中國近海常見浮游藻色素生物標(biāo)志物研究和應(yīng)用.pdf

1、以色素生物標(biāo)志物為基礎(chǔ)的浮游藻化學(xué)分類方法快速、準(zhǔn)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(xué)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(biāo)志物的不同,因此發(fā)展和完善化學(xué)分類方法需要建立在對浮游藻色素生物標(biāo)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(biāo)志物進(jìn)行了分析,研究了光照強(qiáng)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(yùn)用改進(jìn)后的化

2、學(xué)分類方法研究了東海浮游藻群落組成和豐度的時(shí)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(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果,計(jì)算了各藻種主要特征色素與葉綠素α的比值、色素指標(biāo)及單位細(xì)胞色素含量,根據(jù)文獻(xiàn)提供的計(jì)算方法計(jì)算了部分浮游藻的體積,并以此為基礎(chǔ)計(jì)算了其主要特征色素細(xì)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(gè)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(yīng)當(dāng)獨(dú)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(xiàn)值,其原因需要進(jìn)一步的研究。單位細(xì)胞色素含量特別是單位細(xì)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(dá)到一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　 (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(biāo)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(xì)胞葉綠素α含量來適應(yīng)光照強(qiáng)度的增加,其中東海原甲藻和圓海鏈藻的單位細(xì)胞葉綠素α含量隨培養(yǎng)時(shí)間的增加而增加,球形棕囊藻的單位細(xì)胞葉綠素α含量卻隨培養(yǎng)時(shí)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(biāo)在浮游藻整個(gè)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(xué)分類,但硅甲藻黃素、硅藻黃素以及β,β-胡蘿卜素等光保護(hù)

6、類色素與葉綠素口的比值受光照影響比較大,并在整個(gè)生長過程中都隨光照強(qiáng)度的增加而增加,說明這些色素不適合用于浮游藻的化學(xué)分類。
　　 (5)使用色素作為生物標(biāo)志物,采用化學(xué)分類方法(運(yùn)用CHEMTAX軟件)和色素指標(biāo)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(shí)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(lán)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(lán)藻和原

7、綠球藻為主。使用化學(xué)分類方法獲得的不同浮游藻對總?cè)~綠素α的貢獻(xiàn)率與使用色素指標(biāo)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(lán)藻的豐度略低于使用色素指標(biāo)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(biāo)志物獲得的結(jié)果與顯微鏡計(jì)數(shù)結(jié)果差別較大,在同一站位,使用顯微鏡計(jì)數(shù)得到的浮游藻的種類數(shù)明顯少于化學(xué)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