赤潮藻中肋骨条藻的光合作用对海水pH和N变化的响应

2004年11月

水生生物学报

ACTA

HYDROBIOLOGICA

SINICA

Vol.28,No.6Nov.,200　4

赤潮藻中肋骨条藻的光合作用对海水pH和N变化的响应

陈雄文1,3　高坤山2

(11中国科学院水生生物研究所,武汉　430072;21汕头大学海洋生物研究所,汕头　515063;

31湖北师范学院生物系,黄石　435002)

摘要:为探讨赤潮发生时中肋骨条藻(Skeletonemacoatatum)的光合作用生理变化,研究了不同无机氮(N)水平上,海水pH值升高对其胞外碳酸酐酶(CA)和光合生理特性的影响。海水pH从8.2升至8.7时,中肋骨条藻胞外CA被诱导,细胞对无机碳的亲和力(1/Km)提高;在pH817时,高N条件下的胞外CA活性是低N条件下的3倍,1/Km值

a

)在不同pH和N水平上没有显著差异;但单位细胞的最大净也提高了80%。单位叶绿素a的最大净光合能力(Pm

c

)提高了100%。这些结果表明,赤潮发生时,中肋骨条藻通过启动无机碳浓缩机制(CCM),提高细胞光合能力(Pm

对无机碳利用效率,使其在低CO2(高pH)环境下维持光合机构正常运行;充足的N源有利于提高CCM的效率,从而提高CO2环境下的光合固碳能力。

关键词:中肋骨条藻;胞外碳酸酐酶;赤潮;光合作用;无机碳亲和力

中图分类号:Q945117　　文献标识码:A　　文章编号:100023207(2004)0620635205

　　富营养化是赤潮发生的物质基础。在富营养化

的海区(如上升流,河口区以及人工增养殖区等)高浓度无机氮(N)和磷(P)往往是引发赤潮的主要原因之一。然而富营养化与赤潮的关系较复杂,不同赤潮生物其大量繁殖对N,P的需要呈明显不同[1—3]。因此,研究富营养化(如N,P)与赤潮生物生理生态特性的关系是十分必要的。

光合固碳是浮游植物物质产生的基础。其活性的大小对该生物的生长以及对环境变化的能力有重要影响。在海洋环境中,CO2是浮游植物无机碳主要利用形式[4,5],在海水pH812时,CO2分子占海水

μ无机碳(210mmol/L)的015%(约为10mol/L),而在μ海水pH817时,则仅有0112%(约215mol/L),为了提高利用CO2的能力,浮游植物及大型藻类在长期

进化中形成了主动运输CO2,或借助碳酸酐酶转化HCO3-为CO2,或直接吸收HCO3-的生理机制[6—10]。

潮发生时,无机碳可利用性成为浮游植物生长的重要因素[11]。赤潮生物光合生理如何适应这种显著变化是关系到赤潮生物生存的重要因子之一。

中肋骨条藻(Skeletanemacoatatum)是一种海洋浮游硅藻,它广泛分布于世界各大洋的近海海域。中肋骨条藻赤潮在我国黄,东,南海近海海域曾多次发生过[2,12—14]。室内培养和现场监测实验表明,温度、光强和丰富的营养盐(N,P,Fe,Si)与中肋骨条藻赤潮密切相关[13,14]。但对于在赤潮发生时中肋骨条藻的光合生理还缺乏研究。本文研究了在不同N水平上中肋骨条藻的光合生理与pH变化的关系。1　材料与方法

111　细胞培养　中肋骨条藻(S.costatum(Greville)Cleve),菌株编号2042,由中国科学院海洋研究所提

赤潮发生时,由于水体中赤潮生物大量繁殖导致该区域海水pH发生显著变化,海水pH从正常的810—812上升至815—817,有些地区甚至可以达到pH819[11]。伴随着海水pH急剧上升,海水无机碳形态发生改变,其中CO2浓度将几倍的下降。因此赤

