北极小球藻光合作用对温度胁迫的响应开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

一、本项目的研究意义北极地区是地球上最重要的高寒生态系统之一，微藻是极地生态系统中最重要的初级生产者[1]。

在当前全球变暖的大背景下，极地微藻能否快速适应极区温度变化，会影响北极生态系统群落的结构，乃至该地区海洋的碳汇能力[2, 3]。

因此，极地微藻的环境温度适应机制一直是极地生物环境适应性的研究热点之一。

2. 研究的基本内容和问题

一、研究目标了解适冷小球藻适应低/高温胁迫过程中，光合作用运行规律和调节机理，同时利用分子技术分析一些关键基因的表达量与温度变化之间的相关性。

二、研究内容在低/高温（3℃、15℃、27℃）的温度梯度下，利用叶绿素荧光技术测定其光合电子传递链的状态；进一步测定光合作用与能量代谢途径关键酶碳同化关键酶 rubisco的活性，通过 qrt-pcr 技术检测rbcl基因表达，初步探讨该小球藻对温度变化的响应机理。

三、拟解决的关键科学问题阐明适冷小球藻的光合作用适应低/高温胁迫的运行规律和调节机理，并初步揭示其广温适应的分子调控机制。

3. 研究的方法与方案

一、研究方法 a.适冷小球藻的培养、保藏和材料处理以中国极地研究中心保藏的一株分离自北极斯匹次卑尔根群岛黄河站（ 78o55′n； 11o56′e）附近夏季冰川融水的小球藻（ chlorella sp.lw2006/68） 为实验材料，接种于 bb 培养基中培养，藻种保藏于 3 c 环境中，培养光强设为 5000 lux，光暗周期为12 l/12 d，静置培养，每日摇动 3 次。

实验设置低（ 3 c）、中（ 15 c）、高（ 27 c）三个温度梯度，测定培养过程中光合作用相关生理生化指标的变化。

相关分子实验，在对数期和稳定期确定适当的时间取样进行分析。

4. 研究创新点

特色或创新之处研究材料新颖，目前国内外对极地微藻温度适应性研究主要集中在南极嗜寒衣藻的低温适应机制上，但对极地微藻的另一大类适冷微藻的广温适应机制研究很少，且未涉及分子机制。

因此，本项目选取特殊的材料适冷小球藻，并对其特殊的温度适应机制广温适应机制进行研究，揭示这一类具有广温适应性的极地微藻特殊的温度适应特征

5. 研究计划与进展

一、研究计划2018年3月：初步对不同温度胁迫下，适冷小球藻的叶绿素荧光参数进行测定；2018年4月：测定碳同化关键酶 Rubisco的活性，通过 qRT-PCR 技术检测rbcl基因表达。

二、预期进展分析适冷小球藻适应低/高温胁迫过程中，光合作用运行规律和调节机理，同时利用分子技术阐明一些关键基因的表达量与温度变化之间的相关性。