典型赤潮微藻对不同氮源的响应机制研究

发布时间：2020-06-23 13:13

【摘要】：本研究分别以球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)为研究对象,通过室内培养的方法,考察了处于氮饥饿状态的两种典型赤潮藻对不同形态氮源(NaNO3、NH4Cl和尿素)的吸收利用和生理生态响应情况。球形棕囊藻和米氏凯伦藻对不同氮源(NaNO3、NH4Cl和尿素)的吸收利用及生长结果表明,两种微藻均能分别利用三种氮源维系生长。在氮源初始浓度相同条件下,以尿素(urea)为氮源时球形棕囊藻的藻密度以及叶绿素a浓度显著高于以NH4Cl或NaNC3为氮源时藻密度以及叶绿素a浓度(P0.01),表明尿素是更适合球形棕囊藻生长的氮源。分析不同氮源条件米凯伦藻的生长情况显示,各实验组的生长曲线间无显著性差异(P0.05),说明米氏凯伦藻在三种氮源下的生长无明显差异。藻细胞对氮源的吸收结果显示,处于氮饥饿状态的两种微藻对各氮源的吸收速率在初始阶段最高,吸收速率随培养液内氮浓度降低而降低,吸收速率与培养液内氮源浓度呈正相关关系,表明经过饥饿处理后的藻细胞对氮的吸收速率受其生长环境中氮源浓度调控;此外,培养于不同氮源中的两种微藻在初始阶段的比生长率均较低,这可能是由于在实验初始阶段藻细胞处于氮饥饿状态,添加氮源后藻细胞将吸收的大部分氮源用于填补细胞内氮库的亏空,因此在初始阶段两种微藻的氮吸收速率较高而比生长率较低。两种微藻对不同氮源生理生态响应结果显示,球形棕囊藻与米氏凯伦藻实验组单位藻细胞内可溶性蛋白的含量与培养液中氮源浓度呈极显著的负相关关系(P0.01),藻细胞内可溶性蛋白含量在实验初始阶段呈升高趋势,待培养液内氮源几近耗尽后其含量开始降低,说明藻细胞吸收的氮源一部分被同化为蛋白质储存在细胞内,待外界氮源耗尽后可利用其维持细胞生长。球形棕囊藻的硝酸盐还原酶和脲酶活性受氮源形态调控,分别在硝酸盐和尿素作为氮源时表达出最大活性,而且球形棕囊藻细胞的脲酶活性显著高于硝酸盐还原酶活性(P0.01),这可能是球形棕囊藻在以尿素为氮源条件下达到更高藻密度的主要原因。米氏凯伦藻的脲酶在以尿素为氮源时表达出最大活性,且浓度高的尿素添加组的藻细胞脲酶活性比低浓度组更强;进一步分析发现该藻藻细胞的谷氨酰胺合成酶(GS)活性与各组培养液内氮源的浓度呈极显著正相关关系(P0.01),GS活性随着培养液内氮源浓度的降低而降低,且各组单位藻细胞内的GS活性大小相近,此结果说明米氏凯伦藻将硝酸盐和尿素转化为铵盐的速率相近,这可能是米氏凯伦藻在三种不同氮源条件下生长情况无显著差异的主要原因。本文的研究结果显示,处于氮饥饿状态的球形棕囊藻可更好的吸收利用尿素维持其生长繁殖,而处于氮饥饿状态的米氏凯伦藻在三种氮源条件下藻密度无明显差异,这主要是与两种微藻藻细胞内氮同化吸收相关酶的酶活性,以及藻细胞对不同形态氮源的利用方式存在差异相关。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X55
【图文】：

典型赤潮藻对不同氮源的响应机制研究在高等植物体内发现两种类型的谷氨酰胺合成酶，分别为以 GAGOT（NADH-GOGAT），以及以Fd为还原剂的GAGOT（Fd的催化反应如下：α-戊二酸 + L-谷氨酸 + NADH2NADH-GOGAT2 L-谷氨酸 + NAD-戊二酸 + L-谷氨酸 + Fd（还原型）Fd-GOGAT2 L-谷氨酸 +Fd（氧化型

【参考文献】

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本文编号：2727382