新疆生地所完成铬胁迫下两个光系统活性的同步测量分析

新疆生态与地理研究所,2013-01-28

铬是一种对水生生态系统有严重危害的有毒重金属元素。由于同步测量仪器的欠缺，此前关于重金属对光合生物影响的研究主要针对于光系统II进行，缺乏关于重金属，如六价铬Cr(V)，对光系统I和II（PSI和PSII）影响的同步分析。

针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所潘响亮研究员团队使用DUAL-PAM-100，同步分析了PSI、PSII的能量转化以及电子传递对Cr(VI)胁迫的响应，实验材料为常见的水华蓝藻铜绿微囊藻。同时分析了环式电子传递（CEF）在铬胁迫下的响应，并对其是否可以减弱铬毒性的生理功能进行了研究。

实验结果表明：在5 mgL-1 Cr(VI)胁迫下，PSII的量子产量和电子传递速率显著降低，光诱导的非光化学淬灭消失。对在强光照下对光能的利用效率而言，铬对PSII的抑制也比对PSI的影响严重。铜绿微囊藻PSII的最大电子传递速率和光能利用能力比PSI低。PSI对强光和铬胁迫的响应不如PSII敏感，PSI的电子传递速率比PSII的高，且在镉胁迫下受抑制程度小。

该项研究通过同步测量的实验手段证实了PSI较PSII对铬胁迫有更强的抗性，并发现环式电子传递CEF在铬处理下激发，对PSI的量子产量和电子传递有显著贡献，在铬胁迫和强光下对PSI的保护有重要作用。CEF的激发和PSI活性的稳定性，可以对一些生物对重金属的耐受性作出解释。

相关研究以Simultaneous analysis of photosystem responses of Microcystis aeruginoga under chromium stress为题，发表在Ecotoxicology and Environmental Safety上。