异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应.pdf

DOI:10.12131/20220318文章编号：2095 0780（2023）04 0139 09异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应黄永健，崔建军，陈心怡，郭优优，辛 榕，廖佳炜，陈春丽，谢恩义广东海洋大学 水产学院，广东 湛江 524088摘要：大型海藻对温度和光照强度的适应存在种属差异。异枝江蓠(Gracilariopsis bailinae)是一种喜高温的大型海藻，为科学指导该藻在海水养殖、海洋生态修复等方面的应用，利用叶绿素荧光技术，结合藻体光合色素含量和生长率变化，探究了异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应特征。测定了15、20、25、30、35 和1 000、3 000、6 000、9 000 lx条件下，异枝江蓠的特定生长率(SGR)、光合色素含量 叶绿素a(Chl a)、类胡萝卜素(Car)、藻胆蛋白及叶绿素荧光参数 PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(PSII)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(qP)、非光化学淬灭(NPQ)的变化。结果显示，温度和光照强度对上述相关指标(除Car和Fv/Fm)的影响具有极显著的交互作用(P0.01)；温度升高显著增加了异枝江蓠的SGR、藻胆蛋白含量以及叶绿素荧光参数值(P0.05)；高光照显著降低了异枝江蓠的光合色素含量以及Fv/Fm、PSII、ETR和qP值，但NPQ和SGR却显著上升(P0.05)。结果表明，异枝江蓠是一种喜高温的大型海藻，通过增加藻胆蛋白含量可提高其在高温条件下的生存能力，同时，通过增加热耗散和减少光合色素的合成，可实现藻体在高光下的光保护。关键词：异枝江蓠；光合生理；温度；光照强度；叶绿素荧光参数中图分类号：S 968.43+4文献标志码：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Photophysiological responses of Gracilariopsis bailinae to temperature andlight intensityHUANG Yongjian,CUI Jianjun,CHEN Xinyi,GUO Youyou,XIN Rong,LIAO Jiawei,CHEN Chunli,XIE EnyiCollege of Fisheries,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,ChinaAbstract:There are species differences in the adaptation of macroalgae to temperature and light intensity.Gracilariopsis baili-nae is a large alga that likes high temperature.In order to scientifically guide its application in mariculture and marine ecologicalrestoration,we investigated the photosynthetic physiological responses characteristics of G.bailinae to temperature and light in-tensity by using chlorophyll fluorescence technology,combined with changes in photosynthetic pigment content and growth rateof algae.We measured various physiological parameters,including specific growth rate(SGR),photosynthetic pigments contentChlorophyll a(Chl a),carotenoid(Car),and phycobiliprotein,and chlorophyll fluorescence parameters Maximum photo-chemical efficiency of PSII (Fv/Fm),actual light conversion efficiency (PSII),electron transfer rate (ETR),photochemicalquenching(qP),and non-photochemical quenching(NPQ)of G.bailinae cultured at five different temperatures(15,20,25,30,35)and