划空间应用系统项目(KJZ-YY-WSM05)

中国科学院"西部之光"计划项目(xbzgzdsys-202105)

国家自然科学基金项目(31870479)

出版年

2024
中国沙漠
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

中国沙漠

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.504
ISSN:1000-694X
参考文献量28
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