收稿日期:2003206211;修订日期:2004205220

基金项目:国家自然科学基金重点项目(39830060)资助

μ供。细胞在温度为20℃,光强为210molm-2s-1(光

照周期为12∶12LD)的条件下静止培养,密度为1—4×107cells/L。培养液为加富的天然海水。海水取

μ自汕头南澳岛近海,其含N量约为10mol/L(主要

为NO3-),低N培养液用改良的f/2培养液(不含

μN),高N培养液用含300mol/LKNO3的f/2培养液

),男,湖北省黄梅县人,博士,主要从事藻类光合生理研究作者简介:陈雄文(1970—

通讯作者:高坤山,E2mail:Ksgao@stu.edu.cn

636　水　　生　　生　　物　　学　　报28卷

加富。培养液的pH值用HCI或NaOH调节至812或817,培养液24h更换一次(用细菌过滤器过滤细胞再用新鲜培养液悬浮)。在光照3—6h内搜集对数期的细胞用于实验分析。

112　碳酸酐酶活性测定　按照Wilber和Anderson

[s],DIC或CO2浓度;V,一定无机碳浓度下的净光

合放氧速率;Vm,饱和无机碳浓度下的净光合放氧速率。一定DIC浓度条件下的CO2浓度按照陈镇东的方法[20]计算。2　结果

211　胞外碳酸酐酶活性及其诱导过程

的方法[15]用pH电极测定碳酸酐酶活性。胞外碳酸酐酶的测定用活体完整细胞。活性测定在温度为4℃的电极反应槽中进行。搜集的细胞洗涤、悬浮在20mmol/L巴比妥缓冲的海水中(pH812)。取015mL

在pH817水平上,高N条件下中肋骨条藻胞外碳酸酐酶活性最高(0112±0101EU/106cells),低N条件下其活性降低了70%;在pH812时,低N条件下其活性仅占pH817+高N最大活性的3%(图1)。当细胞从pH812转至pH817时,其胞外CA被诱导,且其活性变化速度在高N比低N条件下快(图2)。

细胞悬浮液(约含1—2×107cells)加入到4mL20mmol/L巴比妥缓冲的海水中(pH8.2),再加入2mLCO2饱和的、0℃的蒸馏水后,记录pH计读数从812

下降到712所需的时间。酶的活性用公式EU=103(To/T-1)求出,To和T分别代表加入细胞悬浮液μ和细胞悬浮液+100mol/LAZ时pH下降的反应时

间。AZ(Acetazolamide)是非膜透性的胞外碳酸酐酶专一性抑制剂[16]

113　细胞计数和叶绿素含量测定　细胞数目在显

微镜下用血球计数板计数。叶绿素a含量用90%丙酮抽提,用分光光度计按照Jeffrey和Humphrey方法[17]测定并计算。

114　光合放氧测定　光合放氧的测定装置为Clark2

图1　在pH812+低N、pH817+低N和pH817+高N条件

下培养的中肋骨条藻的胞外CA活性(n=3)

a.pH8.2+低N;b.pH8.7+低N;c.pH8.7+高NFig11　ExtracellularCAactivitiesofS.costatumgrownatpH812+lowN(a),pH817+lowN(b)andpH8.7+highN(c)

型氧电极(YSI5300,美国)。收集的藻细胞悬浮在20mmol/LTris2HCI缓冲液中(pH812)。取5mL悬浮液(约1—2×107个细胞)转移至电极反应槽,反应槽的温度控制在20℃。通过改变灯与反应槽之间的距离获得不同的光照强度,光源为卤素灯(500W)。

　　光合参数(Pm,Rdα,)由光强依赖的光合放氧反应曲线按照Jassby和Platt方程[18]拟合求得:

α3I/Pm)+Rd,P=Pm3tanh(

I,光照强度;P,净光合速率;Pm,饱和光强下的最大

净光合速率α;,表观光量子效率;Rd,暗呼吸速率。115　无机碳依赖的光合放氧测定　为了测定光合

作用速率与海水无机碳(DIC)的关系,参照Gao等的

方法[19]制备了无碳海水(含20mmol/LTris,pH812)。将细胞悬浮在无碳海水后,取5mL置于反应槽中。

μ在400molm-2s-1光强下,让细胞耗竭细胞内无机碳源(净放氧速率达到0),然后,加入不同量的NaHCO3调整DIC浓度,并测定其放氧速率。KmDIC或KmCO2(达到最大净光合速率一半时的DIC或CO2浓度)根据Michaelis2Menten方程拟合求得:

V=Vm3[s]/(Km+[s]),

图2　在pH8.2+低N条件下培养的中肋骨条藻细胞转入

)或pH8.7+高N(—■—)条件下培养pH8.7+低N(…●…

时,其胞外CA活性的变化(n=3)

