中文摘要：

本项目围绕发菜自然生境的特殊性，开展水生和陆生两种状态下发菜自然陆生藻体(natural colony)和人工培养水生藻体(indoor cultivated aquatic free-living colony)的光合生理比较研究，调查分析两种藻体以光合固碳和叶绿素快速荧光为主要特征的光合作用与光、温、二氧化碳、水分、盐度、营养盐的关系，研究光合作用日变化和需水规律，揭示光合作用日变动模式，探讨光合活性和生长与无机碳源和其它无机营养元素的关系，了解发菜对干旱环境适应的生理生化机制，探究光合作用与种种环境胁迫因子的关系，以阐明发菜的基础光合生理特性，为发菜的大规模人工培养提供理论依据。

结论摘要：

发状念珠藻(俗名发菜)是一种高经济价值的陆生蓝藻，但迄今尚未实现其人工栽培。本研究团队成功地培养出的水生原植体（水生培养体）具有应用前景，然而对其生物学特性尚缺乏认识。为此，本项目开展展了陆生天然与水生(培养)原植体光合特性的研究，并探讨了它们对环境胁迫的响应特性。主要结果如下发状念珠藻的水生原植体和天然原植体在沉水状态与干燥失水（干出）状态时，其光合作用的最适温度都是25℃。两种类型的原植体都具有胞外碳酸酐酶(CA)，水生原植体的CA活性比天然原植体的高，CA活性在藻体含水量较低时较高，水生原植体的光合固碳活性在失水22-28％时最高，而天然原植体则是在失水为43-48%最高。两种原植体都显示出对干旱胁迫的耐受性，在失水为80%的时候依然可以维持正的光合作用。水生原植体的光合固碳能力比天然原植体高。从对盐胁迫的响应来看，无论是盐胁迫24h还是48h，水生原植体的光合放氧活性均在20 mM NaCl时最高，显示了较强的耐受性，但与已报道的天然原植体相比盐胁迫耐受力较低。天然原植体对阳光紫外辐射具有较强的耐受性， 其PSII光化学活性的吸水恢复过程不受阳光PAR, UV-B和 UV-A处理的影响。生理活性恢复后的天然原植体再失水时，其PSII活性在失水初期会因光抑制而降低，但随着藻体含水量的减少PSII活性升高，在失水70 - 90%时活性达到最大，并随着藻体进一步失水而降低。 在180，360 和720ppmv CO2水平下，天然原植体的光合固碳活性对紫外胁迫和干旱胁迫响应的模式都是一样的: 在失水变干的过程中，光合固碳活性在一定失水范围内(<50%)会随着藻体的失水而增加，进一步的失水时则会下降。在各个失水水平下，高CO2浓度对光合固碳有促进作用，UVR对这种促进作用无显著影响。自然界，发状念珠藻生长于吸水→变湿－失水→变干的干湿交替节律中，已形成了对干旱、高光、UVR等环境胁迫的耐受性。尽管其原植体已经能够成功地在水中培育，该水生培养体并没有丢失对环境胁迫的耐受特性，其光合生理活性在失水与吸水节律上表现出与天然原植体同样的变化模式，这显示了水生培养体从水生转为陆生时作为“苗种”的可行性。