Επίδραση της έντασης του φωτός και της φωτοπεριόδου σε φωτοσυνθετικά χαρακτηριστικά του μικροφύκους Chlorella vulgaris υπό συνθήκες τοξικότητας

• Κύριος συγγραφέας: Ψαθάς, Ευάγγελος
• Άλλοι συγγραφείς: Psathas, Evangelos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Μικροφύκη; Φωτοσύνθεση; Πρωτόκολλο φωτισμού; Συνθήκες καταπόνησης; Τοξικότητα; Microalgae; Photosynthesis; Irradiation protocol; Stress; Toxicity

Η δομή και η λειτουργία της φωτοσυνθετικής συσκευής, μπορεί να επηρεαστεί σημαντικά σε συνθήκες καταπόνησης. Η καταπόνηση προκαλεί βραχυπρόθεσμες ή μακροπρόθεσμες μεταβολές σε διάφορα στάδια της ροής της ενέργειας μεταξύ των δύο φωτοσυστημάτων ή και γύρω από αυτά. Μέσω των συνεχώς αναπτυσσόμενων τεχνικών του in vivo φθορισμού της χλωροφύλλης, υπάρχει η δυνατότητα ταχείας, αξιόπιστης και οικονομικής προσέγγισης των επιδράσεων της καταπόνησης καθώς και των μηχανισμών που επάγονται/αναστέλλονται, ως απόκριση σε αυτήν. Η αξιολόγηση αυτών των τροποποιήσεων συνεισφέρει τόσο στη διάγνωση όσο και στο χαρακτηρισμό των διαφόρων καταπονητικών συνθηκών. Οι περισσότερες σχετικές μελέτες ανάπτυξης και φυσιολογίας φωτοσυνθετικών οργανισμών δε λαμβάνουν υπ’ όψιν τη συνεπίδραση του φωτός, μίας από τις σημαντικότερες περιβαλλοντικές παραμέτρους, η οποία μπορεί να μεταβάλλει τόσο το αποτέλεσμα της μελετούμενης καταπόνησης όσο και την απόκριση των οργανισμών σε αυτή. Για το λόγο αυτό σχεδιάστηκε σειρά πειραμάτων, για τη μελέτη της επίδρασης της έντασης του φωτός και του χαρακτήρα της φωτοπεριόδου στην απόκριση της φωτοσύνθεσης των μικροφυκών, και συγκεκριμένα του είδους Chlorella vulgaris, σε συνθήκες καταπόνησης, και συγκεκριμένα (α) σε συνθήκες τοξικότητας χαλκού (Cu) σε συγκεντρώσεις CuSO4, 0 (control), 0.025, 0.1, 1, 2, 5 και 10 mg L-1 και (β) σε χαμηλή θερμοκρασία (12oC). Αξιολογήθηκαν τρία πρωτόκολλα φωτισμού (24ωρος συνεχής φωτισμός με σταθερή ένταση φωτός, φωτοπερίοδος 12/12 ωρών σκοτάδι/φως με σταθερή ένταση φωτός και φωτοπερίοδος 12/12 ωρών σκοτάδι/φως με σταδιακά αυξανόμενη και μειούμενη ένταση φωτός). Τα πρωτόκολλα σχεδιάστηκαν ώστε να παρέχουν όμοια ημερήσια ποσά ενέργειας στις καλλιέργειες. Οι υψηλές συγκεντρώσεις Cu, όπως ήταν αναμενόμενο, έδρασαν καταπονητικά. Η καταπόνηση ήταν εμφανέστερη όταν ο φωτισμός ήταν συνεχής, δηλαδή όταν δε μεσολαβούσε σκοτεινή περίοδος, ανεξάρτητα από την ένταση της τοξικότητας από τον Cu. Ωστόσο, στις υψηλότερες συγκεντρώσεις Cu, οι τάσεις ήταν εντονότερες ή/και εμφανίζονταν νωρίτερα. Συνεπώς, η παρεμβολή της σκοτεινής περιόδου περιορίζει τις τοξικές επιπτώσεις, πιθανώς προσφέροντας το χρόνο για επιδιορθώσεις στη φωτοσυνθετική συσκευή. Η χαμηλή θερμοκρασία είχε επίσης αρνητική επίδραση στους φωτοσυνθετικούς δείκτες σε σύγκριση με τη θερμοκρασία του μάρτυρα (control). Αξίζει όμως να σημειωθεί πως η καταπόνηση αυτή δεν παρατηρήθηκε υπό συνεχή 24ωρο φωτισμό. Συνεπώς, φαίνεται ότι ο εγκλιματισμός της φωτοσυνθετικής συσκευής σε συνεχή φωτισμό σχετίζεται άμεσα με την ενεργοποίηση μηχανισμών, οι οποίοι βοηθούν και στον αποτελεσματικότερο εγκλιματισμό των καλλιεργειών σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας.