不同氮磷比及铁浓度对球形棕囊藻二甲基硫和二甲巯基丙酸内盐生产的影响.pdf

第43卷第10期
中国海洋大学学报
2013年10月
PERIODICAL OF OCEAN UNIVERSITY OF CHINA
Oct.2013
不同氮磷比及铁浓度对球形棕囊藻二甲基硫和
二甲巯基丙酸内盐生产的影响
朱蓉,杨桂朋”,于娟,张洪海
(中阳海洋大学化学化T学院,山东青岛266100)
摘要:本文通过实验室培养研究了不同氮磷比(0:1、5:1、,20:1、50:1)以及铁浓度(10、100、1000mnol?L-1)对球形棕
藻二甲基疏(DMS)和二甲巯基丙酸内盐(DMSP)产生的影响。富磷浓度(36.12rmlL')条件下的球形棕囊藻DMS和
DMSP的产量明显高于贫磷浓度条件下(0.3612 pmol .-)的DMS和DMSP的产量,NP比为50:1时球形棕囊澡的DMS
和DMSP产量明显高于其他、V/IP比(0:1、5:1、20:1)的DMS和DMSP产量,但NP比为50:1时单位 Chl-a DMS DMSP
量在4个NP比(0:1、5ミ1、2:1、50:1)中却最低。贫磷培养液的 Dmspd在N/P比为0:1时峰值显著高于其它
比(5:1、20:1、50:1)条件下的 DMSPD,并且N/P比为50:1时DMS的释放量最大。低Fe浓度有助于球形棕囊藻藻液
中 Dmspd I的形成,Fc+浓度为100 nmol . I-时単位Chla的 DMSPP产量最小、而单位Chla的DMS生产能力在Fe3
浓度为100mml?L'时得到加强
关鍵词:二甲基硫(IMS);二甲巯基丙酸内盐(IMSP;球形棕藻;氮磷比;铁
中图法分类号:P734,4
文献标志码:A
文章编号:1672-5174(2013)10067-0
甲基硫(DMS)是海洋中最丰富的挥发性硫化中最为重要的2种。尤其是棕囊藻,其释放DMS的
物,也是参与硫生物地球化学循环的重要物质。潜力极高,因此在发生棕囊藻赤潮时,由棕囊藻释放入
Lovelock等首次检测出海水中的DMS并指出DMS大气的DMS不仅在全球气候变化调节方面有重要作
在海洋挥发性硫化物中占主导地位,DMS占海洋中硫用,而且它的一些氧化产物是酸雨产生的原因之--10.。
释放量的55%~80%,占全球天然硫排放总量的50%
球形棕囊藻( Phaeocystis globosa)隶属定鞭藻纲
以上的。DMS通过海气交换进入大气,在大气中氧化( Prymnesiophyccac定鞭藻目( Prymnesialcs),是我国
形成甲磺酸(CH2-SO2IH)、二氧化硫、硫酸等,不仅与酸南海赤潮新记录种,并且是重要的海洋初级生产者,在
雨、酸雾的形成有关,并进一步形成硫酸盐气溶胶,后盪带和极地的海洋中能形成有害赤潮,死亡分解后产
者是重要的云凝结核(CCN),云擬结核的形成对气候生灰白色泡沫。球形棕襄藻赤潮能产生DMSP和
的调节起重要作用。因此,对DMS在海水中的浓度及DMS,给渔业和海洋环境造成极大危害,严重影响海洋
分布进行分析,是评价其在全球硫循环中所起作用的生态系统的结构与功能。日前国内学者对海洋中
重要基础。
DMS的分布与通量研究较多2?,但对藻类释放DM
DMS主要来源于海洋微, Challenger等?发现SP和IMS的研究较少15,而且对于球形棕囊藻的
海藻细胞中广泛存在二甲基巯基丙酸内盐(DMSP,分研究仅限于温度和盐度对DMS和DMSP的影响7,而
子式(CH)2SCH2COOH),DMSP是DMS的前体物对于营养盐的影响研究尚木见报道。本论文选择球形
质。藻类合成DMSP的量与其DMS的产率直接相棕囊藻进行实验室培养,着重研究不同氮磷比和铁浓