Fig12　ChangesofextracellularCAactivitiesduringacclimationofS.costa2

tumcellsgrownatpH8.2+lowNtopH8.7+lowNorpH8.7+highN

212　净光合作用速率对光与无机碳浓度变化的响应

a

)和表观量单位叶绿素a的最大净光合速率(Pm

a

α)在三种培养条件下均无显著差异(P>子效率(

015),但暗呼吸速率(Rad)在pH817+高N条件下显

6期陈雄文等:赤潮藻中肋骨条藻的光合作用对海水pH和N变化的响应　637

著降低(图3a和表1);而从单位细胞的最大净光合速率来看,三种培养条件下细胞的Rcd(P>015)和

cα(P>011)均无显著变化,但单位细胞的最大光合

c

)在pH817+高N条件下是低N+pH812和能力(Pm

pH817条件下的2倍(图3b和表1)。

图4　培养在pH812+低N,pH817+低N和pH817+高N条件下的中肋骨条藻光合作用对无机碳浓度的响应曲线(n=3—4)

Fig14　PhotosyntheticoxygenevolutionasafunctionofDICforS.costa2

),pH8.7+lowN(—●—)andtumgrownatpH812+lowN(—■—

)pH8.7+highN(—▲—

213　细胞叶绿素a含量

中肋骨条藻生长在pH8.2+低N条件下其叶绿素a(chla)含量为0.31±0.04μgchla106cell21。

图3　中肋骨条藻光合作用对光强的响应曲线a)单位叶绿素a的

光合放氧速率;b)单位细胞的光合放氧速率(n=3)

Fig13　PhotosyntheticoxygenevolutionasafunctionofirradianceforS.)andpH8.7+lowN(…●…)costatumgrownatpH8.2+lowN(—■—

).a)Chla2specificphotosyntheticrate,b)andpH8.7+highN(…▲…

Cell2specificphotosyntheticrate

pH817+低N和高N条件下分别为0129±0106和

μ0160±0105gchla106cell-1。低N条件下细胞叶绿素a含量为高N条件下的50%。3　讨论

表1　中肋骨条藻生长在pH812+低N,pH817+低N和pH817+高N

条件下,其光合作用特性的主要参数(n=3)

Tab11　ThemainparametersofphotosyntheticcharacteristicsforS.costa2

tumgrownatpH812+lowN,pH817+lowNandpH817+highN

胞外碳酸酐酶是存在于胞质空间(细胞质膜与细胞壁之间)碳酸酐酶(CA)。它催化HCO3-脱水形成CO2,CO2经过扩散或主动运输进入细胞。在微藻中胞外CA经常是在碳条件下诱导形成,是为适应环境变化而长期进化的结果[11,21,22]。本文实验结果表明,中肋骨条藻在海水pH从812升至817时,其胞外CA被诱导,但高N比低N条件下其诱导速度快,达到稳定时其胞外CA活性高。海水pH从812升至817时,其总无机碳(DIC)和重碳酸

-盐(HCO3-+CO2ol/L),但3)无明显变化(约为210mmμμCO2浓度却从10mmol/L下降至215mol/L.这表明中肋骨条藻胞外CA活性诱导受CO2,以及N浓度影响。同样,图4的结果表明细胞对外源无机碳的亲和力(1/Km)也受CO2和N的浓度影响。胞外CA是无机碳浓缩机制(CCM)的重要组成部分,其活性大小与1/Km值密切相关[9]。当细胞从pH812转入pH817时,由于胞外CA的诱导合成,增加了CO2可

光合参数

PhotosyntheticparametersaPmcPm

pH812+高NpH812+highN445±a(136±20)b-107±15a(-33±5)b115±011a(018±011)

b

pH817+低NpH817+lowN463±26(137±8)-110±7(-32±2)115±011(019±011)

pH817+高NpH817+highN442±16(246±10)-51±8(-31±5)117±012(110±011)

