氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)東海典型浮游植物生長(zhǎng)及硝酸還原酶活性的影響.pdf

1、本文選擇我國(guó)東海幾種典型浮游植物，分屬于硅藻門和甲藻門，采用實(shí)驗(yàn)室一次性培養(yǎng)，對(duì)藻細(xì)胞硝酸還原酶活性(NRA)的離體法測(cè)定條件進(jìn)行了優(yōu)化。并以此實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)幾種浮游植物在不同氮磷濃度梯度及氮磷比的環(huán)境中，藻的生長(zhǎng)及藻細(xì)胞NRA的變化情況進(jìn)行了研究。其中，氮磷濃度梯度的設(shè)定是參考實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)較為常用的f/2營(yíng)養(yǎng)液配方及東海赤潮高發(fā)區(qū)的實(shí)測(cè)營(yíng)養(yǎng)鹽濃度來(lái)設(shè)定的(Si、維生素及微量元素的濃度同f/2，固定N/P，只改變氮磷的濃度)；氮磷比結(jié)

2、構(gòu)實(shí)驗(yàn)是固定PO4-P=7.2μmol L-1或NO3-N=176μmol L-1，將N/P分別設(shè)定為0、8、16、32、64。本文研究初步得出以下主要結(jié)論： 1.離體法測(cè)定條件的優(yōu)化： (1)在本文實(shí)驗(yàn)條件下，錐狀斯氏藻、塔瑪亞歷山大藻、東海原甲藻、尖刺擬菱形藻、中肋骨條藻及旋鏈角毛藻的NRA存在著種屬差異，在酶促反應(yīng)速度恒定時(shí)間、Km-NO3,、Km-NADH及FAD的響應(yīng)等方面都有所不同。 (2)根據(jù)

3、各因素對(duì)NRA測(cè)定值的影響結(jié)果，最終確立了提取液研磨時(shí)間為5min，底物KNO3濃度為10 mmol/L,NADH濃度為0.30 mmol/L的通用NRA實(shí)驗(yàn)室離體法測(cè)定條件。除錐狀斯氏藻外，其余實(shí)驗(yàn)所選藻種的酶促反應(yīng)時(shí)間可定為30min。 2.不同營(yíng)養(yǎng)鹽濃度下，浮游植物的生長(zhǎng)趨勢(shì)、硝酸還原酶活性的變化以及二者之間的關(guān)系 (1)實(shí)驗(yàn)所選藻種，在接種第二天便迅速進(jìn)入了指數(shù)生長(zhǎng)期，這表明其對(duì)氮磷濃度的變化具有一定的適應(yīng)能

4、力，在環(huán)境適宜時(shí)，能迅速占據(jù)數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，甚至誘發(fā)有害水華或赤潮。 (2)不同N/P的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在固定NO3-N濃度為176μmol·L-1時(shí)，除未添加磷酸鹽的培養(yǎng)組外，其余各組藻的最大生長(zhǎng)速率及終止生物量有很大差異；而固定PO4-P濃度為7.2μmol·L-1時(shí)，除未添加硝酸鹽的培養(yǎng)組外，二者差異相對(duì)較小。因此，東海原甲藻和中肋骨條藻的生長(zhǎng)更易受到磷酸鹽濃度的影響。 (3)各培養(yǎng)組藻細(xì)胞NRA變化趨勢(shì)相似，即接種后

5、受硝酸鹽誘導(dǎo)持續(xù)增大，并在指數(shù)生長(zhǎng)期內(nèi)出現(xiàn)最高值，之后逐漸下降并停留在一個(gè)較低的水平。但是同種藻在不同營(yíng)養(yǎng)鹽濃度下的酶活力值不同，一般隨著營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的增大，NRAmax也有逐漸增大的趨勢(shì)，而且對(duì)于東海原甲藻，藻細(xì)胞NRA在濃度梯度實(shí)驗(yàn)和不同N/P的實(shí)驗(yàn)中均出現(xiàn)了閾值：相同營(yíng)養(yǎng)鹽條件下，不同藻種之間的酶活性也存在差異，塔瑪亞歷山大藻>中肋骨條藻～尖刺擬菱形藻>東海原甲藻。 (4)硝酸還原酶活性與藻的生長(zhǎng)之間存在相關(guān)性，表現(xiàn)為在一

6、定的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度范圍內(nèi)，NRAmax與μmax隨營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的變化趨勢(shì)一致，但不同藻種有所差異。氮磷濃度梯度實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)于東海原甲藻和塔瑪亞歷山大藻，當(dāng)固定N/P=24，17.6≤

7、養(yǎng)鹽濃度的變化趨勢(shì)也不完全一致。不同N/P的實(shí)驗(yàn)也有類似結(jié)果。因此，硝酸還原酶活性與藻生長(zhǎng)并不是完全一致的。 (5)最大藻密度出現(xiàn)時(shí)間明顯滯后于NRAmax(的出現(xiàn)時(shí)間，表明藻的生長(zhǎng)與硝酸鹽的同化相比具有滯后效應(yīng)綜上所述，本文采用優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)室NRA離體法，全面、深入的研究了東海原甲藻等浮游植物對(duì)氮磷濃度、氮磷比值的需求特性及生長(zhǎng)生理響應(yīng)，從酶動(dòng)力學(xué)的角度分析了東海典型浮游植物種群增長(zhǎng)特征，對(duì)進(jìn)一步闡明東海典型赤潮發(fā)生過(guò)程及受控