馬茜，王玉玨，孫西艷，劉東艷*

( 1. 華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200241；2. 中國科學(xué)院牟平海岸帶環(huán)境綜合試驗(yàn)站，山東 煙臺264003)

1 引言

綠潮是指潮間帶大型綠藻在特定環(huán)境條件下大量增殖，形成的高生物量生態(tài)災(zāi)害[1-2]。該現(xiàn)象多發(fā)生在富營養(yǎng)化的潮間帶區(qū)域，以石莼屬（Ulva）物種為主，如：以腸滸苔（Ulva intestinalis）為原因種的綠潮在世界多個海域的潮間帶都有過報道[1-5]。個別綠潮物種能夠脫離固著基，進(jìn)入海域漂浮生長，并形成大規(guī)模高生物量災(zāi)害，給社會經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，如：我國黃海滸苔（Ulva prolifera）綠潮的暴發(fā)[6-7]。綠潮的暴發(fā)不僅受到溫度、營養(yǎng)鹽等多個環(huán)境因素的誘導(dǎo)，而且與自身的繁殖能力、生理生化功能密切相關(guān)，其中，高效的光合速率與營養(yǎng)鹽吸收能力往往是物種在短時間內(nèi)大量增殖的重要生物學(xué)基礎(chǔ)[8-9]。

多數(shù)藻類植物的光合作用以卡爾文循環(huán)（C3）為主[10-11]，利用CO2合成有機(jī)碳。然而，Hatch-Slack 光合途徑（C4）或者類似C4途徑參與的藻類光合作用在20 世紀(jì)70 年代已有報道，例如，硅藻門中的三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）和威氏海鏈藻（Thalassiosira weissflogii），以及褐藻門中的四疊團(tuán)扇藻（Padina tetrastromatica），均可以利用，將其固定在C4雙羧酸中，經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成CO2進(jìn)入C3途徑，形成固碳效應(yīng)[12-14]。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，在有些綠潮物種的光合固碳中，可能也存在C4或者類似C4途徑的參與過程，并成為提高其光合效率、快速增殖的重要生理生化機(jī)制[15]，如：黃海滸苔中就存在與C4途徑相關(guān)的基因以及光合產(chǎn)物[15-16]。一般來說，C4植物的光合效率能高于C3植物的50%[17]，其最大的日生長率是C3植物的2～8 倍[18-20]。因此，有必要對綠潮物種是否存在C4途徑以及在固碳中的重要性做進(jìn)一步探討，這對于理解其生態(tài)災(zāi)害暴發(fā)的生物學(xué)機(jī)制具有重要意義。

C3和C4植物對環(huán)境的適應(yīng)能力不同，C3植物最適生長溫度一般為20～25℃，其飽和光強(qiáng)為全日照的一半，而C4植物最適生長溫度為30～35℃，其凈光合作用隨著光強(qiáng)的增加而增加，沒有飽和光強(qiáng)[21-22]。因此，高光強(qiáng)與溫度通常是誘導(dǎo)植物啟動C4循環(huán)機(jī)制的關(guān)鍵環(huán)境因子。藻類光合作用過程中產(chǎn)生大量的氧氣，在強(qiáng)光下發(fā)生光抑制時，碳同化能力的下降會改變細(xì)胞內(nèi)的氧化還原環(huán)境，產(chǎn)生對細(xì)胞有害的活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）[23]。若此反應(yīng)過程與清除ROS 的酶系相偶聯(lián)，如：超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）、過氧化物酶（Peroxidase,POD）、過氧化氫酶（Catalase, CAT）和抗壞血酸（Ascorbic Acid）等，則能清除細(xì)胞內(nèi)多余的ROS[23]。這些酶相互之間起到協(xié)同作用，其中SOD 是抗氧化系統(tǒng)中最重要的酶類，因其催化超氧自由基形成過氧化氫（H2O2），由此啟動下游反應(yīng)，H2O2又繼續(xù)被POD 和CAT 清除。因此，C4植物相對于C3植物能更好地應(yīng)對氧化脅迫，具體表現(xiàn)在抗氧化酶（SOD、CAT 等）活性增加以及非酶抗氧化劑（抗壞血酸）的增加[24]。