RadRcd

a

α

α

c

　　注:a以叶绿素a为单位;b以细胞数为单位

　　在pH812+低N,pH817+低N和pH817+高N条件下生长的中肋骨条藻,其DIC的半饱和常数KmDIC

μ分别为252±50,151±17和84±17mol/L;其CO2的半饱和常数KO2分别为115±013,019±011和0.5±mC

μ011mol/L,表明细胞对DIC或CO2的亲和力在pH817+高N条件下最高,与pH8.7+低N和pH812+

利用性,故提高了1/Km值。

光合作用光响应曲线参数是衡量光合生理特性的重要指标[23,24]。细胞从pH8.2转入pH8.7时,无

论高N还是低N条件下,其单位chla的最大光合能

低N条件下相比分别提高了80%和200%(图4)。

638　水　　生　　生　　物　　学　　报28卷

aa

)和表观光量子效率(α)均无明显变化,表明力(Pm

细胞有较强的适应低N能力。在低N条件下,通过

[2]　ZhouMJ,ZhuMY,ZhangJ.Statusofharmfulalgalbloomsandrelat2

edresearchactivitiesinChina[J].Chin.Bull.LifeSci.,2001,13(2):—59[周名江,朱明远,张经.中国赤潮的发生趋势和

减少chla的合成,降低其含量,达到减少对光能的

吸收,防止过量光能对光合机构的破坏,从而维护其光合机构正常运行。但低N条件下,由于单位细胞中chla含量下降,因此单位细胞的最大光合能力c(Pm)下降,这表明低N条件下细胞的实际光合固碳量减少。

赤潮发生时,由于适宜的环境条件(如光照充足,较高的温度和营养盐)浮游植物开始大量繁殖,光合作用的固碳作用导致表层海水中无机碳浓度下降[13,25]。而平静的海面(赤潮发生时海面一般风力较小)降低了水气界面CO2的通量,这进一步加剧了表层海水中无机碳的下降[26]。随着赤潮的发展,海水pH显著升高,海水无机碳形态发生变化,其中CO2下降最为显著。当海水从pH8.2升至pH8.7时CO2浓度下降了4倍。因此一些不能适应低无机

研究进展.生命科学,2001,13(2):—59]

[3]　PaerlHW.Coastaleutrophicationandharmfulalgalblooms:importance

ofatmosphericdepositionandgroundwateras“new”nitrogenandothernutrientsources[J].Limnol.Oceanogr.,1997,42:11—1165

[4]　RiebesellU,Wolf2GladrowDA,SmetacekV.Carbondioxidelimitation

ofmarinephytoplanktongrowthrates[J].Nature,1993,361:249—251

[5]　HeinM,JensenKS.CO2increasesoceanicprimaryproduction[J].

Nature,1997,388:526—527[6]　RavenJA,JohnstonAM.Mechanismsofinorganiccarbonacquisition

inmarinephytoplanktonandtheirimplicationsfortheuseofotherre2sources[J.].Limnol.Oceanogr.,1991,36:1701—1714

[7]　BadgerMR,PriceGD.Theroleofcarbonicanhydraseinphotosyn2

thesis[J].Annu.Rev.PlantPhysiol.PlantMol.Biol.,1994,45:369—392

[8]　TortellPD,ReinfelderJR,MorelFMM.Activeuptakeofbicarbon2

atebydiatoms[J].Nature,1997,390:243

[9]　KaplanA,ReinholdL.CO2concentratingmechanismsinphotosynthet2

icmicroorganisms[J].Annu.Rev.PlantPhysiol.PlantMol.Biol.1999,50:539—570

[10]　ZouD,GaoK,PhotosyntheticbicarbonateutilizationinPorphyrahai2

tanensis(Bangiales,Rhodophyta)[J].Chin.Sci.Bull.,2002,47(19):1629—1634

碳,特别是低CO2环境的浮游植物其光合能力下降,生长受到抑制。而能够快速适应这种环境的浮游植物其光合能力和生长得以维持。中肋骨条藻具有适

应低CO2浓度(高pH)机制。当海水从pH812升至μμ817(CO2浓度从10mol/L下降至215mol/L)时,通过启动CCM,提高细胞对外源无机碳的亲和力,从而能够有效地克服低CO2环境,维持细胞的正常光合作

用,这将使得它在竞争中确立优势,形成中肋骨条藻赤潮。同时本文结果还表明,N的浓度对中肋骨条藻的适应机制有重要影响。在低N条件下,细胞的胞外CA活性和无机碳亲和力与高N条件下相比明显下

[11]　HobsonLA,HansonCE,HoletonC.Anecologicalbasisforextracel2

lularcarbonicanhydraseinmarineunicellularalgae[J].J.Phycol.,2001,37:717—723

[12]　LiangS,QianHL,QiYZ.ProblemontheredtideinCoastalChina

Sea[J].EcologicScience,2000,19(4):44—50[梁松,钱宏林,齐

雨藻.中国沿海的赤潮问题.生态科学,2000,19(4):44—50]

