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研究了L-肉碱对海水小球藻的种群增长和光合色素合成的调控作用,为探索外源L-肉碱促进海水小球藻种群增长的机理提供理论支持。本试验以海水小球藻(Chlorella sp.)为研究对象,人工基础海水和f/2培养基为营养源,用0(对照)、5、50、100、200 mg/L的L-肉碱强化培养10 d,每天检测其种群密度,试验结束时收取全部海水小球藻样本并检测其种群增长,Fe、Mg元素含量,光合色素组成,色素蛋白复合体的抗氧化能力及关键合成酶基因表达量。试验结果显示:(1)L-肉碱对海水小球藻种群增长,Fe、Mg元素含量及光合色素组成的影响在本试验条件下,稳定期中,5 mg/L L-肉碱组海水小球藻的种群密度显著(P<0.05)提高,200 mg/L L-肉碱组的群密度显著(P<0.05)低于对照组。在对数生长期中,5、50 mg/L L-肉碱组海水小球藻的比生长速率显著(P<0.05)高于对照组,200 mg/L L-肉碱组的比生长速率显著(P<0.05)低于对照组。5、50 mg/L L-肉碱组海水小球藻的Fe含量显著(P<0.05)高于对照组,200 mg/L L-肉碱组的Fe含量显著(P<0.05)低于对照组。5 mg/L L-肉碱组海水小球藻的Mg含量显著(P<0.05)高于对照组。5、50 mg/L L-肉碱组海水小球藻的β-胡萝卜素含量显著(P<0.05)高于对照组,200 mg/L L-肉碱组的β-胡萝卜素含量显著(P<0.05)低于对照组。5 mg/L L-肉碱组海水小球藻的叶黄素含量及虾青素含量均高于对照组,但无显著(P>0.05)差异。(2)L-肉碱对海水小球藻色素蛋白复合体的抗氧化能力的影响5、50 mg/L L-肉碱组色素蛋白复合体的DPPH自由基清除能力高于对照组,但无显著(P>0.05)差异。50 mg/L L-肉碱组色素蛋白复合体的超氧阴离子自由基清除能力显著(P<0.05)高于对照组及其他L-肉碱组,5、100、200 mg/L L-肉碱组的超氧阴离子自由基清除能力显著(P<0.05)高于对照组。5、50 mg/L L-肉碱组色素蛋白复合体的羟自由基清除能力显著(P<0.05)高于对照组及其他肉碱组。50、100、200 mg/L L-肉碱组色素蛋白复合体的脂质过氧化抑制活性显著(P<0.05)高于对照组及5 mg/L L-肉碱组。5、50 mg/L L-肉碱组色素蛋白复合体的金属螯合力显著(P<0.05)高于对照组。(3)L-肉碱对海水小球藻光合色素关键合成酶基因表达量的影响5、50 mg/L L-肉碱组海水小球藻的PSY mRNA相对表达量显著(P<0.05)高于对照组,100、200 mg/L L-肉碱组的PSY mRNA相对表达量均低于对照组但无显著(P>0.05)差异。5、50 mg/L L-肉碱组海水小球藻的CHLD mRNA相对表达量显著(P<0.05)高于对照组。5、200 mg/L L-肉碱组海水小球藻的CAO mRNA相对表达量相比对照组均有提高但差异不显著(P>0.05)。50、100 mg/L L-肉碱组的CAO mRNA相对表达量低于对照组差异不显著(P>0.05)。综上所述,适宜浓度(5-50 mg/L)的L-肉碱能够通过提高Fe、Mg元素含量,提高PSY、CHLD、CAO的活性,同时提高色素蛋白复合体的自由基清除效率、脂质过氧化抑制活性、金属螯合力,来抑制色素分解,以此来调控海水小球藻的光合色素合成,从而促进其种群增长。