亞硝酸鹽對銅綠微囊藻生理特性的影響.pdf

1、浮游植物占全球初級生產(chǎn)的50％，在淡水水體中主要的藻種是藍(lán)藻門的銅綠微囊藻，水體中氮、磷等營養(yǎng)元素的增加常常引起藻類爆發(fā)式的繁殖，形成水華。水華發(fā)生時，水體中CO2濃度下降、pH升高和水體中溶解氧減少，這些條件有利于硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的亞硝酸鹽的聚積。另外一些人為的因素也可導(dǎo)致水體中亞硝酸鹽濃度的增加。本文研究了亞硝酸鹽單獨(dú)存在時和與硝酸鹽、銨鹽共存時對銅綠微囊藻生長和生理的影響，探討了銅綠微囊藻細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量的變化對藻生長的

2、影響，對亞硝酸鹽影響銅綠微囊藻和四尾柵藻的競爭進(jìn)行了分析。
　　 在亞硝酸鹽單獨(dú)存在的條件下，濃度小于5m/L的亞硝酸鹽，對銅綠微囊藻的生長沒有明顯影響，藻能夠以亞硝酸鹽為氮源。隨著培養(yǎng)基中亞硝酸鹽濃度逐漸升高到20mg/L，藻的生長受到抑制直至消亡，此時，銅綠微囊藻的光合速率下降，細(xì)胞MDA含量增加，細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量增加，表明亞硝酸鹽通過抑制銅綠微囊藻的光合作用和升高藻體內(nèi)氧自由基濃度的方式抑制藻的生長。而藻的CAT酶活性、

3、亞硝酸還原酶活性和藻葉綠素a含量增加可能是藻的一種自我保護(hù)措施。
　　 硝酸鹽存在的條件下(240mg/L)，銅綠微囊藻在亞硝酸鹽濃度為30mg/L的培養(yǎng)基中依然可以生長。而且，在相同的亞硝酸鹽濃度條件下，含硝酸鹽培養(yǎng)基中的藻相比只含亞硝酸鹽培養(yǎng)基中的藻，有更高的光合速率，更小的MDA含量和藻細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量。亞硝酸鹽的吸收試驗也顯示硝酸鹽存在的條件下，藻對亞硝酸鹽吸收的半飽和常數(shù)(Ks)增加，這些結(jié)果表明硝酸鹽能夠抑制藻對亞

4、硝酸鹽的吸收，從而減少藻細(xì)胞內(nèi)的亞硝酸鹽含量，導(dǎo)致亞硝酸鹽對藻抑制的減弱。在硝酸鹽和亞硝酸鹽共存的培養(yǎng)基中，我們還觀察到亞硝酸鹽被氧化為硝酸鹽，表明此條件下可以誘導(dǎo)銅綠微囊藻生成亞硝酸氧化還原酶。
　　 銨鹽存在的培養(yǎng)基中(20mg/L)，2mg/L的亞硝酸鹽添加，對銅綠微囊藻的生長表現(xiàn)出促進(jìn)作用，藻的光合速率和細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量增加，MDA含量下降。進(jìn)一步增加亞硝酸鹽濃度(4、7、10 mg/L)，藻的生長受到抑制直至消亡，同

5、時觀察到藻的光合速率下降，細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量和MDA含量增加。亞硝酸鹽的吸收試驗顯示銨鹽存在的條件下，藻對亞硝酸鹽吸收的半飽和常數(shù)(Ks)減少，表明銨鹽能夠刺激藻對亞硝酸鹽的吸收，增加藻細(xì)胞內(nèi)的亞硝酸鹽含量。在一定的范圍內(nèi)，細(xì)胞亞硝酸鹽含量的增加可以促進(jìn)藻的生長，但是過高的細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量會抑制藻的生長。
　　 硝酸鹽濃度為150 mg/L和300 mg/L的處理組中，相比低CO2組，高CO2組藻的生長更好，光合速率增加，細(xì)胞

6、內(nèi)亞硝酸鹽含量和MDA含量減少。而硝酸鹽濃度為50 mg/L的處理組中，高CO2組和低CO2組中，藻的生長變化不明顯，光合速率、細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量和MDA含量都沒有明顯變化。而且在相同的亞硝酸鹽濃度條件下，藻細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量的降低，導(dǎo)致培養(yǎng)基中藻生長的增加，這些結(jié)果表明細(xì)胞內(nèi)的亞硝酸鹽可能是影響藻生長的主要原因。通過對NO2--N：NO3--N為0：240和30mg/L：240mg/L兩個處理組中細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量和培養(yǎng)基中硝酸鹽濃度

7、變化的30d觀察，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中亞硝酸鹽進(jìn)入藻體和藻排放亞硝酸鹽是同時存在的，當(dāng)培養(yǎng)基中亞硝酸鹽濃度過高時，進(jìn)入藻體的亞硝酸鹽大于藻排放的，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)亞硝酸鹽含量增加。相反，則培養(yǎng)基中亞硝酸鹽濃度增加。
　　 相比單獨(dú)培養(yǎng)時，混合培養(yǎng)的條件下，銅綠微囊藻和四尾柵藻的生長都受到抑制，但是四尾柵藻的最大生物量與單獨(dú)培養(yǎng)時藻的最大生物量的比值大于銅綠微囊藻，而且隨著亞硝酸鹽濃度的增加這種差距越明顯，亞硝酸鹽濃度為30mg/L時，銅綠微囊