昼夜节律是蓝藻在不同环境条件下连续生长的关键光生物学信号(Cohen and Golden 2015)。在不同的环境暴露下，昼夜节律的内源性特性可能改变蓝藻产物的最佳生长和生产。太阳辐射由紫外线b (UV-B)组成;280-315 nm)，紫外- a (UV-A;315-400 nm)和光合有效辐射(PAR;400-700 nm)是蓝藻生存的基本光能来源。辅助光收集天线复合体，藻胆蛋白(PBPs)被很好地描述为间歇性太阳光谱昼夜周期的主要受体(Kannaujiya和Sinha 2017)。超级食物蓝藻的昼夜节律诱导反应螺旋藻platensis研究了UV-B、UV-A和PAR在24 h内的光(L)暗(D)循环。PBPs有效吸收> 99%的太阳总辐射(Lao and Glazer 1996)。PAR和PAR+UV-A (PA)的中期昼夜暴露[12h/12h L/D]显示叶绿素、蛋白质和藻蓝蛋白(PC)的数量显著增加，而PAR+UV-A+UV-B (PAB)辐射暴露的变化不显著(图1)。

然而，在中期昼夜周期后，进一步暴露会影响叶绿素和蛋白质。类胡萝卜素含量在暴露于PAB 24h后增加，在D期略有下降。紫外线辐射引起的蓝藻光合效率下降已经得到了很好的描述(Sinha等人，2003;Rajneesh et al. 2018)。此外，PC的数量在昼夜暴露中受到很大影响。PA和PAB辐照后L期PC下降，差异有统计学意义(P<0.05)。而PC在D期24 h后恢复到相同数量。与PAR和PA辐射相比，PAB辐射的回收率更显著。PAR暴露L期PC荧光变化不大，D期恢复100%以上，差异无统计学意义(P>0.05)。在PAR的节律性照射下，PC的波长移动变化不大，而PA与PAB的组合在L相中蓝色波长移动最大，在D相中有明显的恢复。PAB在L期诱导的自由基多倍增加，在D期恢复到对照水平。抗氧化酶(CAT、POD、SOD和APX)在24 h昼夜节律内减轻了氧化引起的损伤。本研究发现，D期在诱导修复机制和抑制L期产生的ROS方面更为突出。PC在包括制药、生物医学和生物技术在内的生物科学各个领域的应用得到了广泛的认可(Sekar and Chandramohan 2008;Rastogi et al. 2015; Sonani et al. 2015; Kannaujiya et al. 2018). Overall, the novel approach of L/D ratio of circadian rhythm could be utilized for optimization and enhanced production of PC as well as various photosynthetic and non-photosynthetic metabolites from cyanobacteria.

迪帕克·库马尔¹维诺德·k·坎瑙吉雅²,理查德¹Jainendra Pathak¹Rajeshwar P. Sinha^1
1巴那拉斯印度大学科学研究所植物高级研究中心，光生物学与分子微生物学实验室，印度瓦拉纳西221005
²印度巴那拉斯印度教大学植物学部，印度瓦拉纳西221005

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