海洋微藻釋放硫代謝物的過(guò)程研究.pdf

1、海洋中的二甲基硫(DMS)是藻類代謝產(chǎn)物β-二甲基巰基丙酸內(nèi)鹽(DMSP)的裂解產(chǎn)物。DMSP也可在去甲基化作用下產(chǎn)生甲硫醇和丙烯酸鹽(AA)。DMS是海洋中最主要的生源硫化物，全球氣候的變化以及酸雨的形成都受DMS氧化產(chǎn)物的影響。因此研究海洋微藻中釋放DMSP、DMS和丙烯酸有利于衡量海洋生物在海洋硫循環(huán)中的地位和作用。
　　首先本文研究了三種中國(guó)近海具有代表性的微藻在添加不同濃度外源性DMSPd的情況下產(chǎn)生DMS和丙烯酸，并測(cè)

2、定不同生長(zhǎng)階段DMS和丙烯酸的產(chǎn)生速率，進(jìn)一步分析了它們之間的定量關(guān)系及變化規(guī)律，初步闡釋了海洋微藻在整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)，DMSP降解產(chǎn)生DMS和AA的機(jī)制;然后，實(shí)驗(yàn)室無(wú)菌培養(yǎng)6門22種海洋微藻，通過(guò)測(cè)定不同生長(zhǎng)階段單位生物量釋放DMSP、DMS和丙烯酸的含量，進(jìn)而衡量和總結(jié)海洋微藻DMSP、DMS和AA生產(chǎn)能力的差異性對(duì)海洋硫循環(huán)的貢獻(xiàn);最后通過(guò)測(cè)定2種海洋微藻在不同氮磷比條件下的生長(zhǎng)狀況，進(jìn)而為現(xiàn)場(chǎng)海洋浮游植物生產(chǎn)和釋放DMSP、DM

3、S和AA的機(jī)制提供參考數(shù)據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　1.海洋微藻DMSP降解研究
　　(1)三種微藻在生長(zhǎng)周期內(nèi)對(duì)自身藻液產(chǎn)生的DMSP的降解以去甲基化方式為主，且DMSP在指數(shù)生長(zhǎng)期和穩(wěn)定期的降解率較高，在緩慢生長(zhǎng)期和衰亡期的降解率呈現(xiàn)略微下降趨勢(shì)。
　　(2)三種微藻在不同的生長(zhǎng)階段，當(dāng)有DMSPd濃度的加入，DMS和丙烯酸的含量就隨著時(shí)間的增加而增加，且隨著添加外源性DMSPd濃度的增大而增大。
　　(3)三種

4、海洋微藻AA/(DMSP+AA)變化趨勢(shì)在部分生長(zhǎng)階段相似，AA/(DMSP+AA)與藻液中添加DMSPd濃度呈反比，即隨著外源性DMSPd濃度的增加，AA/(DMSP+AA)百分?jǐn)?shù)逐漸減小。三種微藻DMS/AA各有不同，一般在指數(shù)生長(zhǎng)期或穩(wěn)定期，DMS/AA隨著外源性DMSPd濃度的增加出現(xiàn)最大值，而在衰亡期DMS/AA比值相對(duì)較低。三種微藻DMS/(DMSP+AA)比值整體隨著外源性DMSPd濃度的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。

5、>　　2.海洋微藻釋放DMSP、DMS和丙烯酸的研究
　　(1)研究表明，單位細(xì)胞釋放的DMS、DMSP及丙烯酸變化趨勢(shì)在不同的生長(zhǎng)階段有一定的規(guī)律:不同海洋微藻，單位細(xì)胞DMS釋放量最高值一般出現(xiàn)在穩(wěn)定期或衰亡期;單位生物量產(chǎn)生DMSP以及丙烯酸最大值一般出現(xiàn)在指數(shù)生長(zhǎng)期或者穩(wěn)定期，而在衰亡期含量較低。
　　(2)6門22種海洋微藻均能夠產(chǎn)生DMS、DMSP以及AA，但不同微藻單位生物量釋放的DMS、DMSP和丙烯酸還有明

6、顯的株間差異，這可能與藻類生長(zhǎng)環(huán)境以及對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力有關(guān)。
　　(3)22種海洋微藻不同種類微藻中，DMS/AA在整個(gè)生長(zhǎng)周期中變化較為復(fù)雜，在指數(shù)生長(zhǎng)期DMS/AA總體隨著藻密度的增加呈上升的趨勢(shì)。在不同生長(zhǎng)階段AA/(DMSP+AA)變化趨勢(shì)有所不同，但在部分生長(zhǎng)階段變化趨勢(shì)相似。一般而言，該比值在穩(wěn)定期，比值有所下降，而在衰亡期呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。而DMS/(DMSP+AA)生長(zhǎng)周期內(nèi)部分變化趨勢(shì)相似，最大值一般出現(xiàn)在穩(wěn)定期

7、或衰亡期。
　　3.不同氮磷比條件下硫代謝物的產(chǎn)生及碳參數(shù)研究
　　(1)在不同的生長(zhǎng)階段，DMS、DMSP、AA的變化趨勢(shì)具有一定的規(guī)律性，在指數(shù)生長(zhǎng)期，三者的濃度隨著藻密度的增加而增加。不同氮磷比條件下，DMSPp、DMS和丙烯酸的最大值均出現(xiàn)在N∶P為16∶1，而DMSPd的最大值出現(xiàn)在N∶P為40∶1。
　　(2)不同的氮磷比條件下，DMSP降解途徑變化有所不同，球形棕囊藻中，DMS/AA在指數(shù)生長(zhǎng)期呈現(xiàn)增長(zhǎng)的

8、趨勢(shì)，在穩(wěn)定期后期達(dá)到峰值。DMS/AA最大值為N∶P=16∶1; AA/(DMSP+AA)比值在緩慢生長(zhǎng)階段有所下降，之后隨著藻密度的增加而增加，在指數(shù)生長(zhǎng)期后期呈上升趨勢(shì)，穩(wěn)定期達(dá)到峰值，在穩(wěn)定期后期，比值迅速下降，N∶P比為，16∶1和40∶1時(shí)，DMSP降解百分?jǐn)?shù)較高;DMS/(DMSP+AA)隨著藻密度的增加而增加，在穩(wěn)定期達(dá)到最大值，DMS/(DMSP+AA)最大值出現(xiàn)在N∶P為16∶1。
　　(3)球形棕囊藻對(duì)海水中

9、二氧化碳系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的影響。在培養(yǎng)過(guò)程中體系pH、DIC、pCO2均隨著薇藻的生長(zhǎng)和消亡產(chǎn)生明顯的有規(guī)律的變化。球形棕囊藻中pH呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，DIC則先降低后升高，pCO2與DIC呈現(xiàn)出相似的規(guī)律。當(dāng)N∶P為16∶1時(shí)，球形宗囊藻的pH最大，此時(shí)，DIC和pCO2卻最小。
　　(4)以N∶P為4∶1為例探討DMSP、DMS、AA與pCO2的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，DMSPp，DMSPd與pCO2并沒(méi)有相關(guān)性，而DMS，AA與pCO2呈