珠江口最大浑浊带区浮游植物对光环境变化的响应及其适应机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41676156
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0604.生物海洋学与海洋生物资源
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Estuarine environments often drasticly change in the spatical and temporal scales, no exception for underwater light conditions. The land-derived inputs and water-exchanges between innner and outer esturies lead to a dramatic verital mixing within water column; simutaniously, the abundant suspensions and dissolved matters in the water column also lead to a steep light decay. Furthermore, the light with different wave-bands such as photosynthetically active radiation (PAR, 400-700 nm) and ultraviolet radiation(UVR, 280-400 nm) have differential decay rates in water, which results in the great changes in light quality with increasing water depth. Therefore, the light quantity (intensity) and quality (wave-band) vary greatly within different depths of the esturies. Phytoplankton living in estuaries would be periodically transferred from surface to bottom of the water column and vice versa due to the vertical mixing, and suffer from the drastic changes of underwater light environments i.e. being exposed to different light intensities and qulities (i.e., PAR and UV) at different depths. At present, it is usually believed that light environment change is a key reason for estuarine phytoplankton biomass and productivity, while it is unclear so far that how they response and acclimate to such light changes although it is vital for them to survive, to be dominant species and even blooms, and this process mainly lie on how they maintain the activities of Photosystem II. Pearl River has the largest annual land runoffs among Chinese rivers, with a vertial mixing volecity reached as high as 10 cm s-1 in its maximum turbidity zone. Therefore, this project is designed to carry out studies in this area as follows: (1) Using onboard experiments in a seasonal scale, to study the relationships of the mixing-caused changes in field sunlight quantity and quality and photosynthetic carbon fixation by natural phytoplankton assemblages from the maxiamum turbidity zone of the Pearl River estury, in order to reveal the effects of field light environment changes upon estuarine carbon fixation; (2) Laboratorial experiments will be performed using the mono-species of phytoplankton that are the dominating species (mainly diatoms and dinoflagellates) and isolated from the maximum turbidity zone of Pearl River estuary, to study the relationships of light environment changes and photosynthetic rate [including 14C carban fixation rate and maximal quatam yield (Fv/Fm)], and also to further study the effects of such light changes upon the PSII damage and repair processes and the repair-dependent FtsH protein enzyme contents and activities. This study can clearify how phytoplankton response and acclimate to the estuarine light environment changes and potentially elucidate the physilogical reasons for the alteration of field light environment changes on estuarine phytoplankton biomass and production in the photophysiological view of point.
混合剧烈、透明度浅和光质(紫外光与可见光比例)随水深变化大是河口海域最显著的物理特征;生活在其中的浮游植物随混合上下移动,势必经受着剧烈的光环境变化(光强与光质)。当前普遍认为光环境变化是河口浮游植物生物量和生产力变化的最关键因素之一,对于其中间过程—浮游植物如何响应和适应光环境变化而存活下来、成为优势种甚至爆发性生长的内在机理并不清楚,而该中间过程的关键在于它们如何维持光系统II的活性。珠江是我国年入海水量最大的河,其河口最大浑浊带区混合速率极高;因此项目拟在该区域研究原位光环境变化与浮游植物群体光合固碳变化关系的同时,分离、培养优势浮游植物单种,在室内和室外可控条件下研究光环境变化与其光合能力变化的关系,并深入研究光环境变化与光系统II的损伤、修复动力学过程及修复酶变化等的关系,阐明其如何响应和适应该光环境变化,从光生理学角度揭示光环境变化引起河口浮游植物生物量和生产力变化的内在原因。