four different light intensities(1 000,3 000,6 000,9 000 lx).Results reveal that temperatures and light intensities hada significant interaction effect on the parameters measured,except for Car and Fv/Fm(P0.01).The SGR,phycobiliprotein con-tents,and chlorophyll fluorescence parameters of G.bailinae increased significantly as temperature increased(P0.05),whereas第 19 卷第 4 期南 方 水 产 科 学Vol.19，No.42023 年 8 月South China Fisheries ScienceAug.，2023收稿日期：2022-12-18；修回日期：2023-03-08基金项目：国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”重点专项(2020YFD0901101)作者简介：黄永健(1996)，男，硕士研究生，研究方向为藻类资源开发与养殖环境生态修复。E-mail:通信作者：崔建军(1986)，男，讲师，博士，研究方向为藻类资源开发与养殖环境生态修复。E-mail:谢恩义(1966)，男，教授，博士，研究方向为藻类资源开发与养殖环境生态修复。E-mail:high light intensity treatment led to a significant decrease in photosynthetic pigments content and values of Fv/Fm,PSII,ETR,and qP,but a significant increase in NPQ and SGR(P0.05).These results indicate that G.bailinae can enhance its survival capa-city under high temperature conditions by increasing the synthesis of phycobilin,and achieve photoprotection under high lightconditions by increasing heat dissipation and decreasing photosynthetic pigment synthesis.Keywords:Gracilariopsis bailinae;Photosynthetic physiology;Temperature;Light intensity;Chlorophyll fluorescence para-meter大型海藻主要分布在近岸海域的潮间带和潮下带区域，是海洋生态系统初级生产力的巨大贡献者，也是重要的海水养殖对象1。生活在潮间带的大型海藻经历着巨大的环境变化，如光照、温度、水分以及盐度变化等，这些环境因子共同影响着大型海藻的生长、生理和生态位等1。研究表明，温度胁迫通过影响植物光合机构的结构和功能，抑制光系统 II(PSII)供体侧水光解反应和 PSII 下游碳同化反应，进而影响光合电子传递，降低光合速率2；在高光条件下，植物则会因吸收过量的光而产生光抑制现象，对光合系统造成损伤，导致光合能力下降、生长发育受阻3；此外，高光胁迫也会影响叶绿体的形态结构和光合色素的组分3。由此可见，温度和光照对植物光合生理的影响尤为突出。大型海藻属于低等植物，光合生理是所有光合藻类积累有机物、增加生物量的关键生理反应，同时也是大型海藻重要的碳汇过程4。有研究表明，大型海藻经过长期的进化已衍生出一套抵御温度和光照胁迫的高效策略，通过降低叶绿素 a 等光合色素的含量以减少光能吸收是其应对高光胁迫的关键方式之一3,5：缘管浒苔(Ulva linza)为了避免高光胁迫，其叶绿素 a 和叶绿素 b 含量随光照强度的增加而显著降低5；而通过热耗散机制应对过剩的产能则是大型海藻应对温度和光照胁迫的另一重要方式3,6-7；海带(Saccharina japonica)孢子体在高温条件下，暗适应后的藻体 PSII 最大光化学效率(Fv/Fm)显著下降，但它可以通过非光化学淬灭(NPQ)的增加使其热耗散(光保护)能力增强，从而使所能利用的光合有效辐射范围更广7。然而，尽管目前关于温度和光照对大型海藻光合生理影响的研究已有报道，但不同种属大型海藻的适应范围不同，如：针叶蕨藻(Caulerpa sertularioides)在26 时光合活性最好8，而海带孢子体在环境温度达到 14 以上时，光合作用原初光反应过程会受抑制7；皱紫菜(Porphyra crispata)的适合生长光照强度为 4 0007 500 lx，光照强度过低时其光合作用降低9，而龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)在光照强度 3 000 lx 以下生长较好，大于 6 000 lx 则生长相对较差10。