关。影响海水中DMS的生产和消耗的因素很多,如度条件対棕襞藻生产DMS和DMSP的影响,以期探究
盐度、温度、营养盐等,但是这些因素对DMS释放的影藻类释放DMS和DMSP的影响机制
响还没有一致结论?。许多海洋藻类(浮游微藻及大
型藻类)都具有合成与积累DMSP的能力,其中甲藻和
材料与方法
金藻产生DMSP浓度较高。棕囊藻( Phaeocystis)和1.1实验藻种
颗石藻( Emiliania huxleyi)被认为是DMSP高产藻种
球形棕甕藻来源于中国海洋大学海洋污染化学实
x基金顷目:国家肩然科学基金重点项目(41(30858}:教育部“长江学者”奖励计划;山东省“泰山学者”建设工程专顶经费资助
收稿日期:2012-12-10:修订期:20130l-l1
作者简介:朱蓉(1988-),女、矽士。E-mail:zhurong2299126.com
通作者;E- mail: goyang@oue.edu.cr
万方数据
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中国海洋大学学报
QJ3年
验室。培养所用海水为东海海水,经0.45tmn醋酸纤DMSP在pHI>13的强碱条件下接1:1的比例完全降
维膜过滤,装入2000m[L.的三角烧瓶,并在121℃高压解为DMS,故每次取8mL藻液在重力作用下用玻璃
灭菌20min,待冷却后充分摇动以恢复溶解气体含量。纤维滤膜( Whatman GA/F,25mm)滤入体积为42ml
培养液采用改进的f/2配方?,调节pI为8.10ェ的样品瓶中(已加入2ml.10mel?:"'KOH),加入蒸
0.05,置于光照培养箱中静置培养。培养条件为:温度馏水顶空,避光冷藏24h后取出,进行DMS的测定以
0℃,光暗周期为12h:12h,光照强度为45)1x,每间接获得样品中 DMSPD和 DMSPP的浓度。
31摇瓶-一次,以保持漢液中的溶解气体含量?。进行
3,2藻细胞密度、比生长率和叶绿康a浓度的测定
预培养后取等量生长状况良好的处于指数生长期的藻细胞密度的测定用Lugl碘液对藻细胞圖定
种200mI.以1:10的比例接入如下设定的培养基中。染色,然后用光学显微镜( OLYMPUS CX31)进行计
考虑到中国近岸海水的营养盐利用及铁浓度的范用,数,每个样品做3个平行样,取其平均值。
以及赤潮发生的营养盐中氮磷比大小,设置贫磷(磷浓
藻细胞的比生长率按以下公式计算:
度为0.3612gmol?L)和富磷(磔浓度为36.12
gmol?L-)2种条件,调整培养液中的氮浓度(储存式中:N和N。为细胞在T和T时刻的藻密度
液浓度88gmo?L),使N/P比分别为0:1、5:1、叶绿素a(Chla)浓度的测定将过滤2mL.藻液后
20:1、50:1,其中氮浓度使用的是硝酸盐浓度的膜放入装有10mL90%的丙酮的离心管中,在4℃
([N-]),浓度使用的是磷酸盐浓度(PX])设置培避光下抽提24h,然后4000rmin'离心10min,取
养液中Fe浓度梯度分别为10、100和1000mol?I,上清液?测定其荧光值、换算成Cha含量
铁浓度使用的是 FE-EDTA浓度表示。需要说明的足1.4数据分析
设计的N/P比例和Fe+浓度均是外加的,本应该考
采刑test对不同N/P比与不同Fe3'浓度下的各
虑本体海水中的N、P、Fe都有数值,测定其值作为实细胞密度、I)MSIP和IMS含量采用 SPSS软件进行差
际培养液中的营养盐确定值,但是由于实验条件限制异性分析
和本实验主要探究?一个变化趋勢,没有予以精确化
隔天早上9:0取样进行各项实验,每组实验设2个
结果与讨论
平行样。
2.1不同N/P比对球形棕囊藻细胞密度、Chl-a浓度和
1.2仪器和色谱