结项摘要

受陆源输入及内外海水交换动力影响,河口特别是最大浑浊带区水体混合剧烈;生活在其中的浮游植物会随混合而上下移动,经受着剧烈的光环境包括光暗周期、光强、光质等的变化。如何响应和适应这种光环境变化,是河口浮游植物存活下来、成为优势种,甚至爆发性生长所必须面对的首要问题。我们现场调查发现,珠江口最大浑浊带区真光层深度为7-15m,混合层深度在夏季为5-8m,且在5m以下存在低氧现象,面积约1500km2;该区域浮游植物群体光系统活性受控于光环境、且存在明显昼夜节律,河口浮游植物可快速适应河口盐度的梯度性变化,这从光生理学角度解释了河口浮游植物丰度较高,且经常爆发性生长、形成赤潮的内在原因。本项目在实验室内研究了细胞大小不同的代表性浮游植物硅藻和甲藻对光环境变化的响应与适应,首次发现并证实了硅藻与蓝藻和高等植物不同可以在夜间利用呼吸产生的能量修复白天失活的光系统,这为硅藻在全球海洋范围内广泛分布,且成为优势种提供了一个新证据。还发现,除了光强变化会影响硅藻、甲藻光系统活性外,光暗期的变化也会改变其活性,影响细胞生长;同时证实了细胞大小不同的硅甲藻对光暗期的生理响应不同。如光期较短有利于细胞较小的甲藻生长,但光期较长时有利于硅藻细胞的生长;在光强较低时,光期较长更有利于细胞较大的甲藻生长。还证实,与光暗期变化相比,温度的变化对细胞较小的硅藻光合生理及生长的影响更大,而光暗期变化对较大的硅藻影响更大,而且光期越短越有利于缓解温度变化对硅藻生理、生长的影响。进一步证实了光强和光暗期会协同改变细胞的光能吸收和利用能力、暗呼吸及胞内抗氧化系统活性,最终改变其生长。最后,细胞较小浮游植物的最适生长温度高于较大的,因此在一定范围的温度升高对较小细胞的生长更有利。我们阐明了河口浮游植物对光环境变化的响应与适应机理,从细胞大小角度揭示了河口光环境变化会改变浮游植物种群结构,影响河口生态系统。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Fast acclimation of phytoplankton assemblies to acute salinity stress in the Jiulong River estuary, northern South China Sea
南海北部九龙江口浮游植物群对急性盐度胁迫的快速适应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Acta Oceanologica Sinica, 38(8):78-85.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gang Li
  • 通讯作者:
    Gang Li
Algal density alleviates the elevated CO2-caused reduction on growth ofPorphyra haitanensis(Bangiales, Rhodophyta), a species farmed in China
藻类密度缓解了二氧化碳升高导致的坛紫菜(Bangiales,Rhodophyta)(一种在中国养殖的物种)生长的减少
  • DOI:
    10.1111/are.14735
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Aquaculture Research
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Li Gang;Mai Guangming;Zhang Jiejun;Lin Qiang;Ni Guangyan;Tan Yehui;Huang Liangmin;Zou Dinghui
  • 通讯作者:
    Zou Dinghui
A Hard Day's Night: Diatoms Continue Recycling Photosystem II in the Dark
辛苦的一天之夜:硅藻在黑暗中继续回收光系统 II
  • DOI:
    10.3389/fmars.2016.00218
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    FRONTIERS IN MARINE SCIENCE
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Li,Gang;Woroch,Amy D.;Campbell,Douglas A.
  • 通讯作者:
    Campbell,Douglas A.
Arctic Micromonas uses non-photochemicalquenching to cope with temperature restrictions on metabolism
北极微胞菌利用非光化学猝灭来应对温度对新陈代谢的限制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Photosynthesis Research
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Ni Guangyan;Murphy CD;Zimbalatti G;Barnett AB;Arsenault CM;Li Gang;Cockshutt AM;Campbell DA
  • 通讯作者:
    Campbell DA
近海聚球藻Synechococcus PCC7002在不同生长期对环境CO_2浓度升高的生理响应
  • DOI:
    10.1360/n072018-00126
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国科学:地球科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    牟善莉;李刚;李鸿妹;李法中;邵智生;李劲松;曲长凤;张永雨
  • 通讯作者:
    张永雨

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

笼型水合物为能源化工带来新机遇
  • DOI:
    10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0426
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郎雪梅;樊栓狮;王燕鸿;李刚;于驰;王盛龙
  • 通讯作者:
    王盛龙
Fabrication of broadband antireflection coatings using broadband optical monitoring mixed with time monitoring
使用宽带光学监测与时间监测相结合的宽带减反射涂层的制造
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/26/5/057801
  • 发表时间:
    2017-05
  • 期刊:
    Chin. Phys. B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕起鹏;邓淞文;张绍骞;公发全;李刚
  • 通讯作者:
    李刚
双管正激变换器的输入输出线性化控制研究
  • DOI:
    10.13624/j.cnki.issn.1001-7445.2017.2059
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    广西大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马培松;李刚;许皓
  • 通讯作者:
    许皓
新疆SCZ17剖面黑碳记录的16~12ka火灾历史及其驱动因素探究
  • DOI:
    10.11928/j.issn.1001-7410.2020.01.16
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    第四纪研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张曼;段阜涛;李刚;刘依;王伟;赵永涛;安成邦
  • 通讯作者:
    安成邦
深低温停循环大鼠海马线粒体变化研究
  • DOI:
    10.13507/j.issn.1674-3474.2016.10.008
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中华实用诊断与治疗杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱耀斌;李志强;范祥明;刘东海;张伟华;廖秋明;杨尧;李刚;刘扬;续玉林;张晶;张为民;乔晨晖
  • 通讯作者:
    乔晨晖

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

李刚的其他基金

浮游植物对海洋低氧环境形成的驱动效应及其与低氧的耦合关系研究
  • 批准号:
    32371665
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
太阳紫外辐射对浮游植物光合固碳的促进和抑制效应与其细胞大小的关系
  • 批准号:
    41206132
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    27.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
我国合浦珠母贝种质资源和珠母贝属系统发育的研究
  • 批准号:
    38970130
  • 批准年份:
    1989
  • 资助金额:
    3.2 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码