绿潮（Green tides）是世界各国沿海普遍发生的一种藻类生态灾害现象,通常由潮间带生长的大型海洋绿藻大量增殖并聚集,在局地形成高生物量或者脱离附着基漂浮入海形成有害藻华。绿潮的暴发不仅受到温度、光照强度、营养盐等环境因素的影响,而且取决于自身的生理生态学功能。已有研究表明,暴发绿潮的物种多表现出较强的光合固碳能力与环境耐受力。基于此现象,本研究选择了绿藻门石莼属（Ulva）的三个绿潮物种,浒苔（Ulva prolifera）,肠浒苔（U.intestinalis）与U.expansa为研究对象,通过室外培养实验,比较了三种绿藻在夏季高温、高光条件下的光合途径与抗氧化能力差异,并进一步分析了光合作用关键酶与碳同位素的对应关系,论证了它们的光合固碳途径与抗氧化力差异,以期为绿潮暴发的生物学机制提供科学理论依据。主要研究结果如下:1.三种绿藻光合途径、固碳能力与抗氧化能力的比较研究:在夏季高温、高光条件下,通过室外培养实验,对比了三种绿藻的光合作用关键酶,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCKase）与抗氧化关键酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）的活性表达差异,以及酶活与组织碳同位素(δ¹³C)变化的对应关系。结果表明,浒苔、肠浒苔与U.expansa的光合途径与抗氧化能力存在显著差异。在光合作用过程中,浒苔与肠浒苔的组织δ¹³C的范围分别为-19.4‰到-17.4‰与-17.1‰到-15.7‰;且四碳双羧酸途径（C₄途径）关键酶出现高表达的特征,卡尔文循环（C₃途径）关键酶在强光下受到抑制。这些特征表明两种绿藻的光合作用可能由C₃和C₄途径的共同参与,且与光照和温度条件存在显著相关性。此外,在培养过程中,两种绿藻现出了较强的抗氧化能力。比较之下,U.expansa的C₄光合途径关键酶活性表达较弱,且与光照和温度不存在显著相关性;其组织δ¹³C的范围是-23.5‰到-21.9‰,说明其光合作用主要表现C₃途径。三者相比,黄海浒苔的光合作用酶和抗氧化物酶活性显著高于肠浒苔与U.expansa,黄海浒苔的光合固碳能力和抗氧化能力显著高于肠浒苔与U.expansa。2.黄海浒苔光合途径与固碳能力分析:通过室外培养实验,进一步研究了在高温、高光条件下,浒苔对CO₂与HCO₃^-的吸收能力,并通过分析C₃、C₄关键酶（Rubisco,PEPCase,PEPCKase）和碳酸酐酶（CA）表达活性,以及与δ¹³C光合产物的对应关系,深入解析浒苔光合途径的特征。研究结果表明,浒苔的光合固碳是通过C₃、C₄途径和CA机制共同作用来完成的,以吸收CO₂的C₃途径为主,但在低CO₂水平下能够通过CA机制利用HCO₃^-,在高温、高光条件下则能够启动C₄途径开展光合固碳作用;其组织δ¹³C（-19.4‰到-17.4‰）的变化范围介于C₃和C₄植物的组织δ¹³C范围之间;在高温、高光条件下CA机制和C₄途径的联合贡献超过总碳固定的50%。浒苔高效、多面的光合作用能力解释了其在漂浮过程中能够快速累积生物量的生理机制。大多数海洋藻类的光合机制是通过C₃途径优先吸收CO₂,并通过CA催化HCO₃^-释放的CO₂作为二氧化碳补偿机制（CCM）,来增加固碳效率。本论文的研究结果表明,浒苔的光合作用由C₃、C₄与CCM途径的共同参与完成,肠浒苔的光合作用也可能有C₃和C₄途径的共同参与。因此,在绿潮暴发的过程中,它们能够高效利用HCO₃^-、快速累积生物量的能力。然而,研究同时也表明,并非所有的绿潮物种都具有该功能,U.expansa在实验过程中表现出了相对较弱的固碳与抗氧化能力,缺乏C₄与CCM途径的显著参与。因此,在未来研究中,还需进一步加强不同绿潮物种光合固碳能力的比较研究,理清其形成种间差异的生物学原理。