ABSTRACT Understanding the physiological responses of kelp to environmental parameters is essential for the conservation of natural kelp beds and increased cultivation yield. We investigated the effects of photosynthetically active radiation (PAR) and temperature on photosynthesis of a subarctic edible brown alga, Saccharina sculpera (Laminariales), using pulse amplitude modulation (PAM)–chlorophyll fluorometry and optical dissolved oxygen sensors. Photosynthesis–PAR experiments at 8 °C, 15 °C, and 22 °C revealed the highest net photosynthetic rates at 22 °C. Values for compensation (Ec) and saturation (Ek) indicated a high affinity for a light environment that reflected the natural vertical habitat of this alga. The photosynthetic response of S. sculpera to temperature indicated that the optimum temperature for oxygenic photosynthesis ( ) was 22.9 °C, which was consistent with the highest seawater temperature in Japanese distribution range for this subarctic species. The alga survived for 168 h at 24 °C in darkness. Continuous 6 h exposure to PAR of 100 µmol (low) and 1000 µmol (high) photons m–2 s–1 at 8 °C, 15 °C, and 22 °C induced chronic photoinhibition in the alga, with greater declines in effective quantum yields of photosystem II (ΦPSII). Failure to recover Fv/Fm after dark acclimation at low and high PAR was observed, except for low PAR at 8 °C. The physiological performance of S. sculpera indicates an affinity for a low light environment. We expect that our results will lead to an improvement in aquaculture techniques through the regulation of cultivation depth.

中文翻译：

---

光和温度对来自日本的栽培褐藻 Saccharina sculpera (Laminariales) 光合作用的影响

摘要了解海带对环境参数的生理反应对于保护天然海带床和提高养殖产量至关重要。我们使用脉冲幅度调制 (PAM)-叶绿素荧光计和光学溶解氧传感器研究了光合有效辐射 (PAR) 和温度对亚北极食用褐藻 Saccharina sculpera (Laminariales) 光合作用的影响。8 °C、15 °C 和 22 °C 下的光合作用-PAR 实验显示，22 °C 时的净光合速率最高。补偿值 (Ec) 和饱和度 (Ek) 表明对反映这种藻类自然垂直栖息地的光环境有很高的亲和力。S. sculpera 对温度的光合响应表明，有氧光合作用的最适温度 ( ) 为 22。9 °C，这与该亚北极物种在日本分布范围内的最高海水温度一致。藻类在 24°C 的黑暗中存活了 168 小时。在 8 °C、15 °C 和 22 °C 下，连续 6 小时暴露于 100 µmol（低）和 1000 µmol（高）光子 m–2 s–1 的 PAR 会诱导藻类中的慢性光抑制，其有效光抑制作用更大光系统 II (ΦPSII) 的量子产率。观察到在低和高 PAR 下暗驯化后 Fv/Fm 无法恢复，除了 8°C 时的低 PAR。S. sculpera 的生理表现表明其对低光环境的亲和力。我们预计，我们的研究结果将通过调节养殖深度来改进水产养殖技术。这与该亚北极物种在日本分布范围内的最高海水温度一致。藻类在 24°C 的黑暗中存活了 168 小时。在 8 °C、15 °C 和 22 °C 下连续 6 小时暴露于 100 µmol（低）和 1000 µmol（高）光子 m–2 s–1 的 PAR 会诱导藻类中的慢性光抑制，并且有效光子的下降幅度更大光系统 II (ΦPSII) 的量子产率。观察到在低和高 PAR 下暗驯化后 Fv/Fm 无法恢复，除了 8°C 时的低 PAR。S. sculpera 的生理表现表明其对低光环境的亲和力。我们预计，我们的研究结果将通过调节养殖深度来改进水产养殖技术。这与该亚北极物种在日本分布范围内的最高海水温度一致。藻类在 24°C 的黑暗中存活了 168 小时。在 8 °C、15 °C 和 22 °C 下，连续 6 小时暴露于 100 µmol（低）和 1000 µmol（高）光子 m–2 s–1 的 PAR 会诱导藻类中的慢性光抑制，其有效光抑制作用更大光系统 II (ΦPSII) 的量子产率。观察到在低和高 PAR 下暗驯化后 Fv/Fm 无法恢复，除了 8°C 时的低 PAR。S. sculpera 的生理表现表明其对低光环境的亲和力。我们预计，我们的研究结果将通过调节养殖深度来改进水产养殖技术。在 8 °C、15 °C 和 22 °C 下，连续 6 小时暴露于 100 µmol（低）和 1000 µmol（高）光子 m–2 s–1 的 PAR 会诱导藻类中的慢性光抑制，其有效光抑制作用更大光系统 II (ΦPSII) 的量子产率。观察到在低和高 PAR 下暗驯化后 Fv/Fm 无法恢复，除了 8°C 时的低 PAR。S. sculpera 的生理表现表明其对低光环境的亲和力。我们预计，我们的研究结果将通过调节养殖深度来改进水产养殖技术。在 8 °C、15 °C 和 22 °C 下，连续 6 小时暴露于 100 µmol（低）和 1000 µmol（高）光子 m–2 s–1 的 PAR 会诱导藻类中的慢性光抑制，其有效光抑制作用更大光系统 II (ΦPSII) 的量子产率。观察到在低和高 PAR 下暗驯化后 Fv/Fm 无法恢复，除了 8°C 时的低 PAR。S. sculpera 的生理表现表明其对低光环境的亲和力。我们预计，我们的研究结果将通过调节养殖深度来改进水产养殖技术。S. sculpera 的生理表现表明其对低光环境的亲和力。我们预计，我们的研究结果将通过调节养殖深度来改进水产养殖技术。S. sculpera 的生理表现表明其对低光环境的亲和力。我们预计，我们的研究结果将通过调节养殖深度来改进水产养殖技术。