因此，开展大型海藻对温度和光照的光合生理响应研究，有助于更科学地指导大型海藻在海水养殖、海洋生态修复等方面的应用。异枝江蓠(Gracilariopsis bailinae)属于大型经济红藻，其生长速度快，全年可生长，可用于鲍鱼养殖、琼胶提取11及养殖水处理等12-14，在海水养殖和海洋生态修复上具有较好的应用前景，常见于我国的广东省和海南省15。目前，针对异枝江蓠的生长11、琼胶提取14与经济动物混养16等已有研究报道，但关于其光合生理方面的研究鲜有报道。为此，本研究利用叶绿素荧光技术，结合藻体光合色素含量和生长率的变化，探究了异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应特征，以期丰富异枝江蓠在光合生理方面的研究，为其进一步的开发利用提供基础数据支撑。1 材料与方法 1.1 实验材料异枝江蓠于 2021 年 7 月采集自广东省湛江市雷州市乌石镇。采集后的鲜藻低温运回实验室，用灭菌海水和毛刷除去藻体表面的杂质后暂养于藻类培养室。暂养条件为温度 25、光照强度 5 000 lx、盐度 30、pH 8.1、光周期 12 L12 D。1.2 实验设计选取暂养后健康且生长状态相近的藻体，用吸水纸吸干表面水分后各称取 1 g 分别放入含有藻类营养液的不同烧杯(500 mL)中备用。根据前期预实验结果，设置了不同的温度梯度(15、20、25、30 和 35)和光照梯度(1 000、3 000、6 000 和9 000 lx)，将选取好的藻体放入对应温度或光照强度的光照培养箱中。藻体培养周期为 7 d，每个处理设置 3 个平行，每 2 d 更换一次新鲜培养液。7 d后称取藻体鲜质量，并取定量的样品用于藻体光合色素和叶绿素荧光参数的测定。140南 方 水 产 科 学第 19 卷 1.3 特定生长率测定用吸水纸吸干处理 7 d 后藻体表面水分并用分析天平(FA1104，上海)称量，根据 Yong 等17提出的公式计算藻体特定生长率(SGR)，公式如下：RSGR=lnM7 lnM07100%(1)式中：RSGR表示特定生长率(%d1)；M0表示藻体初始鲜质量(g)；M7表示藻体 7 d 后的鲜质量(g)。1.4 光合色素测定叶绿素 a(Chl a)、类胡萝卜素(Car)使用甲醇法提取，称取处理 7 d 后的藻体 0.1 g 放入含有4 颗研磨钢珠和 2 mL 甲醇的研磨管中，转入到组织细胞研磨仪(JFstgrp-24，上海)中，70 Hz 研磨180 s，4 黑暗提取 24 h 后转入高速离心机(Her-aeus Multifuge 3XR，德国)5 000 rmin1离心 10min，使用紫外分光光度计(UV-2450，日本)分别测量研磨管上清液在波长 480、510、652、665、750 nm 处的吸收值，根据以下公式计算 Chl a 和Car 的质量分数18：WChla=16.29(A665 A750)8.54(A652 A750)V1000m(2)WCar=7.6(A480 A750)1.49(A510 A750)V1000m(3)式中：WChla为叶绿素 a 质量分数(mgg1)；WCar为类胡萝卜素质量分数(mgg1)；A 为吸光值；V为色素提取液的总体积(mL)；m 为藻体鲜质量(g)藻红蛋白(PE)、藻蓝蛋白(PC)采用 0.1molL1磷酸盐缓冲液(pH 6.8)提取，提取方法与上述提取 Chl a 和 Car 的方法一致，按以下公式计算质量分数19：WPE=(A564 A592)(A455 A592)0.200.12VFwWPC=(A618 A645)(A592 A645)0.510.15VFw式中：WPE为藻红蛋白的质量分数(mgg1)；WPC为藻蓝蛋白质量分数(mgg1)；A 为吸光值；V 为定容后的溶液体积(mL)；FW为藻体鲜质量(g)1.5 叶绿素荧光参数测定处理 7 d 后的样品暗适应 30 min 后，使用便携式脉冲调制荧光仪(FMS-2，英国)测定其PSII 最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(PSII)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ)。1.6 数据处理xs所有数据以“平均值标准差()”表示，采用 IBM SPSS Statistics 25 软件进行 Pearson 相关性分析、单因素方差(One-way ANOVA)分析和Duncans 多重比较检验处理(P0.05 作为差异的显著性水平)。利用双因素方差(Two-way ANOVA)分析温度和光照强度对特定生长率、光合色素含量及叶绿素荧光参数的交互作用。2 结果 2.1 温度和光照强度对异枝江蓠生长的影响由图 1 可知，不同温度条件下，光照强度对异枝江蓠的生长有不同程度的促进作用。