碳酸酐酶对微藻碳汇组成的影响

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

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

3、fDoctorofNaturalScienceInstituteofGeochemistry，ChineseAcademyofSciencesMay，2013致谢本论文是在导师吴沿友研究员的悉心指导下完成的，导师渊博的知识，严谨的作风，朴实无华的人格魅力时刻在激励着我进步。导师不仅教会了我基本的科研方法，也培养了我对科研的兴趣，更教育了我待人接物、与人相处的道理。从论文的选题，到实验设计，再到文章撰写等过程，都饱含着导师的心血，在此向导师表示最衷心的感谢!感谢刘丛强院士、郎贽超副研究员的教诲!感谢他们给予的帮助!感谢答辩委

4、员会李世杰研究员、乙引教授、张朝辉教授、刘再华研究员、李心清研究员对本论文提出的指导和建议；感谢答辩委员会秘书丁虎博士的辛勤工作，他们都对本论文提出了很多宝贵的意见和建议。感谢环境地球化学国家重点实验室、教育处、图书馆、科技处、财务处等部门的各位老师的支持和帮助!感谢在实验及论文写作过程中给予鼎力帮助的丁虎博士、刘小龙博士、刘文景博士、李龙波博士、张东博士、吴明开博士、王瑞博士等!一感谢徐莹、袁永强、唐永永、魏晓、蔡诚、顾汉念、鲍丽然······等同窗好友的陪伴。感谢杭红涛、谢腾祥、张开艳、陆叶、饶森······等同门师弟

5、师妹们的帮助。感谢家人的理解和支持!感谢父母的养育之恩，感谢两个姐姐给予的无私帮助，感谢妻子田晓妮给予的关心照顾，多年来，全家人一直在支持我的学业，任劳任怨，奉献着家里的所有，激励我进步。最后，感谢所有关心我，帮助我的人们!李海涛2013年5月于贵阳学位论文独创性声明学位论文题目：碳酸酐酶对微藻碳汇组成的影响本人提交的学位论文是在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了特别表注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的个人和集体在文中作了明确说明并表示衷心感谢。一本声明的法

6、律后果由本人承担。学位论文作者(签名)：鸯净涛签字日期：加l≥年歹月谚Et学位论文使用授权声明本人完全了解中国科学院大学、中国科学院地球化学研究所有关保留、使用学位论文的规定，中国科学院大学、中国科学院地球化学研究所有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的少量复制并允许论文进入中国科学院大学、中国科学院地球化学研究所图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作者(签名)：告

7、酒湾导师(签名)：签字日期：加乃年岁月谚日签字日期：zD侈年f月吵日摘要全球气候变化是当前备受关注的热点研究领域，长期以来，众多学者普遍关注的焦点是不断升高的气温和持续增加的大气二氧化碳浓度。为应对全球变化，人类有两种应对策略：减少碳排放和增加碳汇。目前看来，生物固碳是一种比较理想的解决途径之一。水生生态系统是全球最大的生态系统，它所带来的初级生产力占到了全球净初级生产力的50％，相应地，水生生态系统是全球最重要的碳源和碳汇之一。不同于陆生生态系统，水体环境缺乏C02，生物为适应环境，形成了一些适应水体环境的机制：一些微藻

8、形成了无机碳浓缩机制(CCMs)来提高C02浓度；一些微藻可以直接或问接利用环境中的碳酸氢根离子。这将有助于提高光合作用对二氧化碳的固定，进而提高初级生产力。在这些过程中，碳酸酐酶都起着非常关键的作用。水体中存在C02，HC03一，H2C03和C032‘等四种形态的无机碳，但只有C02和HC03一这两种形态的无机碳可被微藻吸收利用。相应地，微藻形成了对应的无机碳利用方式。C02可通过自由扩散直接进入细胞，为微藻的光合作用所利用。而HC03‘进入细胞的过程较复杂，它一般可分为两种途径。第一种，HC03’在胞外碳酸酐酶(CAe

9、x)的作用下，首先在细胞膜外脱水形成C02，然后再进入细胞膜内，被微藻光合作用所利用；第二种途径是依赖于载体交换蛋白等的阴离子通道跨膜运输进入细胞。稳定碳同位素分析是一种区分不同无机碳来源的重要方法，不同的无机碳来源及其代谢途径之间存在着较大的碳同位素分馏。碳酸氢根离子的直接转运过程存在约10‰的碳同位