氮磷营养盐对东海典型浮游植物生长及硝酸还原酶活性的影响
本文选择我国东海几种典型浮游植物，分属于硅藻门和甲藻门，采用实验室一次性培养，对藻细胞硝酸还原酶活性(NRA)的离体法测定条件进行了优化。并以此实验结果为基础，对几种浮游植物在不同氮磷浓度梯度及氮磷比的环境中，藻的生长及藻细胞NRA的变化情况进行了研究。其中，氮磷浓度梯度的设定是参考实验室培养较为常用的f/2营养液配方及东海赤潮高发区的实测营养盐浓度来设定的(Si、维生素及微量元素的浓度同f/2，固定N/P，只改变氮磷的浓度)；氮磷比结构实验是固定PO4-P=7.2μmol L-1或NO3-N=176μmol L-1，将N/P分别设定为0、8、16、32、64。本文研究初步得出以下主要结论：
1.离体法测定条件的优化：
(1)在本文实验条件下，锥状斯氏藻、塔玛亚历山大藻、东海原甲藻、尖刺拟菱形藻、中肋骨条藻及旋链角毛藻的NRA存在着种属差异，在酶促反应速度恒定时间、Km-NO3,、Km-NADH及FAD的响应等方面都有所不同。
(2)根据各因素对NRA测定值的影响结果，最终确立了提取液研磨时间为5min，底物KNO3浓度为10 mmol/L,NADH浓度为0.30 mmol/L的通用NRA实验室离体法测定条件。除锥状斯氏藻外，其余实验所选藻种的酶促反应时间可定为30min。
2.不同营养盐浓度下，浮游植物的生长趋势、硝酸还原酶活性的变化以及二者之间的关系
(1)实验所选藻种，在接种第二天便迅速进入了指数生长期，这表明其对氮磷浓度的变化具有一定的适应能力，在环境适宜时，能迅速占据数量优势，甚至诱发有害水华或赤潮。
(2)不同N/P的实验结果表明，在固定NO3-N浓度为176μmol·L-1时，除未添加磷酸盐的培养组外，其余各组藻的最大生长速率及终止生物量有很大差异；而固定PO4-P浓度为7.2μmol·L-1时，除未添加硝酸盐的培养组外，二者差异相对较小。因此，东海原甲藻和中肋骨条藻的生长更易受到磷酸盐浓度的影响。
(3)各培养组藻细胞NRA变化趋势相似，即接种后受硝酸盐诱导持续增大，并在指数生长期内出现最高值，之后逐渐下降并停留在一个较低的水平。但是同种藻在不同营养盐浓度下的酶活力值不同，一般随着营养盐浓度的增大，NRAmax也有逐渐增大的趋势，而且对于东海原甲藻，藻细胞NRA在浓度梯度实验和不同N/P的实验中均出现了阈值：相同营养盐条件下，不同藻种之间的酶活性也存在差异，塔玛亚历山大藻>中肋骨条藻～尖刺拟菱形藻>东海原甲藻。
(4)硝酸还原酶活性与藻的生长之间存在相关性，表现为在一定的营养盐浓度范围内，NRAmax与μmax随营养盐浓度的变化趋势一致，但不同藻种有所差异。氮磷浓度梯度实验表明：对于东海原甲藻和塔玛亚历山大藻，当固定N/P=24，17.6≤<NO3-N≤880 μmol·L-1时，二者变化趋势一致；对于中肋骨条藻，当固定N/P=24，17.6≤NO3-N≤176μmol·L-1时，二者变化趋势一致，继续增大营养浓度，NRAmax继续增大，而μmax却迅速下降；尖刺拟菱性藻的NRAmax与μmax随营养盐浓度的变化趋势也不完全一致。不同N/P的实验也有类似结果。因此，硝酸还原酶活性与藻生长并不是完全一致的。
(5)最大藻密度出现时间明显滞后于NRAmax(的出现时间，表明藻的生长与硝酸盐的同化相比具有滞后效应综上所述，本文采用优化的实验室NRA离体法，全面、深入的研究了东海原甲藻等浮游植物对氮磷浓度、氮磷比值的需求特性及生长生理响应，从酶动力学的角度分析了东海典型浮游植物种群增长特征，对进一步阐明东海典型赤潮发生过程及受控原因提供了科学依据。
氮磷营养盐;东海;浮游植物;硝酸还原酶活性
中国海洋大学
硕士
分析化学
王修林
2008
中文
X172;Q948.8
69
2008-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）