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龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)是江蓠属中一种重要的产琼胶红藻，成为我国继海带、紫菜之后的第三大海藻栽培产业群，但随着夏季来临，光照增强，养殖区表层龙须菜出现变绿甚至变白的现象而内层则为正常的暗红色，实验过程中发现人为补充氮源能够改善藻体的生长状态，为了更好的了解氮源和光照对龙须菜生长的影响，本文以龙须菜为实验材料研究了不同氮营养浓度和光照强度对龙须菜生理代谢的影响。 本文以981品系龙须菜为实验材料，以无机氮(NO3-：NH4+=2:1)为氮源配制人工海水，设置低氮低光组（L-N-，10μmol·L-1，800lux）、低氮高光组(L+N-，10μmol·L-1，3000lux)和高氮高光组(L+N+，500μmol·L-1，3000lux)三种培养条件，测定了可溶性蛋白（SP）、含水率、可溶性碳水化合物(SC)、藻红蛋白(PE)、叶绿素 a（Chla）以及碳氮代谢中的关键酶谷氨酰胺合成酶（GS）、核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶（SBPase）的含量等指标，探讨氮营养盐和光照对龙须菜生理代谢的影响，并重点关注充足的氮源对强光作用的补救作用。结果表明，L+N-组相对 L-N-组可溶性蛋白、含水率、藻红蛋白和叶绿素a的含量下降而可溶性糖含量上升。高光照造成藻体内蛋白的降解，使得藻体的抗逆性减弱；藻红蛋白和叶绿素a含量的下降说明高光照对光合色素造成破坏，这势必导致藻体光合效率的下降；高光照使得藻体可溶性糖得到积累，即反映了琼胶的积累，对于产琼胶龙须菜而言，可适当提高光照以增加琼胶的积累。L+N+组相对L+N-组可溶性蛋白、含水率、藻红蛋白和叶绿素a的含量上升而可溶性糖含量下降。龙须菜具有很强的氮储存库，在氮充足的条件下，可溶性蛋白和藻红蛋白的含量不断积累并可作为储藏性蛋白将氮储存于藻体中；可溶性蛋白含量的上升，使得藻体的抗逆性增强；藻红蛋白和叶绿素a含量的上升说明充足的氮源有利于光合色素的合成，使得藻体免受光抑制；但氮源浓度的增加使得藻体的可溶性糖含量会下降，即反映了琼胶的积累下降，说明高氮不利于琼胶的积累。L+N+组相对L-N-组可溶性蛋白和藻红蛋白的含量增加，而两组之间的含水率、叶绿素a和可溶性糖含量并无显著性差异，这说明充足的氮源能够在一定程度上消除高光照对藻体产生的影响。 谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase)是无机氮转化为有机氮的必经“门户”，其对龙须菜的生长起着关键性的作用。本文依据本实验室龙须菜转录组数据获得6种 GS基因并成功构建重组质粒 pET-28a-Unigene0015608和pET-28a-Unigene0022741，获得目的蛋白分子的大量表达。多物种中GS的进化分析发现GSI、GSII和GSIII三种基因家族的GS广泛存在于真核生物和原核生物中，其中低等真核生物龙须菜和Mucor ambiguus同时存在GSI、GSII和GSIII，且它们的基因序列均不被内含子间隔，说明龙须菜和Mucor ambiguus有较近的亲缘关系。