除 15 外，异枝江蓠的特定生长率随光照强度的增加显著上升(P0.05)，均在 9 000 lx 达到最大值(0.830.18)、(4.600.25)、(4.410.10)和(4.780.40)%d1，相对 1 000 lx 分别增加了 76.60%、61.75%、173.91%和 256.72%；在 1 000 和 3 000 lx 下，随温度的上升，特定生长率先上升后下降，特定生长率最大值均出现在 25；而在 6 000 和 9 000 lx 下，特定生长率随温度的升高而上升，2535 的特定生长率(1.334.78)%d1 显著高于 1520(0.250.83)%d1,P0.05。相关性分析结果显示，在 2035 和 3 0009 000 lx 下，特定生长率分别与光照强度和温度呈正相关(P0.05)，且随温度上升或光照强度增加相关性越强(表 1)。温度和15202530350123456温度 Temperature/特定生长率Specifc growth rate/(%d1)1 000 lx3 000 lx6 000 lx9 000 lxaDbDEaBbCaCabBbDbDcAbAaABabAcABbCaAaABcBCbBaAaA图1 不同温度和光照强度下的异枝江蓠特定生长率注：不同小写字母表示在相同温度条件下不同光照强度处理间差异显著(P0.05)，不同大写字母表示在相同光照强度条件下不同温度处理间差异显著(P0.05)；后图同此。Fig.1 Specific growth rate of G.bailinae at differenttemperatures and light intensitiesNote:Different lowercase letters indicate significant differences betweendifferent light intensity treatments under the same temperature condi-tion(P0.05),while different uppercase letters indicate significant dif-ferences between different temperature treatments under the same lightintensity condition(P0.05).The same case in the following figures.第 4 期黄永健等:异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应141光照强度对异枝江蓠特定生长率产生了极显著的影响(P0.05)；而温度介于 2035 时，4 种色素质量分数整体上随光照强度的增加而显著下降(P0.05)，且均在光照强度为 1 000 lx 时达到最大值、在 9 000 lx 时(除 30 时的 Car)取得最小值(图 2)。在相同的光照强度下，随着温度的上升，Chl a 和 Car 质量分数的变化不一(图 2-a 和 2-b)，而 PE 和 PC 质量分数整体上呈增加趋势(图 2-c 和2-d)，且不同光照强度下两者均在 35 时达到最大值，分别为 PE：(0.2050.009)、(0.1850.014)、(0.1190.030)和(0.1040.009)mgg1，PC：(0.3490.015)、(0.3360.020)、(0.2430.008)和(0.1680.015)mgg1。相关性分析结果显示(表 1)，PE 和 PC 质量分数在不同光照强度下与温度呈极显著正相关(P0.01)，在 2035 时与光照强度呈极显著负相关(P0.01)；Chl a 质量分数在 6 0009 000 lx和 2035 时分别与温度和光照强度呈极显著负相关(P0.05)，在 20、25 和 35 时与光照强度呈极显著负相关(P0.01)。温度和光照强度对 4 种色素均有极显著影响(P0.05)，温度和光照强度对Chl a、PE 和 PC 含量的影响均存在交互作用(P0.01，表 3)。2.3 温度和光照强度对异枝江蓠叶绿素荧光参数的影响2.3.1PSII 光化学效率参数PSII 最大光化学效率在 15 和 20 时随光照强度的增加显著下降(P0.05)；在不同光照强度条件下，PSII最大光化学效率与温度呈极显著正相关(P0.01，表 1)，且 2535 时 PSII 最大光化学效率(0.7380.803)显著高于 1520 (0.5130.610)(P0.05，表1 温度、光照强度与异枝江蓠生长、光合色素及叶绿素荧光参数的相关性分析Table 1 Correlation analysis between temperature and light intensity and growth,photosynthetic pigments andchlorophyll fluorescence parameters of G.bailinae项目Item光照强度 Light intensity/lx温度 Temperature/1 0003 0006 0009 0001520253035特定生长率 SGR0.5010.668*0.873*0.889*0.1970.766*0.898*0.938*0.958*叶绿素 a Chl a0.2420.1950.704*0.727*0.1300.782*0.910*0.935*0.950*类胡萝卜素 