基于上述研究基礎(chǔ)，本研究選取煙臺潮間帶的兩個綠潮原因物種腸滸苔和Ulva expansa作為研究對象。其中，U. expansa的夏季綠潮在美國加利福尼亞州的蒙特利（Monterey）海灣多次被報道[5,25]，在我國煙臺牟平海域連續(xù)5 年暴發(fā)小規(guī)模綠潮，對當(dāng)?shù)睾Ｓ颦h(huán)境造成一定的影響，具有研究的必要性。本研究利用夏季高溫、高光強(qiáng)條件，通過室外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)比較了腸滸苔和U. expansa的C3關(guān)鍵酶（二磷酸核酮糖羧化酶，Ribulose Bisphosphate Carboxylase Oxygenase, Rubsico）和C4關(guān)鍵酶（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，Phosphoenolpyruvate Carboxylase, PEPCase；磷酸烯醇丙酮酸羧激酶，Phosphoenolpyruvate Carboxykinase, PEPCKase）的活性變化特征，分析了它們與光強(qiáng)、溫度的響應(yīng)關(guān)系，同時測定了主要的抗氧化酶（SOD、POD）及其 產(chǎn) 物 丙 二 醛（ Malondialdehyde, MDA） 的 變 化，MDA 是生物體自由基發(fā)生過氧化反應(yīng)的終產(chǎn)物，可以作為脂膜過氧化程度以及植物的抗逆性的指標(biāo)，進(jìn)一步解答兩種綠藻的抗氧化能力。實(shí)驗(yàn)還分析了藻體對應(yīng)光合產(chǎn)物δ13C 的變化，探討了C4途徑在兩個物種光合固碳中發(fā)生作用的可能性。

2 材料與方法

2.1 樣品采集與預(yù)處理

于2018 年7 月在山東省煙臺市牟平區(qū)潮間帶（37.46°N, 121.71°E）采集腸滸苔和U. expansa樣品，裝于冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室。挑選出健康藻體，用消毒海水清洗，除去泥沙和其他雜物后，將樣品置于40 L 透明塑料箱內(nèi)，加入經(jīng)GF/F 膜過濾的自然海水。將培養(yǎng)箱置于室外通風(fēng)處，每隔1 天換1 次過濾海水，預(yù)培養(yǎng)1 周。

2.2 室外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

室外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)于2018 年7 月26-29 日期間，在中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所牟平野外臺站開展。兩種綠藻分別培養(yǎng)，各用3 個培養(yǎng)箱作為平行樣，每個培養(yǎng)箱放入40 g（濕重）綠藻樣品，加入40 L 過濾海水，再將培養(yǎng)箱放置于室外海水池（60 m×100 m）中（圖 1）。培養(yǎng)海水的初始溶解無機(jī)氮和磷酸鹽濃度分別為34.6 μmol/L 和0.67 μmol/L。培養(yǎng) 時間從8 時開始 到18 時結(jié)束，每隔2 h 進(jìn)行一次取樣，每個培養(yǎng)箱每次取樣1.2 g（濕重）。樣品保存到?80℃超低溫冰箱，用于測定酶活和組織δ13C。現(xiàn)場測定日光照強(qiáng)度（TES-1339R, TES）、培養(yǎng)海水溫度（PT3003, Anymeter）以及培養(yǎng)海水鹽度（S3-Standard kit, Mettler-Toledo）的變化情況。

圖 1 室外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)場景Fig. 1 The outdoor culture experiment

2.3 酶活的測定

每種酶活測定需0.1 g（濕重）冷凍藻體，稱取好的樣品在液氮中研磨后進(jìn)行測定。其中，Rubsico、PEPCase 活性測定分別采用Solarbio 公司的二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Rubisco）試劑盒、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）試劑盒；PEPCKase 的活性測定采用南京建成生物工程研究所的磷酸烯醇丙酮酸羧激酶試劑盒。3 種酶的活力單位均定義為在25℃條件下，每克新鮮組織每分鐘消耗1 nmol 還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide Adenine Dinucleotide, NADH）所需的酶量（單位：nmol/（min·g））。