[13]　HuoWY,YuZM,ZouJZ,etal.OutbreakofSkeletonemacostatum

redtideanditsrelationstoenvironmentalfactorsinJiaoZhouBay[J].Oceanologia.Limnologia.Sinica.,2001,32(3):311—318[霍

降

c

)明显下降。,从而导致细胞的光合固碳能力(Pm

文毅,俞志明,邹景忠,等.胶州湾中肋骨条藻赤潮与环境因子的关系.海洋与湖沼,2001,32(3):311—318]

[14]　HongJC,HuangXQ,JiangXS,etal.Analysisofenvironmentalfac2

torsduringoccurrenceofSkeletonemacostatumredtideinChangjiangriverEstuary2thenutrientstate[J].Oceanologia.Limnologia,Sinica.1994,25(2):179—185[洪君超,黄秀清,蒋晓山,等.长江口中

在海水中,除N源以外,磷(P),铁(Fe)等营养盐与中肋骨条藻赤潮发生也密切相关[13,14]。P是光合磷酸化不可缺少的元素。Fe是光合机构中一些重要酶的辅基[27]。合适的N/P比例有利于海洋浮游植物的生长

[8]

。Fe的缺乏往往导致浮游植物光

肋骨条藻赤潮发生过程环境要素分析—营养盐状况.海洋与湖沼,1994,25(2):179—185]

[15]　WilburKM,AndersonNG.Electrometricandcolorimetricdetermina2

tionofcarbonicanhydrase[J].J.Biol.Chem.,1948,176:147—1[16]　MoroneyJV,BartlettsG,SamuelssonG.Carbonicanhydraseinplant

andalgae[J].PlantCellEnviron,2001,24:141—153

[17]　JeffreySW,HumphreyGF.Newspectrophotometricequationsforde2

terminingchlorophyllsa,b,c1andc2inhigherplants,algaeandnatu2ralphytoplankton[J].Biochem.Physiol.derPfanzen,1975,167:191—194

[18]　JassbyAD,PlattT.Mathematicalformulationoftherelationshipbe2

tweenphotosynthesisandlightforphytoplankton[J].Limnol.

合能力下降,不能充分利用海水中的N源,如赤道

太平洋高氮低叶绿素(HNLC)海域[28]。因此进一步研究这些营养盐在赤潮发生时对中肋骨条藻光合生理的影响,有利于充分了解富营养化在中肋骨条藻赤潮发生时的作用机理。参考文献:

[1]　MillieDF,DionigiCP,SchofieldO,etal.Theimportanceofunder2

standingthemolecular,cellular,andecophysiologicalbasesofharmfulalgalblooms[J].J.Phycol.,1999,35:1353—1355

6期陈雄文等:赤潮藻中肋骨条藻的光合作用对海水pH和N变化的响应　639

Oceanogr,1976,21:0—7synthesisirradianceresponsecurvesandphotosyntheticpigmentsinmicroalgaeandcyanobacteria[J].J.Phycol.,2002,38:17—38

[24]　XiaJ,GaoK.EffectsofhighCO2concentrationongrowthandphotosyn2

thesisofSpirulinamaxima[J].ActaHydrobiologicaSinica,2001,25(5):474—480[夏建荣,高坤山.高浓度CO2对极大螺旋藻生

[19]　GaoK,ArugaY,AsadaK,etal.Calcificationinthearticulated

corallinealgaCorallinapilulifera,withspecialreferencetotheeffectofelevatedCO2concentration[J].Mar.Biol.,1993,117:129—132

[20]　ZhangZB,ChenZD,LiuLS,etal.Principlesandapplicationofma2

rinechemistry2MarinechemistryinthecoastalwaterofChina[M].Beijing:MarinePress.1999,106—111[张正斌,陈镇东,刘莲生,

长和光合作用的影响.水生生物学报,2001,25(5):474—480]

[25]　IbelingsBW,MaberlySC.Photoinhibitionandtheavailabilityofinor2

ganiccarbonrestrictphotosynthesisbysurfacebloomsofcyanobacteria[J].Limnol.Oceanogr.,1998,43:408—419

[26]　PortieljeR,LijklemaL.Carbondioxidefluxesacrosstheair2waterin2

terfaceanditsimpactoncarbonavailabilityinaquaticsystems[J].

