来源:期刊VIP网 时间:
作者:孙惠琛;徐溢波;仇依琳;陈晓红;孙鹏飞;白洁;晨曦;
单位:中国海洋大学环境科学与工程学院;威海汇海海洋科技有限公司;自然资源部第四海洋研究所;中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室;中国海洋大学海洋生命学院;
摘要:针对近海因溶解态无机磷(Dissolved inorganic phosphorus, DIP)匮乏而制约浮游植物生长的关键问题,本研究聚焦于甲藻对溶解态有机磷(Dissolved organic phosphorus, DOP)的选择利用机制这一科学空白。鉴于现有研究证实太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)等甲藻已进化出通过DOP代谢适应低磷环境的生存策略,但对其磷源选择偏好与代谢调控机制仍缺乏系统认知。因此,本研究以太平洋亚历山大藻为研究对象,探究了其对59种磷源的利用能力,系统分析了其在不同浓度有机磷(β-甘油磷酸钠,SG-P)和无机磷(NaH_2PO_4)下的生理响应。结果显示:太平洋亚历山大藻可利用48种磷源,其中优先利用C—O—P键和单酯类磷源,而难以利用C—P键磷源;最大藻密度与磷浓度之间具有正相关性,但在磷缺乏下藻的生长明显受到抑制;与NaH_2PO_4相比,该藻种对SG-P有更好的亲和力。碱性磷酸酶活性(Alkaline phosphatase activity, APA)与外界环境的磷浓度负相关,即在磷限制下碱性磷酸酶高度表达,在富磷条件下,胞内APA之间无显著差异,胞外APA均一直处于较低水平。藻毒素测定结果表明,该藻株以低毒性的C1和C2为主,单细胞毒素的总含量在这两种磷源之间及不同磷浓度之间无显著性差异,但在磷限制下单细胞毒素含量显著增加,且NaH_2PO_4为磷源下较SG-P为磷源更有利于产生高毒性的石房蛤毒素(Saxitoxin, STX)。由此可见,太平洋亚历山大藻对有机磷源有独特的生理响应,使其在无机磷源缺乏的环境中能有效利用有机磷进行生长繁殖,这一进化策略使其更具有竞争性。研究结果可为深入探讨一些磷匮乏海域仍爆发有害藻华的形成机制提供重要的理论参考。
关键词:太平洋亚历山大藻;;溶解态有机磷;;溶解态无机磷;;磷缺乏;;碱性磷酸酶;;毒素;;有害藻华
基金资助:国家自然科学基金项目(U20A20103)资助~~