SOD、POD 活性和MDA 含量的測定分別采用南京建成超氧化物歧化酶（SOD）測試盒、過氧化物酶（POD）測試盒以及植物丙二醛（MDA）測試盒。SOD的活力單位定義為37℃條件下，在本反應(yīng)體系中SOD 抑制率達(dá)50%時所對應(yīng)的酶量（單位：U/g）；POD 的活力單位定義37℃條件下，每毫克組織蛋白每分鐘轉(zhuǎn)化1 μg 底物所需的酶量（單位：U/mg（Protein））。

2.4 藻體組織δ13C 的測定

用0.1 mol/L 鹽酸沖洗藻體后，再用Milli-Q 水將酸清洗干凈。清洗后的樣品冷凍干燥48 h，進(jìn)行研磨。取0.5～1 mg 研磨樣品用4 mm×6 mm 錫箔包樣后，以美國南卡羅來納的石灰?guī)r制品（PDB）的同位素比值為標(biāo)準(zhǔn)，在中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所的穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀（MAT 253, Thermo Scientific）上測定藻體δ13C 值。實(shí)驗(yàn)室重復(fù)測定的分析誤差小于0.2‰。

利用端元模型計算了藻體對CO2和的相對利用率[26]。若藻類單獨(dú)利用CO2，所得的藻體組織δ13C 最大值為?30‰，若藻類單獨(dú)利用，所得的藻體組織δ13C 最小值為?10‰[27]；因此，在公式中純利用CO2的端元值設(shè)定為?30‰，純利用的端元值設(shè)定為?10‰，藻類利用合成光合產(chǎn)物的貢獻(xiàn)率（ fHCO?3）表達(dá)式為

2.5 數(shù)據(jù)處理與分析

運(yùn)用SPSS 22 對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）、t檢驗(yàn)（t-test）以及Pearson 相關(guān)性分析，顯著性水平設(shè)為p＜0.05。數(shù)據(jù)先采用Shapiro-Wilktest 進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，再用Levene 檢驗(yàn)進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)；若存在方差不齊的情況，采用Welch 檢驗(yàn)。所得數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。

圖 2 兩種綠藻C3 關(guān)鍵酶（Rubisco）與C4 關(guān)鍵酶（PEPCase、PEPCKase）活性的日變化特征比較Fig. 2 The comparison of diurnal variations of C3 key enzyme(Rubisco) and C4 key enzyme (PEPCase and PEPCKase) activities between U. intestinalis and U. expansa

3 結(jié)果

3.1 C3 與C4 關(guān)鍵酶的日變化特征

實(shí)驗(yàn)過程中，海水溫度變化范圍為27.4～32.6℃，光照強(qiáng)度的變化范圍為57.5～1 857.6 μmol/（m2·s），最高值均出現(xiàn)在12:00（圖 2）。海水鹽度的變化范圍較?。?1.2～32.1），受水分蒸發(fā)的影響，最高值出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時。

C3關(guān)鍵酶Rubisco 活性的日變化在腸滸苔與U.expansa中存在顯著差異（圖 2A）：腸滸苔的Rubisco 活性在10:00 和16:00 分別出現(xiàn)了高峰值（27.7 nmol/（min·g）和25.4 nmol/（min·g）），活性峰值（10:00）相比初始時間（8:00）增加53.0%，但在中午（12:00-14:00）顯著下降（圖 2A）。U. expansa的Rubisco 活性高峰值出在12:00（61.5 nmol/（min·g）），高光、高溫條件（12:00）并沒有抑制U. expansa的Rubisco 活性（圖 2A）；根據(jù)相關(guān)性分析，U. expansa的Rubisco 活性與環(huán)境因素（溫度、光強(qiáng)）呈正相關(guān)關(guān)系，與溫度的相關(guān)性極顯著（p＜0.01），而腸滸苔沒有表現(xiàn)出顯著相關(guān)（表 1）。C4關(guān)鍵酶PEPCase 和PEPCKase 活性在腸滸苔中的顯著峰值出現(xiàn)在12:00，分別為68.4 nmol/（min·g）和334.9 nmol/（min·g），比初始時間（8:00）分別增加了82.8%和199.9%，與光強(qiáng)變化一致（圖 2B，圖 2C）；根據(jù)相關(guān)性分析，PEPCKase 活性與溫度、光強(qiáng)呈顯著正相關(guān)關(guān)系（p＜0.05）（表 1）。比較而言，C4關(guān)鍵酶PEPCase 和PEPCKase 活性在U. expansa中的變化不顯著（圖 2B，圖 2C），而且PEPCKase 活性與溫度、光強(qiáng)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（p＜0.05）（表 1），說明高光、高溫（12:00）沒有能夠誘導(dǎo)U. expansaC4光合作用途徑的高表達(dá)。

