海洋浮游植物对胶体有机磷的利用及其机制

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磷是近岸海域浮游植物生长的限制因子,而作为溶解态磷的重要形态,胶体磷的生物可利用及其生态效应研究还很少。本文采用批次培养手段,研究链状亚历山大藻(Alexandrium catenella,甲藻),中肋骨条藻(Skeletonema costatum,硅藻)和纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis,硅藻)对天然分离浓缩的胶体磷的利用特性及其机制问题,取得如下主要结果:  1.通过不同分子量的标准物质对商品超滤膜包的孔径进行重新校准,核定了膜包实际孔径为10 kDa,约为厂家标注的1 kDa的10倍,因此,本研究的胶体磷粒径为10 kDa-0.45μm。利用酶解法对天然胶体磷生化组成进行表征,表明来自台湾海峡和厦门港的胶体磷组成相近,磷酸单脂类占28%-32%,磷酸二脂类占20%-21%,而不能被酶解的部分占48%-52%。  2.链状亚历山大藻、中肋骨条藻和纤细角毛藻均可以部分利用台湾海峡分离的胶体磷(10 kDa-0.45μm)作为磷源支持生长,但利用能力存在种间差异,三种浮游植物利用胶体磷比例分别57.7%,36.4%和51.4%;生长效应系数(最大细胞数之比值,胶体磷组/对照组)亦存在较大差异,分别为0.19,0.49和0.35。对不同粒径范围的胶体磷利用结果表明,纤细角毛藻对10 kDa-0.22μm粒级胶体磷利用能力较低(仅45.7%),但生长效应系数较高(达0.49)。对不同来源胶体磷利用的结果表明,链状亚历山大藻对厦门港和台湾海峡胶体磷利用能力相近,生长效应系数亦相近。  3.以胶体磷作为磷源培养体系中,三种浮游植物随着磷胁迫的加剧,碱性磷酸酶活力(APA)均出现不同程度的上升,链状亚历山大藻APA上升最快,纤细角毛藻APA相对上升最少。结合酶解的结果表明,三种浮游植物对胶体磷的利用均通过诱导碱性磷酸酶,可通过碱性磷酸酶水解胶体磷中磷酸单脂与部分磷酸二脂,或存在其他途径(如诱导磷酸二酯酶)利用胶体磷中磷酸单酯与二酯。  4.浮游植物与细菌存在竞争利用胶体磷现象,但不同培养体系(种类)存在显著差异。在亚历山大藻培养体系中,细菌态APA在培养初期占绝对优势,且胶体组的细菌丰度显著高于无机磷组;而在骨条藻与角毛藻培养体系中,浮游植物态APA明显高于细菌态APA,且胶体磷组细菌丰度显著低于无机磷组。该结果表明,亚历山大藻培养体系中,细菌对胶体磷的利用大于骨条藻与角毛藻培养体系,造成了链状亚历山大藻体系高利用率、低生长效应系数。
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