Car0.0420.0410.1880.2150.3100.736*0.910*0.1010.730*藻红蛋白 PE0.978*0.948*0.886*0.842*0.0110.849*0.910*0.937*0.950*藻蓝蛋白 PC0.951*0.969*0.992*0.923*0.1300.882*0.920*0.947*0.950*PSII最大光化学效率 Fv/Fm0.804*0.745*0.752*0.792*0.710*0.799*0.4200.5320.230实际光能转化效率 PSII0.885*0.776*0.878*0.895*0.910*0.853*0.940*0.913*0.790*电子传递速率 ETR0.859*0.537*0.784*0.890*0.910*0.902*0.900*0.771*0.600*光化学淬灭系数 qP0.918*0.866*0.912*0.929*0.920*0.835*0.920*0.755*0.760*非光化学淬灭系数 NPQ0.0070.679*0.952*0.848*0.912*0.936*0.937*0.966*0.902*注：*表示在 0.01 水平(双尾)极显著相关，*表示在 0.05 水平(双尾)显著相关。Note:*.Extremely significant correlation at 0.01 level(Two-tailed);*.A significant correlation at 0.05 level(Two-tailed).表2 温度和光照强度对异枝江特定生长率的双因素方差分析Table 2 Two-way ANOVA analysis for effects oftemperature and light intensity onspecific growth rate of G.bailinae变异来源Source of variation自由度DFF显著性Sig.温度Temperature4802.8000.000 1光照强度Light intensity3233.2000.000 1温度光照强度TemperatureLight intensity1237.8100.000 1残差Residual40142南 方 水 产 科 学第 19 卷图 3-a)。实际光能转化效率在不同温度下随光照强度的增加而下降，而电子传递速率在 1530 时与实际光能转化效率的表现一致，在 35 时呈先下降后上升再下降的趋势；在相同光照强度下，实aAaA aAaAaBbC bCbBCaAbABcBcBaABbBcCcBCaAbBcCcC152025303500.040.080.120.160.20叶绿素 a 质量分数Chlorophyll a mass fraction/(mgg1)(a)aEaDaDaBCaDbDbEbDaCbCcCcBCaBbBcBcBaAbAcA cA152025303500.050.100.150.200.25温度 Temperature/藻红蛋白质量分数Phycoerythrin mass fraction/(mgg1)1 000 lx3 000 lx6 000 lx9 000 lx(c)aDaDaDaDaCbCbcCcCaBaBbBbBaAaAbABbABaAaAbAcA152025303500.050.100.150.200.400.250.300.35温度 Temperature/藻蓝蛋白质量分数Phycocyanin mass fraction/(mgg1)(d)aA aAaAaAaBabC bCbBaAaABbB bBaBaBCaCaBaAabAcABcB152025303500.020.040.060.080.10类胡萝卜素质量分数Carotenoid mass fraction/(mgg1)(b)图2 不同温度和光照强度下的异枝江蓠色素质量分数Fig.2 Pigment mass fraction of G.bailinae at different temperatures and light intensities表3 温度和光照强度对异枝江蓠光合色素的双因素方差分析Table 3 Two-way ANOVA analysis for effects of temperature and light intensity on photosynthetic pigments of G.bailinae光合色素 Photosynthetic pigment变异来源 Source of variation自由度 DFF显著性 Sig.叶绿素 a Chl a温度 Temperature436.6500.000 1光照强度 Light intensity353.4800.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity124.4150.000 2残差 Residual40类胡萝卜素 Car温度 Temperature423.8500.000 1光照强度 Light intensity314.8300.