浮游植物胞外磷酸酶在富营养化湖泊磷循环过程中的作用
发布时间：2020-05-05 03:13
【摘要】：浮游植物的过量生长(水华)是湖泊富营养化的重要特征,而磷通常为浮游植物生长的限制性营养元素,湖泊中浮游植物可利用的正磷酸盐含量往往难以满足其生长繁殖之需,由此引出下述极富生态学意义的问题:1、催化溶解有机磷水解产生正磷酸盐的胞外磷酸酶在富营养化湖泊的磷循环过程中是否具有重要作用?2、湖泊胞外磷酸酶主要由哪些浮游生物产生?3、浮游植物是否均能产生胞外磷酸酶?4、浮游植物对溶解态磷酸酶是否亦有贡献?5、水柱中浮游植物的生长与内源磷负荷是否有关?6、疏浚对水柱中磷的生物可利用性与浮游植物的生长具有什么影响?利用ELF(Enzyme Labelled Fluoresce)荧光标记方法能确定磷酸酶在细胞膜外的发生部位,从而辨识产生胞外磷酸酶的浮游生物。本文以上述问题为主线,以ELF 与经典技术的结合为主要实验方法,着重探讨了2001年11 月至2004 年5 月间长江中下游不同营养类型的16 个湖泊与2 个鱼塘中浮游植物胞外磷酸酶的来源、分布、特征及其在磷循环过程中的作用。结果表明,胞外磷酸酶在上述水体中均有发生,且能对已知的磷酸酶抑制剂(硫酸铜、硫酸锌、EDTA-2Na 和钨酸钠等)和表面活性剂(CTAB 和Triton X-100 等)产生不同的应答,这不仅佐证了胞外磷酸酶的发生,而且显示了其来源的多样性。2004年春季,汉阳7 个湖泊大颗粒(3.0μm)所表现的碱性磷酸酶活性与溶解反应性磷(SRP)浓度大体负相关,这暗示酶与生物可利用性磷之间的联系。因此,在富营养化湖泊中,作为磷营养的重要补偿机制,胞外磷酸酶的作用仍异常活跃;荧光标记实验证实,异养鞭毛虫与浮游植物均为大颗粒磷酸酶活性的重要贡献者。因此,除浮游植物之外,浮游动物亦能大量产生附着于细胞膜外(而非溶解态)的磷酸酶;东湖甲藻、硅藻、绿藻门的33 种藻类能产生被ELF 标记的胞外磷酸酶,而蓝藻门的种类则未见标记。标记形式亦具种类特异性,或呈点状,或呈线状,或均匀遍布细胞膜,或散列其局部。弓形藻(Schroederia sp.)在SRP浓度较高的龙阳湖未见荧光标记,而在SRP 浓度较低的墨水湖却被标记。东湖甲藻(Peridiniopsis sp.)水华期间,SRP 浓度较低时,荧光标记的细胞较多(约25%),随着SRP 浓度的升高,其标记百分率逐渐降低(约5%)。因此,浮游植物
【图文】：
°36′13″E, 31°31′55″N )、C4 (117°45′01″E, 31°35′30″N ) ; L 1(116°03′39″E, 29°56′14″N )、L 2(116°07′2 ″E, 29°56′12 ″N )、L3 (116°12′19″E, 29°57′23″N ) （图3－1）。其它试验湖泊均位于湖北省境内（图 3－2），包括月湖、鲁湖、南北咀（梁子湖）、后官湖、保安湖和牛山湖等。各湖水样采集于 2002 年 10 或 11 月，检测指标同上。2002 年 3 月－8 月，，我们还在武汉野芷湖湖旁的两个鱼塘(A 塘和 B 塘)中进行了 2 次/周相对密集的采样，检测指标同上。3.2.2 测定依据Gage 和Gorham (1985) 和 Boon (1989)的方法测定水体APA，5ml水样中加入Tris-HCl缓冲液(pH = 8.5, 最终浓度13 mmol L 1), Na3N (最终浓度 5 mmolL 1)和底物对－硝基苯磷酸二钠盐(pNPP, 最终浓度0.3 mmol L 1), 加样试管置恒温箱保温4小时后，于410纳米处循分光光度法测定吸光值。测定未过滤水表现的总体APA（APA）、通过3.0 μm孔径的滤液表现的APA（APA<3.0）和通过0.45 μm孔径的滤液表现的APA（APA<0.45）。按下述公式APA>3.0=APA－APA<3.0, APA0.45 3.0= APA<3.0 APA<0.45计算大颗粒（藻类）表现的APA>3.0和细菌大小的颗粒表现的APA0.45 3.0，APA<0.45为溶解态APA (Chróst 等, 1984)。APA 应答不同胁迫因素的反应条件相同（pH8.5、37℃）
4.2 材料与方法4.2.1 采样点和样品采集采样点设在东湖富营养化较严重的I站附近（图4－1），2004年3月18日采样一次后，从3月31至24日，每隔3－4天采样一次。采集表层水(0 1 米)的混合水样2L，在半小时内带到实验室进行分析检测。水样分为两份，一份（1L）作化学和酶学分析，另一份（1L）加Lugol’s液固定，沉降一周后浓缩至30ml，用作定性分析。为更好地鉴定浮游植物种类
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（水生生物研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X524
本文编号：2649445
【图文】：
°36′13″E, 31°31′55″N )、C4 (117°45′01″E, 31°35′30″N ) ; L 1(116°03′39″E, 29°56′14″N )、L 2(116°07′2 ″E, 29°56′12 ″N )、L3 (116°12′19″E, 29°57′23″N ) （图3－1）。其它试验湖泊均位于湖北省境内（图 3－2），包括月湖、鲁湖、南北咀（梁子湖）、后官湖、保安湖和牛山湖等。各湖水样采集于 2002 年 10 或 11 月，检测指标同上。2002 年 3 月－8 月，，我们还在武汉野芷湖湖旁的两个鱼塘(A 塘和 B 塘)中进行了 2 次/周相对密集的采样，检测指标同上。3.2.2 测定依据Gage 和Gorham (1985) 和 Boon (1989)的方法测定水体APA，5ml水样中加入Tris-HCl缓冲液(pH = 8.5, 最终浓度13 mmol L 1), Na3N (最终浓度 5 mmolL 1)和底物对－硝基苯磷酸二钠盐(pNPP, 最终浓度0.3 mmol L 1), 加样试管置恒温箱保温4小时后，于410纳米处循分光光度法测定吸光值。测定未过滤水表现的总体APA（APA）、通过3.0 μm孔径的滤液表现的APA（APA<3.0）和通过0.45 μm孔径的滤液表现的APA（APA<0.45）。按下述公式APA>3.0=APA－APA<3.0, APA0.45 3.0= APA<3.0 APA<0.45计算大颗粒（藻类）表现的APA>3.0和细菌大小的颗粒表现的APA0.45 3.0，APA<0.45为溶解态APA (Chróst 等, 1984)。APA 应答不同胁迫因素的反应条件相同（pH8.5、37℃）
4.2 材料与方法4.2.1 采样点和样品采集采样点设在东湖富营养化较严重的I站附近（图4－1），2004年3月18日采样一次后，从3月31至24日，每隔3－4天采样一次。采集表层水(0 1 米)的混合水样2L，在半小时内带到实验室进行分析检测。水样分为两份，一份（1L）作化学和酶学分析，另一份（1L）加Lugol’s液固定，沉降一周后浓缩至30ml，用作定性分析。为更好地鉴定浮游植物种类
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（水生生物研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X524
【引证文献】
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