来宝网 2021/10/19点击823次
微藻光生物学研究案例
光是影响植物/藻类生长发育最重要的环境因子之一,是植物/藻类进行光合作用的原初动力，光能不足会限制光合作用的发生，而过多的光能则会导致光抑制。光质、光强、光照时间等都会对植物/藻类产生影响，主要体现在光形态建成、生化成分含量、生理特性及生长发育等方面。
1. Nature plants：通过实验室适应进化（ALE）增强在高光下的光合作用
光合作用很容易受到强光(HL)水平的损害，光合生物已经进化出各种机制来应对高光胁迫。Dann等人通过实验室适应进化（ALE）显著提高了蓝藻集胞藻的耐光性。通过MC 1000多通道藻类培养与在线监测系统对藻液培养，同时使用Fluorcam叶绿荧光成像系统测量了F0等多个叶绿素荧光参数。通过反复突变和增加光照强度，筛选了能够在极高光强下生长的菌株。
2. Plant & cell physiology：波动光对微拟球藻光合作用的影响
Bellan等人在“波动光对微拟球藻光合作用的影响”研究中，通过MC 1000多通道藻类培养与在线监测系统，控制微拟球藻生长温度为21℃，通过设置不同的光强和光周期模拟波动光，进而研究其对微拟球藻的影响，结果发现暴露在快速波动光环境下的微拟球藻，其生长和光合电子传递显著下降，而非光化学淬灭（NPQ）变化不明显。
3.Journal of Biotechnology：lhcsr对莱茵衣藻氧化应激和光利用效率的影响
Barera等人，在“lhcsr对莱茵衣藻氧化应激和光利用效率的影响”研究中，通过MC 1000多通道藻类培养与在线监测系统，控制莱茵衣藻生长温度为25℃，光照时长16h，黑暗8 h来模拟一天中光照变化，并实时监测其生长变化（OD720）。通过Fluorcam叶绿素荧光成像系统测量Fv/Fm，结果发现缺乏LHCSR1和LHCSR3的莱茵衣藻，在强光下产生O2的速率明显更高，同时伴有增强的单重态氧释放和PSII光损伤，突变株的生物量仅在间断性光照条件下有所延迟。
MC1000 多通道藻类培养与在线监测系统由8个100ml藻类培养试管、水浴控温系统、LEDs光源控制系统（每个培养试管均可单独调控）及光密度在线监测系统等组成，在藻类培养与控制实验、梯度对比实验等方面受到越来越多科研人员的青睐。
Fluorcam叶绿素荧光成像系统，是全球首台将PAM叶绿素荧光技术与CCD技术结合的叶绿素荧光成像系统，也是目前世界上最权威、使用最广、种类最全面、发表论文最多的叶绿素荧光成像系统。广泛应用于植物/藻类光合生理生态、植物/藻类逆境胁迫生理与易感性、气孔功能、植物/藻类环境如重金属污染响应与生物检测、植物/藻类抗性检测与筛选、作物育种、Phenotyping等研究。
参考文献：
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.
