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微藻光生物學研究案例
發布時間： 2021-09-22 點擊次數： 2731次光是影響植物/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。
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*光強下生長的菌株。
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。
3.Journal of Biotechnology：lhcsr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）。通過Fluorcam葉綠素熒光成像系統測量Fv/Fm，結果發現缺乏LHCSR1和LHCSR3的萊茵衣藻，在強光下產生O
2的速率明顯更高，同時伴有增強的單重態氧釋放和PSII光損傷，突變株的生物量僅在間斷性光照條件下有所延遲。
MC1000 多通道藻類培養與在線監測系統由8個100ml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。
Fluorcam葉綠素熒光成像系統，是將PAM葉綠素熒光技術與CCD技術結合的葉綠素熒光成像系統，也是目前使用廣、種類全面、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。
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.