中國近海常見浮游藻色素生物標志物研究和應用.pdf

1、以色素生物標志物為基礎(chǔ)的浮游藻化學分類方法快速、準確,能夠?qū)崿F(xiàn)大批量樣品的測定,特別在微微型浮游藻種類鑒定和數(shù)量分析方面具有明顯的優(yōu)勢。用化學分類方法研究浮游藻類的群落組成和豐度,主要依據(jù)各種浮游藻特征色素生物標志物的不同,因此發(fā)展和完善化學分類方法需要建立在對浮游藻色素生物標志物更深入研究的基礎(chǔ)上。本研究對中國近海常見的37種浮游藻的色素生物標志物進行了分析,研究了光照強度和不同生長過程對色素含量和特征色素比值的影響,并運用改進后的化

2、學分類方法研究了東海浮游藻群落組成和豐度的時空變化,主要得到以下研究結(jié)果:
　　 (1)測定了中國近海常見的18種硅藻、15種甲藻、3種針胞藻和1種定鞭藻的光合色素。根據(jù)色素定量結(jié)果和細胞計數(shù)結(jié)果,計算了各藻種主要特征色素與葉綠素α的比值、色素指標及單位細胞色素含量,根據(jù)文獻提供的計算方法計算了部分浮游藻的體積,并以此為基礎(chǔ)計算了其主要特征色素細胞密度。
　　 (2)在海洋原甲藻、反曲原甲藻、具刺膝溝藻中檢出葉綠素c1。

3、Jeffrey等根據(jù)藻類特征色素,將甲藻綱劃分為5個色素模式,海洋原甲藻、反曲原甲藻和具刺膝溝藻的色素特征最接近“甲藻類型1”,其最重要的特征色素是多甲藻黃素(其它任何浮游藻中都沒有),其它代表性色素是硅甲藻黃素和葉綠素c2,但沒有葉綠素c1;雖然“甲藻類型3”中也有硅甲藻黃素、葉綠素c2和葉綠素c1,但是沒有多甲藻黃素,而是另一種特征色素——巖藻黃素。因此建議,檢出了葉綠素c1的海洋原甲藻、反曲原甲藻和具刺膝溝藻應當獨立成為“甲藻類型

4、6”,其與“甲藻類型1”的色素模式接近,但是多出了葉綠素c1。
　　 (3)多甲藻黃素是甲藻的特征色素,本研究中獲得的中國近海常見甲藻的多甲藻黃素與葉綠素α的比值顯著高于文獻值,其原因需要進一步的研究。單位細胞色素含量特別是單位細胞非特征色素含量在不同浮游藻之間差別較大,即使是在同一綱內(nèi)其差別也可以達到一到兩個數(shù)量級。
　　 (4)研究了不同光照條件(40、70和150μmol photons m-2s-1)下東海原甲藻

5、、圓海鏈藻和球形棕囊藻色素生物標志物在生長過程中的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)三種浮游藻總體上都是通過降低自身的單位細胞葉綠素α含量來適應光照強度的增加,其中東海原甲藻和圓海鏈藻的單位細胞葉綠素α含量隨培養(yǎng)時間的增加而增加,球形棕囊藻的單位細胞葉綠素α含量卻隨培養(yǎng)時間的增加而降低。大部分色素與葉綠素α的比值以及色素指標在浮游藻整個生長過程中基本保持不變,受光照影響程度也很小,可以用于浮游藻的化學分類,但硅甲藻黃素、硅藻黃素以及β,β-胡蘿卜素等光保護

6、類色素與葉綠素口的比值受光照影響比較大,并在整個生長過程中都隨光照強度的增加而增加,說明這些色素不適合用于浮游藻的化學分類。
　　 (5)使用色素作為生物標志物,采用化學分類方法(運用CHEMTAX軟件)和色素指標分別分析了東海2007年11月和2009年05月浮游藻群落及功能類群豐度的時空變化,結(jié)果表明,調(diào)查海域大部分的站位包含了硅藻、甲藻、定鞭藻、綠藻、藍藻、青綠藻、金藻和隱藻,其中近岸以硅藻為主,黑潮水系附近主要以藍藻和原

7、綠球藻為主。使用化學分類方法獲得的不同浮游藻對總?cè)~綠素α的貢獻率與使用色素指標獲得的功能類群占總診斷色素的比例有差異,前者獲得的硅藻和藍藻的豐度略低于使用色素指標獲得的數(shù)值,但二者反映的趨勢一致。與此不同,使用色素生物標志物獲得的結(jié)果與顯微鏡計數(shù)結(jié)果差別較大,在同一站位,使用顯微鏡計數(shù)得到的浮游藻的種類數(shù)明顯少于化學分類方法鑒定的種類數(shù)。此外,兩種方法獲得結(jié)果的相關(guān)性因浮游藻種類不同而不同:對于硅藻來講,兩種方法獲得結(jié)果呈現(xiàn)比較明顯的正