光周期延长增强渗透营养型Ochromonas的光合投资：混合营养代谢可塑性研究

本研究系统揭示了混合营养型Ochromonas gloeopara响应光周期变化的代谢策略，发现12小时光照是其自养光合效率峰值，延长光照会降低光合投资并增强热耗散（NPQ）；渗透营养条件下，延长光照促使有机碳依赖减少并转向自养模式。该成果为理解混合营养生物在碳循环中的功能角色提供了创新视角。

　　

生长特性对光周期延长的响应

研究聚焦混合营养型Ochromonas gloeopara在自养和渗透营养条件下的光周期适应机制。自养组细胞体积随光照时间延长而减小，叶绿素a含量与光合效率同步降低，表明其通过缩小细胞尺寸降低代谢成本。渗透营养组则呈现叶绿素a含量递增趋势，细胞体积在13.4小时光照时达峰值，暗示其通过增强光合机器投资实现能量优化。种群动态显示，17小时光照下自养与渗透营养组最大密度分别为4.8×10⁵和4.3×10⁶ cells mL^?1，证实光周期延长显著促进种群增长。

光合性能的调控策略

自养O. gloeopara在12小时光照时光合效率参数（Fv/Fm=0.41，ΦPSII=0.29，αETR=0.14）达最优，超时则引发热耗散（NPQ）增强至15.29小时峰值。渗透营养组的光合效率随光照延长递减，但NPQ在12.78小时出现拐点，揭示其通过降低光损伤风险来维持代谢平衡。效应量分析显示，光周期对渗透营养组Fv/Fm的抑制效应随光照增强，而自养组影响趋近于零，凸显营养模式对光响应的差异化调节。

碳获取途径的动态转换

渗透营养组在延长光照下有机碳吸收率（MO）降幅达38%，而潜在光合固碳率（MP）日增量在16小时光照时达0.6 pmol C d^?1 cell^?1。自养组固碳率则在15小时出现峰值（1.1 pmol C d^?1 cell^?1）。相关分析表明，渗透营养组光合参数与光周期呈强负相关（r=-0.82），反映其通过提升自养占比（PC/TC比率增至67%）重构碳流分配。

生态意义与代谢权衡

该研究揭示光周期作为稳定环境信号，驱动混合营养生物通过"光合-渗透营养"代谢权衡适应季节变化。高纬度地区长光照可能促进该类群向自养主导转型，从而提升初级生产力并减少微生物环碳滞留。值得注意的是，渗透营养组在光周期延长时优先利用光合产物而非摄食碳源，这种"低耗能"策略可能通过三羧酸循环（TCA）优化能量分配，为理解水生生态系统碳通量提供了新依据。

实验方法与统计分析

采用BG-11培养基在25°C下培养，设置7种光周期（0-24 h光照）。通过Phyto-PAM测定光合参数，Logistic模型拟合种群增长率（r），高斯分布计算形态特征峰值。双因素方差分析证实营养模式与光周期对叶绿素a含量存在交互效应（P<0.05）。葡萄糖氧化酶法测定碳利用率，效应量采用Hedges’ g±95% CI评估。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持结论）