会议专题

中肋骨条藻在磷营养限制下的补偿生长效应

补偿生长主要是指生物体在遭受到营养限制等胁迫后,生物体的生长和生理机能受到制约和影响,当恢复到适宜的条件后,其生长能力会得到不同程度的恢复。胁迫后的补偿可分为负补偿、等补偿和超补偿。中肋骨条藻(Skeletonemacostaturn)是我国海区常见的赤潮生物,与东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)同是东海赤潮高发区的优势种,已有研究证明,东海赤潮高发区为磷限制海区,在营养盐丰富条件下,中肋骨条藻的增殖速率比东海原甲藻要快得多,因此本文研究了中肋骨条藻在磷营养盐限制条件下脉冲式营养盐补充条件下的补偿生长。设置了6个磷营养限制处理组,将中肋骨条藻在1 mol/L磷起始浓度下磷饥饿培养。以相同密度(1.8×105 cells·mL1)的藻液接种在磷营养分量分别设为f/40、f/20、f/16、f/8、f/4、f/2条件下恢复培养10天,半连续培养的f/2培养基的处理组做为不受磷营养盐限制的对照组,以相同细胞浓度接种于f/2培养基进行恢复生长。结果表明,中肋骨条藻在受到磷饥饿胁迫后,细胞密度显著低于对照(p<0.05);恢复阶段,f/40、f/20和f/16组处理组的细胞密度、平均相对生长率及叶绿素在恢复培养的初期显著高于对照(p<0.05),呈现典型的超补偿;f/8和f/4处理组的细胞密度和叶绿素与对照无显著差异,为等补偿;f/2处理组的细胞密度和生物量在恢复培养的中前期显著低于对照(p<0.05),为负补偿。实验所获的叶绿素数据与细胞密度的结果类似,也是在低浓度的营养盐条件下的细胞生长高于高浓度营养盐条件,这种现象可能是由于中肋骨条藻存在两套无机磷吸收系统,在较低浓度的无机磷条件下利用磷饥饿诱导产生的高亲和磷转运系统进行吸收,并且将吸收到的磷营养盐用于细胞分裂而不是储存于细胞内,使得细胞内的叶绿素含量下降。这种策略与代谢滞后假说类似。代谢滞后假说即认为饥饿或限食使生物的代谢水平降低,恢复正常条件时,较低的代谢水平能持续一段时间,这种代谢支出的降低使生物在恢复生长阶段摄入同样的净能用于生长的比例增大,从而提高细胞分裂速率。根据本研究的结果来看,中肋骨条藻在恢复营养盐供应的初期,f/40处理组的细胞数迅速增加,而叶绿素也有所增加,但是增加幅度并没有细胞数那么大,与代谢滞后假说吻合,因此,可以推测在东海赤潮高发区有f/40、f/20、f/16量的脉冲式磷补充时,磷饥饿状态下的中肋骨条藻都能够维持较高速率的超补偿生长,竞争环境中的无机磷进行细胞分裂,从而占据环境中的生态位,爆发赤潮。

中肋骨条藻 磷营养限制 补偿生长效应 细胞密度 叶绿素 代谢滞后假说 赤潮

王秀秀 黄邦钦

厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室、海洋与环境学院 厦门 361005

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2009-11-15(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)