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pH、温度和光照对(褐藻门,海带目)早期生命阶段无机碳吸收策略的影响

Effects of pH, Temperature, and Light on the Inorganic Carbon Uptake Strategies in Early Life Stages of (Ochrophyta, Laminariales).

作者信息

Labbé Bárbara S, Fernández Pamela A, Florez July Z, Buschmann Alejandro H

机构信息

Program of Magíster en Ciencias Mención Producción, Manejo y Conservación de Recursos Naturales, Universidad de Los Lagos, Puerto Montt 5400000, Chile.

Institute of Marine and Antarctic Studies (IMAS), University of Tasmania, Hobart, TAS 7005, Australia.

出版信息

Plants (Basel). 2024 Nov 21;13(23):3267. doi: 10.3390/plants13233267.

Abstract

The responses of seaweed species to increased CO and lowered pH (Ocean Acidification: OA) depend on their carbon concentrating mechanisms (CCMs) and inorganic carbon (Ci) preferences. However, few studies have described these mechanisms in the early life stages of seaweeds or assessed the effects of OA and its interactions with other environmental drivers on their functionality and photophysiology. Our study evaluated the effects of pH, light (PAR), temperature, and their interactions on the Ci uptake strategies and photophysiology in the early stages of . Gametophytes were cultivated under varying pH (7.80 and 8.20), light (20 and 50 µmol photons ms), and temperature (12 and 16 °C) conditions for 25 days. We assessed photophysiological responses and CCMs (in particular, the extracellular dehydration of HCO to CO mediated by the enzyme carbonic anhydrase (CA) and direct HCO uptake via an anion exchange port). This study is the first to describe the Ci uptake strategies in gametophytes of , demonstrating that their primary CCM is the extracellular conversion of HCO to CO mediated by CA. Additionally, our results indicate that decreased pH can positively affect their photosynthetic efficiency and maximum quantum yield; however, this response is dependent on the light and temperature conditions.

摘要

海藻物种对二氧化碳浓度升高和pH值降低(海洋酸化:OA)的响应取决于它们的碳浓缩机制(CCMs)和无机碳(Ci)偏好。然而,很少有研究描述海藻早期生命阶段的这些机制,或评估海洋酸化及其与其他环境驱动因素的相互作用对其功能和光生理学的影响。我们的研究评估了pH值、光照(光合有效辐射)、温度及其相互作用对[具体海藻名称]早期阶段Ci吸收策略和光生理学的影响。配子体在不同的pH值(7.80和8.20)、光照(20和50 μmol光子·m²·s⁻¹)和温度(12和16°C)条件下培养25天。我们评估了光生理响应和CCMs(特别是由碳酸酐酶(CA)介导的HCO₃⁻向CO₂的细胞外脱水作用以及通过阴离子交换端口直接吸收HCO₃⁻)。本研究首次描述了[具体海藻名称]配子体的Ci吸收策略,表明其主要的CCM是由CA介导的HCO₃⁻向CO₂的细胞外转化。此外,我们的结果表明,pH值降低可对其光合效率和最大量子产量产生积极影响;然而,这种响应取决于光照和温度条件。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/e864/11644604/75b890b4b7f5/plants-13-03267-g001.jpg

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