光子能量特性调控下 Nostoc commune 对 Cr (VI) 毒性的光化学与生理响应机制研究

本研究针对工业污染物Cr (VI)对蓝藻的毒性胁迫问题，探讨了不同波长光子能量对 Nostoc commune 光系统效率及抗逆机制的调控作用。研究发现蓝光和绿光可显著提升光系统II（PSII）量子产率、促进水裂解并减轻氧化损伤，揭示了特定波长光子与Cr (VI)解毒间的协同效应，为蓝藻抗逆机制研究和污染环境生物修复提供了新视角。

　　

全球工业发展与现代化进程中，外源性污染物（如重金属、染料和农药）的使用对生态系统构成严重威胁。蓝藻（Cyanobacteria）作为环境中的重要微生物，具有固氮、提高土壤肥力、抗紫外线（UV）和产氧等多重功能，但其代谢活动易受环境毒性抑制。本研究聚焦光子波长特性与蓝藻光合活性的关联，探究了不同波长光子能量对 Nostoc commune 在六价铬（Cr (VI)）胁迫下光系统效率的调控机制。研究发现了由Cr (VI)诱导产生的替代量子阱（alternative quantum well）参与光响应过程，并通过分析色素含量、干生物量、量子产率（quantum yield）和瞬态S态（transient S state）等光化学与生理参数，明确揭示了光子能量水平与光系统效率间的正相关关系。在蓝光与绿光条件下，增强的光子能量显著提升了水裂解（water-splitting）过程与光系统II（PSII）的效率，同时降低了氧化损伤程度。这些结果表明，特定波长的光与 Cr (VI) 胁迫缓解之间存在协同作用，为理解 Nostoc commune 的生态适应性及其在可控培养系统和生物修复（bioremediation）中的应用提供了理论依据。