3.2 兩種綠藻光合產(chǎn)物的δ13C 變化特征

已有文獻(xiàn)資料表明，C3和C4植物的δ13C 數(shù)值范圍分別為?35‰～?22‰與?17‰～?11‰之間[28]，這是因?yàn)镽ubisco 同化CO2，而PEPCase 同化，即兩種途徑優(yōu)先利用的碳源不同，故導(dǎo)致光合產(chǎn)物δ13C 值存在差異[29-30]。培養(yǎng)期間，腸滸苔的組織δ13C 變化范圍為?17.1‰～?15.7‰， fHCO?3的變化范圍為64.5%～71.3%（圖 3），這表明其同化的比例較高。此外，腸滸苔組織δ13C 在14:00 出現(xiàn)明顯偏正的現(xiàn)象，盡管略滯后于C4關(guān)鍵酶PEPCase 和PEPCKase 活性的最高值（圖 2B，圖 2C），但基本能夠指示酶活與產(chǎn)物的對應(yīng)關(guān)系，說明存在C3與C4途徑混合的特征。比較而 言，U. expansa的δ13C 范 圍 為?23.5‰～?21.9‰，的變化范圍為32.4%～40.3%（圖 3），表明該物種以C3途徑為主，這與酶活測定的結(jié)果相對應(yīng)（圖 2B，圖 2C）。

圖 3 兩種綠藻組織δ13C 和 fHCO?3的日變化特征Fig. 3 The diurnal variations of δ13C and fHCO?3 in the tissue of U. intestinalis and U. expansa

3.3 兩種綠藻抗氧化能力的比較

實(shí)驗(yàn)過程中，腸滸苔表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗氧化能力，SOD 活性一直保持一個較高的水平，18:00 活性下降（圖 4A）；POD 活性的峰值出現(xiàn)在早上8:00?10:00（圖 4B）；MDA 含量的峰值出現(xiàn)在12:00（圖 4C）。相關(guān)性分析表明，腸滸苔的SOD 活性和MDA 含量與溫度、光強(qiáng)呈顯著正相關(guān)（p＜0.05），POD 活性與溫度、光強(qiáng)的相關(guān)性則不顯著（p＞0.05）（表 2）。U. expansa的SOD 與POD 活性峰值出現(xiàn)在12:00?14:00；MDA含量的峰值出現(xiàn)在12:00（圖 4）；相關(guān)性分析表明，U.expansa的SOD、POD 活性以及MDA 含量與溫度、光強(qiáng)的相關(guān)性不顯著（p＞0.05）（表 2）。

比較而言，腸滸苔SOD 的活性在低光、低溫（18:00）條件下比高光、高溫（12:00）條件下降了33.3%；而U.expansa的SOD 的活性在低光、低溫（18:00）條件下比高光、高溫（12:00）條件下降了27.6%。腸滸苔MDA的含量在低光、低溫（18:00）條件下比高光、高溫（12:00）條件下降了36.9%；而U. expansa的MDA 的含量在低光、低溫（18:00）條件下比高光、高溫（12:00）條件下降了10.6%。