Limnol.Oceanogr.,1995,40:690—699

等.海洋化学原理和应用2中国近海的海洋化学.北京:海洋出版社.1999,106—111]

[21]　TortellPD.Evolutionaryandecologicalperspectivesoncarbonacqui2

sitioninphytoplankton[J].Limnol.Oceanogr.,2000,45:744—750

[22]　WuT,SongL,LiuY.Characterizationofcarboxysomalcarbonicanhy2

draseincyanobacteriumAnabaenasp.PCC7120[J].ActaHydrobio2

logicaSinica,1999,23(5):409—413[吴天福,宋立荣,刘永定.蓝

[27]　FalkowskiPG,RavenJA.Aquaticphotosynthesis[M].Malden:

BlackwellScience1997,128—162

[28]　SundaWG,HuntsmanSA.Interrelatedinfluenceofiron,lightand

cellsizeonmarinephytoplanktongrowth[J].Nature,1997,390:3—391

藻Anabaenasp.PCC7120羧体碳酸酐酶的鉴定.水生生物学报,1999,23(5):409—413]

[23]　MacIntyreHL,KanaTM,AnningT,etal.Photoacclimationofphoto2

RESPONSEOFPHOTOSYNTHESISOFTHEBLOOM2FORMINGMARINEDIATOM

SKELETONEMACOSTATUMTOCHANGESINpHANDINORGANICNITROGEN

CONCENTRATIONSINSEAWATER

CHENXiong2Wen1,3andGAOKun2Shan2

(11InstituteofHydrobiology,ChineseAcademyofSciences,Wuhan　430072;

21MarineBiologyInstitute,ShantouUniversity,Shantou　515063;31DepartmentofBiology,HubeiNormalUniversity,Huangshi　435002)

Abstract:Thebloom2formingmarinediatomSkeletonemacostatum(Greville)Cleve(strainNo.2042)wasculturedunderdifferentmolm-2s-1(12:12/L:D)anditsextracellularcarbonicanhydrase(CA)levelsofpHandinorganicnitrogen(N)at20℃and210μ

andphotosyntheticO2evolutionwereinvestigatedinordertoseeitsphysiologicalresponsetochangesinpHunderhighN(300

μμmol/L)andlowN(10mol/L)levelsduringS.costatumbloom.TheextracellularCAactivitywasassayedbythepotentiometeri2

calmethod,andthephotosyntheticO2evolutionwasdeterminedbyaClark2typeOxygenElectrode.WhenpHinseawaterrosefrom812to8.7,theextracellularCAactivitywasinducedandphotosyntheticCO2affinity(1/Km)increased,and,atpH8.7,theextra2cellularCAactivityandphotosyntheticCO2affinityatthehighNlevelwere22timesand80%higherthanthoseatthelowNlev2el,respectively.Thechla2specificlight2saturatedphotosyntheticrates(Pam)werenosignificantdifferencesunderdifferentpHandNlevels,butthecell2specificlight2saturatedphotosyntheticrates(Pcm)was100%higheratthehighNlevelthanatthelowNlevel;Bycontrast,thecell2specificdarkrespiratoryrates(RcongthedifferentpHandNlevels,butd)wereinsignificantdifferencesamthechla2specificdarkrespiratoryrates(RcfoldhigheratthelowNlevelthanatthehighNlevel.Theapparentphotosyn2d)werel2

α)werenotsignificantlydifferentforthealgagrownamongthedifferentpHandNlevels.Thecellularchlatheticefficiencies(

contentwasl2foldhigherathigh2N2growncellsthanatlow2N2growncells,butitwasnotaffectedbythepHchanges.Itwascon2cludedthatthealgaincreasedtheactivitiesofextracellularCAandphotosyntheticCO2affinitywiththeriseofpHinseawater(orthedecreaseofCO2inseawater),buttheiractiviteswerehigherathighNlevelthanatlowNlevel,suggestingthat,duringoccu2ranceofthebloom,S.costatumcoulddeveloptheinorganiccarbonconcentrationmechanism(CCM)toelevatetheefficiencyofinorganiccarbonutilization,andtomaintainthephotosyntheticactivityunderlowCO2condition.TherepletedNwasbenefitedtoimprovetheefficiencyofCCMandthenenhancethecapacityofphotosyntheticCO2fixationunderlowCO2(highpH)condition.Keywords:Skeletonemacostatum;Bloom;Extracellularcarbonicanhydrase;PhotosyntheticCO2affinity;Photosynthesis