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity121.4900.168 4残差 Residual40藻红蛋白 PE温度 Temperature4448.3000.000 1光照强度 Light intensity3219.4000.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity1225.3700.000 1残差 Residual40藻蓝蛋白 PC温度 Temperature4356.0000.000 1光照强度 Light intensity3131.5000.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity1214.4000.000 1残差 Residual40第 4 期黄永健等:异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应143际光能转化效率和电子传递速率均随温度上升整体呈上升趋势，且均在 35 时达到最大值(图 3-b 和 3-c)。相关性分析结果显示，实际光能转化效率和电子传递速率与温度呈正相关，与光照强度呈负相关(P0.05，表 1)。温度和光照强度对 PSII 的最大光化学效率、实际光能转化效率和电子传递速率均有极显著影响(P0.01)，且对实际光能转化效率和电子传递速率有交互作用(表 4)。2.3.2荧光淬灭参数图 4 为不同温度和光照强度下的异枝江蓠光化学淬灭系数和非光化学淬灭系数。结果显示：在不同温度下，光化学淬灭系数随光照强度的增加显著aBabC cCbcBaBabCbCbBaAaAaAaAaAaBaBaAaAaBaBaA152025303500.20.40.60.81.0温度 Temperature/PSII 最大光化学效率 Fv/Fm(a)aBaAaAaAaBaBaBaB aCbCbCbABcBcBCbABcBcBbAbAbA152025303500.20.40.60.8温度 Temperature/实际光能转化效率 PSII(b)aDaBbCbCaDCabBbB cCaBCabBbBbBCaBbB bBbBaAbAaAbA152025303500.51.01.52.0温度 Temperature/电子传递速率 ETR1 000 lx3 000 lx6 000 lx9 000 lx(c)图3 不同温度和光照强度下的异枝江蓠光化学效率参数Fig.3 Photochemical efficiency parameters of G.bailinae at different temperatures and light intensities表4 温度和光照强度对异枝江蓠 PSII 光化学效率参数的双因素方差分析Table 4 Two-way ANOVA analysis for effects of temperature and light intensity onphotochemical efficiency parameters of PSII of G.bailinae光化学效率参数Photochemical efficiency parameter变异来源Source of variation自由度DFF显著性Sig.PSII 最大光化学效率 Fv/Fm温度 Temperature4290.8000.000 1光照强度 Light intensity310.3800.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity121.8640.069 9残差 Residual40实际光能转化效率 PSII温度 Temperature461.5600.000 1光照强度 Light intensity3106.0000.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity124.0710.000 4残差 Residual40电子传递速率 ETR温度 Temperature453.8200.000 1光照强度 Light intensity370.4600.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity124.0010.000 4残差 Residual40144南 方 水 产 科 学第 19 卷下降(P0.05)，与光照强度呈极显著负相关(P0.01，表 1)；相反，在不同的光照强度条件下，光化学淬灭系数随温度的上升显著上升(P0.05)，且与温度呈极显著正相关(P0.01，图 4-a 和表 1)。非光化学淬灭系数在不同温度下随光照强度的增加显著上升(P0.05)；在 6 000 和 9 000 lx 时，非光化学淬灭系数随温度的上升显著上升(P0.05)，在1 000和3 000 lx时则均表现为先上升后下降(图4-b)。表明温度和光照强度对异枝江蓠荧光淬灭参数具有显著影响(P0.05)，且存在交互作用(表 5)。3 讨论不同大型海藻对温度和光照强度的适应性不同，生长率的变化可直观反映其生长状况的变化8,20。本研究中，温度(15 和 20)和光照强度(1 000 lx)较低时，异枝江蓠的生长受到抑制；而在 2035 和 3 0009 000 lx 下，异枝江蓠的特定生长率分别与光照强度和温度呈正相关(P0.05)，并在 35、9 000 lx 时达到最大。