4 討論

大多數(shù)海洋藻類植物的光合作用途徑以C3循環(huán)為主，Rubisco 是C3途徑中的重要羧化酶，固定CO2并形成碳水化合物[21]。然而，Rubisco 只能利用CO2形式的無機(jī)碳，但海水中溶解態(tài)CO2濃度較低，不能完全滿足其合成需求，因此，藻類植物在進(jìn)化中形成了二氧化碳濃縮機(jī)制（CO2Concentrating Mechanisms,CCMs），促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)CO2濃度的積累。CCMs 能夠在Rubisco 周圍催化脫羥基釋放CO2，完成相應(yīng)的濃縮反應(yīng)[31-32]。C4循環(huán)則可以直接利用，通過PEPCase、PEPCKase 等酶的催化作用，在細(xì)胞內(nèi)完成對CO2的收集、濃縮和轉(zhuǎn)運(yùn)等系列過程[14,33-35]。海洋藻類C4循環(huán)功能的機(jī)制與重要性目前仍存在科學(xué)爭議，例如，有研究認(rèn)為C4循環(huán)途徑在藻類植物的固碳中扮演重要角色[35]，但也有研究表明C4循環(huán)的主要功能是參與能量代謝，驅(qū)散細(xì)胞內(nèi)多余的光能，對固碳作用的貢獻(xiàn)不大[36]。本研究中發(fā)現(xiàn)腸滸苔與U. expansa的光合途徑存在顯著差異，前者的光合固碳可能由C3和C4途徑共同參與，而后者則主要通過C3途徑進(jìn)行。藻類植物的光合途徑變化受到多種環(huán)境因子的誘導(dǎo)，如溫度、光強(qiáng)、CO2濃度、營養(yǎng)鹽、鹽度等[12,15,37-38]。多數(shù)研究表明，C4循環(huán)過程中需要合成相應(yīng)的酶蛋白，是一個高耗能過程，因此，充足的營養(yǎng)鹽濃度、溫度與光強(qiáng)是誘發(fā)C4途徑活躍的重要環(huán)境條件[12,39]，本研究的藻類培養(yǎng)液中設(shè)置了較高的營養(yǎng)鹽濃度，充分保證了C4途徑的物質(zhì)合成需求。由于C4途徑?jīng)]有飽和光強(qiáng)限制，故其凈光合作用隨著光強(qiáng)的增加而增加，在白天最高光強(qiáng)時的光合潛力最大。研究表明，90%的碳同化率的變動是由光強(qiáng)變化導(dǎo)致的[40-42]，晴天中午的高光條件往往是激發(fā)酶活力變化的主導(dǎo)因素。在本研究中，C4關(guān)鍵酶PEPCase 和PEPCKase 活性在腸滸苔中的峰值出現(xiàn)在中午（圖 2B，圖 2C），對應(yīng)了最高光強(qiáng)，且同時形成了偏正的δ13C 值（?17.1‰～?15.7‰）與高的 fHCO?值（64.5%～71.3%），指示了C4循環(huán)極可能參與了該物種的光合固碳。相比之下，C3光合作用途徑的重要羧化酶Rubisco 的活性容易受到強(qiáng)光照（1 200～1 500 μmol/（m2·s））的抑制作用[43-44]，在培養(yǎng)過程中，腸滸苔的Rubisco 活性在中午（12:00?14:00）強(qiáng)光照條件下（大于1 600 μmol/（m2·s））明顯受到抑制。因此，推測C4循環(huán)參與補(bǔ)充了該物種的光合固碳能力。

圖 4 兩種綠藻抗氧化物酶（SOD、POD）活性和MDA 含量的日變化特征比較Fig. 4 The comparison of antioxidant enzymes (SOD, POD)actirities and MDA content between U. intestinalis and U. expansa, corresponding to diurnal variations

表 2 兩種綠藻的抗氧化酶（SOD，POD）活性以及MDA 含量與溫度、光強(qiáng)的相關(guān)性Table 2 Correlation between antioxidase activities, MDA content of U. intestinalis and U. expansa vs. temperature and light intensity

