Published June 18, 2012
| Version v1
Publication
Open
Ocean acidification mediates photosynthetic response to UV radiation and temperature increase in the diatom <i>Phaeodactylum tricornutum</i>
- 1. Xiamen University
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Abstract. Increasing atmospheric CO2 concentration is responsible for progressive ocean acidification, ocean warming as well as decreased thickness of upper mixing layer (UML), thus exposing phytoplankton cells not only to lower pH and higher temperatures but also to higher levels of solar UV radiation. In order to evaluate the combined effects of ocean acidification, UV radiation and temperature, we used the diatom Phaeodactylum tricornutum as a model organism and examined its physiological performance after grown under two CO2 concentrations (390 and 1000 µatm) for more than 20 generations. Compared to the ambient CO2 level (390 µatm), growth at the elevated CO2 concentration increased non-photochemical quenching (NPQ) of cells and partially counteracted the harm to PSII caused by UV-A and UV-B. Such an effect was less pronounced under increased temperature levels. As for photosynthetic carbon fixation, the rate increased with increasing temperature from 15 to 25 °C, regardless of their growth CO2 levels. In addition, UV-induced inhibition of photosynthesis was inversely correlated to temperature. The ratio of repair to UV-induced damage showed inverse relationship with increased NPQ, showing higher values under the ocean acidification condition against UV-B, reflecting that the increased pCO2 and lowered pH counteracted UV-B induced harm.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص. زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي مسؤولة عن تحمض المحيطات التدريجي، وارتفاع درجة حرارة المحيطات وكذلك انخفاض سمك طبقة الخلط العليا (UML)، وبالتالي تعريض خلايا العوالق النباتية ليس فقط لخفض درجة الحموضة وارتفاع درجات الحرارة ولكن أيضًا لمستويات أعلى من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية. من أجل تقييم الآثار المجتمعة لتحمض المحيطات والأشعة فوق البنفسجية ودرجة الحرارة، استخدمنا المشطورة Phaeodactylum tricornutum ككائن نموذجي وفحصنا أدائها الفسيولوجي بعد نموها تحت تركيزين من ثاني أكسيد الكربون (390 و 1000 ميكرومتر) لأكثر من 20 جيلًا. بالمقارنة مع مستوى ثاني أكسيد الكربون المحيط (390 ميكرومتر)، أدى النمو عند تركيز ثاني أكسيد الكربون المرتفع إلى زيادة التبريد غير الكيميائي للخلايا (NPQ) وعكس جزئيًا الضرر الذي يلحق بـ PSII الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية A و UV - B. كان هذا التأثير أقل وضوحًا في ظل زيادة مستويات درجة الحرارة. أما بالنسبة لتثبيت الكربون الضوئي، فقد زاد المعدل مع زيادة درجة الحرارة من 15 إلى 25 درجة مئوية، بغض النظر عن نمو مستويات ثاني أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك، كان تثبيط التمثيل الضوئي الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية مرتبطًا عكسيًا بدرجة الحرارة. أظهرت نسبة الإصلاح إلى الضرر الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية علاقة عكسية مع زيادة كمية الكميات الطبيعية، مما يدل على قيم أعلى في ظل حالة تحمض المحيطات ضد الأشعة فوق البنفسجية من النوع باء، مما يعكس أن زيادة ثاني أكسيد الكربون الكلوري وانخفاض درجة الحموضة يقاومان الضرر الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية من النوع باء.Translated Description (French)
Résumé. L'augmentation de la concentration atmosphérique de CO2 est responsable de l'acidification progressive des océans, du réchauffement des océans ainsi que de la diminution de l'épaisseur de la couche de mélange supérieure (UML), exposant ainsi les cellules de phytoplancton non seulement à un pH plus bas et à des températures plus élevées, mais également à des niveaux plus élevés de rayonnement UV solaire. Afin d'évaluer les effets combinés de l'acidification des océans, du rayonnement UV et de la température, nous avons utilisé la diatomée Phaeodactylum tricornutum comme organisme modèle et examiné ses performances physiologiques après culture sous deux concentrations de CO2 (390 et 1000 µatm) pendant plus de 20 générations. Par rapport au niveau de CO2 ambiant (390 µatm), la croissance à la concentration élevée de CO2 a augmenté la trempe non photochimique (NPQ) des cellules et a partiellement neutralisé les dommages causés au PSII par les UV-A et les UV-B. Un tel effet était moins prononcé en cas d'augmentation des niveaux de température. En ce qui concerne la fixation du carbone photosynthétique, le taux augmente avec l'augmentation de la température de 15 à 25 °C, quels que soient leurs niveaux de CO2 de croissance. De plus, l'inhibition de la photosynthèse induite par les UV était inversement corrélée à la température. Le rapport entre la réparation et les dommages induits par les UV a montré une relation inverse avec l'augmentation du NPQ, montrant des valeurs plus élevées dans les conditions d'acidification des océans contre les UV-B, reflétant que l'augmentation du pCO2 et l'abaissement du pH neutralisaient les dommages induits par les UV-B.Translated Description (Spanish)