而其他研究显示，龙须菜在水温 1927 和光照强度3 000 lx 以下时生长最佳；皱紫菜在 1720 和 4 0007 500 lx时生长较好，高于 23 时其生长受到抑制，光照强度过低时其光合作用也会减弱9。由此可见，大型海藻对温度和光照强度的适应存在种属差异，过高或过低的温度和光照强度均会抑制藻体生长。大部分大型海藻生长的适宜温度为 1525 21，而本研究中，异枝江蓠生长最适温度为 35，这与钟志海等16报道的结果(33)相近，表明异枝江蓠是一种喜高温的大型海藻。光合作用是绿色植物最基本的生命能量来源22，叶绿素荧光包含了丰富的光合生理信息，是探究不同环境条件对藻类光合作用能力影响的最佳方法8,23。PSII 最大光化学效率值的变化可以反映光抑制的程度，值越大其发生光抑制的程度越低24。相关研究表明，低温、高光条件可能使藻体 PSIIaCaBbD bCaC aBaBCbBCaBbBcCcBaAcBbAbAaAbAbAbA152025303500.20.40.60.81.0温度 Temperature/光化学淬灭系数 qP1 000 lx3 000 lx6 000 lx9 000 lx(a)bCbDaCaCcBcDbCaBbBabAaBaAdAcCbBaAcDbBaAabA152025303500.20.40.60.8温度 Temperature/非光化学淬灭系数 NPQ(b)图4 不同温度和光照强度下的异枝江蓠荧光淬灭参数Fig.4 Fluorescence quenching parameters of G.bailinae at different temperatures and light intensities表5 温度和光照强度对异枝江蓠荧光淬灭参数的双因素方差分析Table 5 Two-way ANOVA analysis for effects of temperature and light intensity onfluorescence quenching parameters of G.bailinae荧光淬灭参数Fluorescence quenching parameter变异来源Source of variation自由度DFF显著性Sig.光化学淬灭系数 qP温度 Temperature486.3400.000 1光照强度 Light intensity373.6600.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity123.4710.001 5残差 Residual40非光化学淬灭系数 NPQ温度 Temperature4204.6000.000 1光照强度 Light intensity3338.4000.000 1温度光照强度 TemperatureLight intensity1233.6700.000 1残差 Residual40第 4 期黄永健等:异枝江蓠对温度和光照强度的光合生理响应145能量吸收和耗散平衡功能受损，导致 PSII 最大光化学效率降低，藻体光合系统吸收过剩光能后引起 PSII 反应中心关闭，即产生光抑制或光保护现象，以保护 PSII 免受光损伤21,25。本研究中，异枝江蓠 PSII 最大光化学效率在 1520 时随光照强度的增加而显著下降(P0.05)，且在 1520 时的值显著低于 2535。可见，低温以及低温时给予的高光可能导致异枝江蓠 PSII 反应中心关闭，PSII 活性降低，有效光能转化效率下降，具体表现为藻体生长受到一定程度的抑制。然而，在 2535 时，高光并未导致异枝江蓠 PSII 最大光化学效率的显著下降，与缘管浒苔5、皱紫菜6等的研究结果不一致，这可能与温度和光照强度的共同作用效应相关，具体原因有待进一步研究。实际光能转化效率、电子传递速率和光化学淬灭系数与 PSII 电子传递活性和效率相关，其值越高说明电子传递活性越大24。研究表明，针叶蕨藻的生长率变化与其实际光能转化效率、电子传递速率及光化学淬灭系数的变化表现一致8；然而，在本研究中，三种叶绿素荧光参数均随光照强度的增加而下降，但异枝江蓠的特定生长率却有相反的表现，说明光照强度增加所导致的异枝江蓠电子传递速率下降可能并未达到最终影响藻体生长的程度，异枝江蓠可能通过其他策略适应高光。目前认为，植物在响应高光时主要通过增加热耗散(即非光化学淬灭系数)来调节 PSII 的活性，避免光抑制，实现光保护25-27。大型海藻，如海带孢子体7、缘管浒苔5、皱紫菜6、裙带菜(Undariapinnatifida)6 等相关研究也表明非光化学淬灭系数的增加在藻体适应环境改变的过程中起重要作用。本研究中，异枝江蓠非光化学淬灭系数随光照强度的增加而上升，说明其可能通过增加热耗散的方式调节 PSII 的活性实现自我保护，整体表现为藻体特定生长率随光照强度的增加而上升。此外，异枝江蓠实际光能转化效率、电子传递速率和光化学淬灭系数在不同光照强度下均随温度的上升而升高，但低光照(1 000 和 3 000 lx)时，其特定生长率和非光化学淬灭系数却随温度的升高先升后降；这可能是因为在