比較而言，U. expansa在培養(yǎng)過程中表現(xiàn)出的光合作用特征與腸滸苔存在顯著差異。該物種遵循了大多數(shù)海洋藻類的光合特征，其δ13C 范圍（?23.5‰～?20.9‰）與的比例（32.4%～40.3%）均表明該物種是以C3途徑為主要固碳方式（圖 3）。C4關(guān)鍵酶PEPCase 和PEPCKase 活性的變化在培養(yǎng)過程中不顯著，且Rubisco 活性高峰值出在中午最高光強(qiáng)，沒有出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象，可能由于上午U. expansa的Rubisco 活性較高，光合能力較強(qiáng)，釋放出大量的O2，使得中午的藻體處于高O2分壓低CO2的狀態(tài)，則促進(jìn)Rubisco的加氧反應(yīng)，即光呼吸過程[45]。這些特征也表現(xiàn)在兩個物種的抗氧化能力上。光合作用的不同導(dǎo)致放氧量不同，細(xì)胞內(nèi)部積累大量的ROS，使得抗氧化和氧化的平衡狀態(tài)被破壞，而SOD、POD 等多種抗氧化酶不僅能清除多余的ROS 來維持胞內(nèi)的代謝平衡，還能維持一定的光合電子流，來減緩多余光能對光合系統(tǒng)造成的損害[23,46]。本研究的結(jié)果表明，在相同條件下，腸滸苔SOD 的活性明顯高于U. expansa，活性變化沒有U. expansa劇烈，所以受到的脅迫損傷也相應(yīng)較小；作為脂膜過氧化程度的指示物，U. expansa的MDA 含量均高于腸滸苔。由此推測，高溫、高光強(qiáng)對U. expansa的影響高于腸滸苔，部分原因是抗氧化能力不如腸滸苔。實(shí)驗(yàn)后期U. expansa的POD 活性略高于腸滸苔，可能是其本身反應(yīng)相對滯后或者與其他抗氧化酶起協(xié)同作用。有研究表明，C4光合作用酶（特別是PEPCase）的基因高表達(dá)能誘導(dǎo)SOD 和POD 的活性增強(qiáng)，并且隨著光抑制（強(qiáng)光）的加劇，SOD 和POD 的活性也逐步增強(qiáng)，ROS 產(chǎn)生速率較低，MDA 積累較少，維持較穩(wěn)定的光合能力，從而表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐光抑制能力[47-49]。由此推測，腸滸苔較強(qiáng)的抗氧化能力可能與PEPCase 的高表達(dá)有關(guān)。

此外，有研究發(fā)現(xiàn)較高的溫度有助于誘導(dǎo)植物形成類似C4循環(huán)的光合途徑，處于高溫環(huán)境下的時間越長，C4途徑的PEPCase 的活性越大[50-51]。例如，C3途徑在15～30℃范圍內(nèi)，凈光合速率與溫度正相關(guān)；而C4途徑在30～40℃范圍內(nèi)的凈光合速率與溫度正相關(guān)，且大于C3途徑的凈光合速率[52-53]。這些研究結(jié)果有助于解釋綠潮物種的季節(jié)演替現(xiàn)象，例如，1997 年夏季美國加利福尼亞州的紐波特河口暴發(fā)的綠潮主要組成物種是腸滸苔和U. expansa，到了秋季，隨著溫度降低，逐漸演變成U. expansa和Ceramiumsp.[5]；煙臺牟平海域U. expansa通常是在7 月暴發(fā)，7 月底至8 月初，隨著海水溫度升高而迅速消亡。U.expansa的演替與消亡現(xiàn)象，表明該物種暴發(fā)的溫度上限低于腸滸苔，與本研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。

5 結(jié)論

通過對腸滸苔和U. expansa的光合作用酶及其藻體光合產(chǎn)物的關(guān)聯(lián)性分析，發(fā)現(xiàn)腸滸苔與U. expansa的光合途徑存在顯著種間差異性。在高溫、高光條件下，C4關(guān)鍵酶活性在腸滸苔中表達(dá)活躍，與光合產(chǎn)物形成對應(yīng)關(guān)系指示了其光合作用可能由C3與C4途徑共同參與；而U. expansa的C4關(guān)鍵酶活性表達(dá)不活躍，與光合產(chǎn)物形成對應(yīng)關(guān)系指示了其光合作用主要依靠C3途徑進(jìn)行。然而，C4循環(huán)在藻類植物中的功能表達(dá)存在不確定性，未來還需要探索進(jìn)一步其他環(huán)境因素的誘導(dǎo)作用以及藻類的基因表達(dá)特征。

致謝：感謝華東師范大學(xué)孫賽賽、周鵬、周豪對樣品采集和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的幫助，以及煙臺海岸帶研究所譚揚(yáng)對碳同位素測定的幫助。