Resumen. El aumento de la concentración atmosférica de CO2 es responsable de la acidificación progresiva de los océanos, el calentamiento de los océanos y la disminución del espesor de la capa de mezcla superior (UML), lo que expone a las células de fitoplancton no solo a un pH más bajo y temperaturas más altas, sino también a niveles más altos de radiación UV solar. Para evaluar los efectos combinados de la acidificación del océano, la radiación UV y la temperatura, utilizamos la diatomea Phaeodactylum tricornutum como organismo modelo y examinamos su rendimiento fisiológico después de crecer bajo dos concentraciones de CO2 (390 y 1000 µatm) durante más de 20 generaciones. En comparación con el nivel de CO2 ambiental (390 µatm), el crecimiento a la concentración elevada de CO2 aumentó la inactivación no fotoquímica (NPQ) de las células y contrarrestó parcialmente el daño a PSII causado por UV-A y UV-B. Tal efecto fue menos pronunciado bajo niveles de temperatura aumentados. En cuanto a la fijación fotosintética de carbono, la tasa aumentó con el aumento de la temperatura de 15 a 25 °C, independientemente de sus niveles de CO2 de crecimiento. Además, la inhibición de la fotosíntesis inducida por los rayos UV se correlacionó inversamente con la temperatura. La relación entre la reparación y el daño inducido por los rayos UV mostró una relación inversa con el aumento de la NPQ, mostrando valores más altos en la condición de acidificación del océano frente a los rayos UV-B, lo que refleja que el aumento de la pCO2 y la disminución del pH contrarrestaron el daño inducido por los rayos UV-B.Files
bg-9-3931-2012.pdf.pdf
Files
(1.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3505c40ba2553736e3847af72216412a
|
1.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يتوسط تحمض المحيطات استجابة التمثيل الضوئي للأشعة فوق البنفسجية وزيادة درجة الحرارة فيالدياتوم <i> Phaeodactylum tricornutum </ i>
- Translated title (French)
- L'acidification des océans induit une réponse photosynthétique au rayonnement UV et une augmentation de la température dans lediatomée < i> ;Phaeodactylum tricornutum< ;/i> ;
- Translated title (Spanish)
- La acidificación de los océanos media la respuesta fotosintética a la radiación UV y el aumento de la temperatura en la diatomea <i>Phaeodactylum tricornutum</i>
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4211138784
- DOI
- 10.5194/bgd-9-7197-2012
References
- https://openalex.org/W1528840701
- https://openalex.org/W1537284681
- https://openalex.org/W1567919582
- https://openalex.org/W1675353592
- https://openalex.org/W1844125505
- https://openalex.org/W1914333365
- https://openalex.org/W1967118420
- https://openalex.org/W1970177919
- https://openalex.org/W1971945883
- https://openalex.org/W1973665791
- https://openalex.org/W1978092976
- https://openalex.org/W1978886837
- https://openalex.org/W1980583674
- https://openalex.org/W1985364311
- https://openalex.org/W1989504999
- https://openalex.org/W2003654680
- https://openalex.org/W2004808014
- https://openalex.org/W2004938192
- https://openalex.org/W2013755179
- https://openalex.org/W2014378024
- https://openalex.org/W2015484390
- https://openalex.org/W2026799833
- https://openalex.org/W2032746081
- https://openalex.org/W2035950583
- https://openalex.org/W2036743647
- https://openalex.org/W2037045595
- https://openalex.org/W2039643762
- https://openalex.org/W2040091314
- https://openalex.org/W2043221815
- https://openalex.org/W2045675542
- https://openalex.org/W2047945785
- https://openalex.org/W2049046055
- https://openalex.org/W2051101639
- https://openalex.org/W2052439360
- https://openalex.org/W2052839099
- https://openalex.org/W2057344075
- https://openalex.org/W2059193895
- https://openalex.org/W2060012482
- https://openalex.org/W2062776680
- https://openalex.org/W2073434627
- https://openalex.org/W2083517593
- https://openalex.org/W2086453867
- https://openalex.org/W2090907235
- https://openalex.org/W2098734570
- https://openalex.org/W2099675224
- https://openalex.org/W2100127305
- https://openalex.org/W2103694218
- https://openalex.org/W2106957788
- https://openalex.org/W2112651165
- https://openalex.org/W2113297575
- https://openalex.org/W2121675877
- https://openalex.org/W2123797161
- https://openalex.org/W2123856841
- https://openalex.org/W2126797498
- https://openalex.org/W2131245486
- https://openalex.org/W2131255421
- https://openalex.org/W2132184891
- https://openalex.org/W2143402417
- https://openalex.org/W2144920118
- https://openalex.org/W2155109186
- https://openalex.org/W2156607923
- https://openalex.org/W2162553887
- https://openalex.org/W2163041825
- https://openalex.org/W2168062665
- https://openalex.org/W2168369714
- https://openalex.org/W287833343
- https://openalex.org/W3141988554
- https://openalex.org/W4237705993
- https://openalex.org/W4243595321
- https://openalex.org/W4379193729