海洋植物プランクトンの生化学組成と基礎生産力に対する紫外線の影響

紫外线对海洋浮游植物生化组成和基础生产力的影响

• 批准号: 09780492
• 负责人: 鈴木 光次
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780492/
• 关键词: 紫外線; 植物プランクトン; 基礎生産; Chatoceros; Nitzschia; Phaeocystis; 光合成系II; Fv; Fm; 基礎生産力; 大西洋

今年度は、南極産の中心目珪藻Chatoceros dichaeta、羽状目珪藻Nitzscha sp.、プリムネシオ藻Phaeocysris sp.のバッチ培養株に白色光線(PAR)及び紫外線(UVA+UVB)を人工的に照射し、各株の光合成系IIの光化学反応の量子収率(F_v/F_m)、有効光吸収断面(σ_<psu>)、第一電子受容体(Q_A^-)の酸化時定数(τQ_A^-)に対する紫外線の影響をFast Repetition Rate Fluorometer(FRRF)を用いて調査した。その際、全光エネルギーが約25W/m^2になるように、UVB/PAR比を0.01%、0.25%、2.94%と変化させて、3つの光環境を設定した(以後、それぞれの光環境を順にL1、L2、L3と呼ぶ)。全ての株において、UVB/PAR比のF_v/F_m、σ_<PSll>、τQ_A^-値をLlのそれぞれの値と比較した結果、これらの間に統計的な有意差は認められなかった。この事は、L2ではこれら株の光合成系IIの反応中心に対してUVBの影響がなかったことを示唆している。しかしながら、L3では、全ての株において、光化学変換効率の指標であるF F mが、LlやL2のそれと比べて、明らかに低下した。また、同様に、L3のτQ_A^-はLlやL2のそれと比較して大きくなった事から、L3では光合成系2と系1間の電子伝達効率が低下したことを示唆している。これらの事から、L3では全ての株の光合成系IIの反応中心がUVBにより損傷を受けたと考えられる。LlやL2において、Phaeocystis sp.のF F mはNitzschiasp.のそれと同程度であったが、L3ではNitzschia sp.のF F m?がPhaeocystis sp.のそれに比べて大きく低下した。このような植物プランクトンのUVBに対する耐性の差は、今後、地上に到達するUVBが増加した場合、植物プランクトン群集構造の変化、延いては海洋の食物連鎖や物質循環の構造を変える事に繋がるかもしれない。この実験の他にも、紫外線照射による生化学物質の合成速度を調べる実験を同時に行い、現在、試料を分析中である。以上をまとめて、投稿論文を早急に作成する予定である。

Chatoceros dichaeta, Nitzscha sp., Under artificial white light (PAR) and ultraviolet (UVA+UVB) irradiation, the photochemical reaction quantum yield (F_v/F_m) of photosynthetic system II of each plant, the active light absorption cross section (σ_<psu>), and the acidification time (τQ_A ^-) of the first electron acceptor (Q_A ^-) were investigated by Fast Repetition Rate Fluorometer(FRRF). At the same time, the total light generation ratio is about 25W/m^2, the UVB/PAR ratio is 0.01%, 0.25%, 2.94% and the light environment is set to 3.(Later, the light environment is set to L1, L2, L3). The results of comparison of the values of UV/PAR ratio, F_v/F_m, σ_<PSll>, τ_A^-value and UVB/PAR ratio show that there are significant differences between the values of UV/PAR ratio and UV/PAR ratio. The effect of UVB on the photosynthetic system II of the plant was studied. The index of photochemical conversion rate is lower than that of L1 and L2. The electron transfer rate between L1 and L2 is lower than that between L3 and L2. The photosynthetic system II of the plant was completely destroyed by UVB. Ll L2, Phaeocystis sp. F m Nitzschia sp., L3 Nitzschia sp. F m? Phaeocystis sp. is the most common form of cancer. The difference in UVB resistance of plants in the future, in the presence of UVB on the ground, in the structure of plant populations, in the structure of food chains and material cycles in the ocean. In addition, ultraviolet irradiation can adjust the synthesis speed of biological chemicals, and the analysis of samples can be carried out simultaneously. The above is an urgent task.