碳酸酐酶對微藻碳匯組成的影響

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1、Theeffectofcarbonicanhydraseinmicroalgaeoncarbono-o_●_____■_-●___--_-_________l________●_●_____■_■___-——————一ml

2、71—-___●____●■■■■●___l■●______-_一ByLiHaitaoADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeo

3、fDoctorofNaturalScienceInstituteofGeochemistry，ChineseAcademyofSciencesMay，2013致謝本論文是在導(dǎo)師吳沿友研究員的悉心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，樸實(shí)無華的人格魅力時(shí)刻在激勵(lì)著我進(jìn)步。導(dǎo)師不僅教會了我基本的科研方法，也培養(yǎng)了我對科研的興趣，更教育了我待人接物、與人相處的道理。從論文的選題，到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，再到文章撰寫等過程，都飽含著導(dǎo)師的心血，在此向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x!感謝劉叢強(qiáng)院士、郎贄超副研究員的教誨!感謝他們給予的幫助!感謝答辯委

4、員會李世杰研究員、乙引教授、張朝輝教授、劉再華研究員、李心清研究員對本論文提出的指導(dǎo)和建議；感謝答辯委員會秘書丁虎博士的辛勤工作，他們都對本論文提出了很多寶貴的意見和建議。感謝環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、教育處、圖書館、科技處、財(cái)務(wù)處等部門的各位老師的支持和幫助!感謝在實(shí)驗(yàn)及論文寫作過程中給予鼎力幫助的丁虎博士、劉小龍博士、劉文景博士、李龍波博士、張東博士、吳明開博士、王瑞博士等!一感謝徐瑩、袁永強(qiáng)、唐永永、魏曉、蔡誠、顧漢念、鮑麗然······等同窗好友的陪伴。感謝杭紅濤、謝騰祥、張開艷、陸葉、饒森······等同門師弟

5、師妹們的幫助。感謝家人的理解和支持!感謝父母的養(yǎng)育之恩，感謝兩個(gè)姐姐給予的無私幫助，感謝妻子田曉妮給予的關(guān)心照顧，多年來，全家人一直在支持我的學(xué)業(yè)，任勞任怨，奉獻(xiàn)著家里的所有，激勵(lì)我進(jìn)步。最后，感謝所有關(guān)心我，幫助我的人們!李海濤2013年5月于貴陽學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明學(xué)位論文題目：碳酸酐酶對微藻碳匯組成的影響本人提交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。論文中引用他人已經(jīng)發(fā)表或出版過的研究成果，文中已加了特別表注。對本研究及學(xué)位論文撰寫曾做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中作了明確說明并表示衷心感謝。一本聲明的法

6、律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者(簽名)：鴦凈濤簽字日期：加l≥年歹月諺Et學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人完全了解中國科學(xué)院大學(xué)、中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，中國科學(xué)院大學(xué)、中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所有權(quán)保留學(xué)位論文并向國家主管部門或其指定機(jī)構(gòu)送交論文的電子版和紙質(zhì)版；有權(quán)將學(xué)位論文用于非贏利目的少量復(fù)制并允許論文進(jìn)入中國科學(xué)院大學(xué)、中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所圖書館被查閱；有權(quán)將學(xué)位論文的內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索；有權(quán)將學(xué)位論文的標(biāo)題和摘要匯編出版。保密的學(xué)位論文在解密后適用本規(guī)定。學(xué)位論文作者(簽名)：告

7、酒灣導(dǎo)師(簽名)：簽字日期：加乃年歲月諺日簽字日期：zD侈年f月吵日摘要全球氣候變化是當(dāng)前備受關(guān)注的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，長期以來，眾多學(xué)者普遍關(guān)注的焦點(diǎn)是不斷升高的氣溫和持續(xù)增加的大氣二氧化碳濃度。為應(yīng)對全球變化，人類有兩種應(yīng)對策略：減少碳排放和增加碳匯。目前看來，生物固碳是一種比較理想的解決途徑之一。水生生態(tài)系統(tǒng)是全球最大的生態(tài)系統(tǒng)，它所帶來的初級生產(chǎn)力占到了全球凈初級生產(chǎn)力的50％，相應(yīng)地，水生生態(tài)系統(tǒng)是全球最重要的碳源和碳匯之一。不同于陸生生態(tài)系統(tǒng)，水體環(huán)境缺乏C02，生物為適應(yīng)環(huán)境，形成了一些適應(yīng)水體環(huán)境的機(jī)制：一些微藻

8、形成了無機(jī)碳濃縮機(jī)制(CCMs)來提高C02濃度；一些微藻可以直接或問接利用環(huán)境中的碳酸氫根離子。這將有助于提高光合作用對二氧化碳的固定，進(jìn)而提高初級生產(chǎn)力。在這些過程中，碳酸酐酶都起著非常關(guān)鍵的作用。水體中存在C02，HC03一，H2C03和C032‘等四種形態(tài)的無機(jī)碳，但只有C02和HC03一這兩種形態(tài)的無機(jī)碳可被微藻吸收利用。相應(yīng)地，微藻形成了對應(yīng)的無機(jī)碳利用方式。C02可通過自由擴(kuò)散直接進(jìn)入細(xì)胞，為微藻的光合作用所利用。而HC03‘進(jìn)入細(xì)胞的過程較復(fù)雜，它一般可分為兩種途徑。第一種，HC03’在胞外碳酸酐酶(CAe

9、x)的作用下，首先在細(xì)胞膜外脫水形成C02，然后再進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi)，被微藻光合作用所利用；第二種途徑是依賴于載體交換蛋白等的陰離子通道跨膜運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞。穩(wěn)定碳同位素分析是一種區(qū)分不同無機(jī)碳來源的重要方法，不同的無機(jī)碳來源及其代謝途徑之間存在著較大的碳同位素分餾。碳酸氫根離子的直接轉(zhuǎn)運(yùn)過程存在約10‰的碳同位