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微藻光生物學研究案例

微藻光生物學研究案例

光是影響植物/藻類生長發育最重要的環境因子之一,是植物/藻類進行光合作用的原初動力,光能不足會限制光合作用的發生,而過多的光能則會導致光抑制。光質、光強、光照時間等都會對植物/藻類產生影響,主要體現在光形態建成、生化成分含量、生理特性及生長發育等方面。

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1. Nature plants:通過實驗室適應進化(ALE)增強在高光下的光合作用

光合作用很容易受到強光(HL)水平的損害,光合生物已經進化出各種機制來應對高光脅迫。Dann等人通過實驗室適應進化(ALE)顯著提高了藍藻集胞藻的耐光性。通過MC 1000多通道藻類培養與在線監測系統對藻液培養,同時使用Fluorcam葉綠熒光成像系統測量了F0等多個葉綠素熒光參數。通過反復突變和增加光照強度,篩選了能夠在極高光強下生長的菌株。

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2. Plant & cell physiology:波動光對微擬球藻光合作用的影響

Bellan等人在“波動光對微擬球藻光合作用的影響”研究中,通過MC 1000多通道藻類培養與在線監測系統,控制微擬球藻生長溫度為21℃,通過設置不同的光強和光周期模擬波動光,進而研究其對微擬球藻的影響,結果發現暴露在快速波動光環境下的微擬球藻,其生長和光合電子傳遞顯著下降,而非光化學淬滅(NPQ)變化不明顯。

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3.Journal of Biotechnologylhcsr對萊茵衣藻氧化應激和光利用效率的影響

Barera等人,在lhcsr對萊茵衣藻氧化應激和光利用效率的影響”研究中,通過MC 1000多通道藻類培養與在線監測系統,控制萊茵衣藻生長溫度為25℃,光照時長16h,黑暗8 h來模擬一天中光照變化,并實時監測其生長變化OD720。通Fluorcam葉綠素熒光成像系統測量Fv/Fm,結果發現缺乏LHCSR1LHCSR3萊茵衣藻,在強光下產生O2的速率明顯更高,同時伴有增強的單重態氧釋放和PSII損傷,突變株的生物量僅在間斷性光照條件下有所延遲。

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MC1000?多通道藻類培養與在線監測系統由8100ml藻類培養試管、水浴控溫系統、LEDs光源控制系統(每個培養試管均可單獨調控)及光密度在線監測系統等組成,在藻類培養與控制實驗、梯度對比實驗等方面受到越來越多科研人員的青睞。

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Fluorcam葉綠素熒光成像系統,是全球首臺將PAM葉綠素熒光技術與CCD技術結合的葉綠素熒光成像系統,也是目前世界上最權威、使用最廣、種類最全面、發表論文最多的葉綠素熒光成像系統。廣泛應用于植物/藻類光合生理生態、植物/藻類逆境脅迫生理與易感性、氣孔功能、植物/藻類環境如重金屬污染響應與生物檢測、植物/藻類抗性檢測與篩選、作物育種、Phenotyping等研究。

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參考文獻:

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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