不同生长速率下水华束丝藻储磷能力研究

第41卷第17期·194·2015年6月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVo1．41No．17Jun．2015文章编号：1009—6825(2015)17—0194—02不同生长速率下水华束丝藻储磷能力研究闫彬(重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆400044)摘要：对不同生长速率的水华束丝藻体内颗粒态聚合磷酸盐含量进行了分析，讨论了藻种不同生长阶段对磷的储存特点，促进对藻类储磷能力的进一步认识。关键词：水华束丝藻，生长速率，聚合磷酸盐中图分类号：X131文献标识码：A磷是浮游藻类细胞膜、核酸的主要组成元素，藻类的生长与胞外磷浓度、胞内磷浓度均有关，主要受胞内浓度的影响。栅藻的批次培养研究中发现在胞外磷被耗尽的情况下，栅藻仍能维持指数生长⋯。藻类对磷存在“奢侈吸收”(1uxuryabsorption)现象，并以聚合磷酸盐(polyphosphate，以下简写为“PolyP”)的形式储存在体内，用于维持外界磷匮乏时细胞对磷的需求。藻类对外部环境中不同形态磷酸盐的吸收利用特点已有大量研究，然而藻细胞内部磷储存的研究相对较少。本文以一种常见水华藻种——水华束丝藻为研究对象，通过恒化培养的方式来获得处于不同生长速率阶段的藻种，避免了批次培养后期营养物限制及半连续培养过程中稳定期难以维持的问题一j。讨论处于不同生长速率状态的藻种对于磷的储存特点，以期阐释该水华藻种的磷策略。1材料与方法1．1藻种及培养实验藻种为水华束丝藻(Aphanizomenonflos．aquae，FACHB一1029)，购于中国科学院武汉水生生物研究所淡水藻种库。藻种培养及实验开展均在光照培养箱中进行，培养温度25℃，光照强度27t~mol／(m·s)，光暗比为12h：12h，培养基为BG一11。1．2实验设计藻种在实验前先使用无磷的BG11培养基饥饿培养1周。藻种的培养分为间歇培养和连续培养两个阶段：间歇培养即特定浓度的藻种(1．5×10cell／mL)在BG11培养基中生长并达到稳定生长期；连续培养则在间歇培养阶段达到稳定后对培养装置进行一定稀释速率的稀释，稀释液为无菌BG11培养基。当叶绿素浓度连续6d的数值变化在±5％以内时，认为系统达到稳定状态，此时系统的稀释速率即为藻类的生长速率J。藻种培养于1L锥形瓶中，连续培养阶段的培养体积为600mL，稀释速率分别为0．1d～，0．2d一，0．4d～，0．6d～，0．8d～。为保证藻细胞在培养装置中的均匀分布，培养过程中均连续通入针头过滤器(poresize：0．22m)过滤后的无菌空气，同时提供藻类生长需求的无机碳。叶绿素浓度每天检测，采样时间为每天8：00。当系统处于稳定状态时，测定细胞总磷、颗粒态聚合磷酸盐含量，同时使用荧光显微技术对藻类聚合磷酸盐进行定性分析。1．3测试方法藻液的叶绿素浓度由叶绿素a代替，根据酒精冷冻提取法测定。将藻液置于离心机(Eppendorf，5804R)中离心收集(6500rpm，10min)藻细胞，蒸馏水离心清洗三次。向离心管中加入4mL乙醇(95％)并使藻种重新混匀。将上述处理后的样品放于4oC冰收稿日期：2015—04—02作者简介：闰彬(1989一)，男，在读硕士箱中提取12h，离心收集上清液，然后使用紫外分光光度计在649am，665am波长下分别测定溶液吸光度。细胞总磷(TotalCellularPhosphorus，简写为“TCP”)的测定参考总磷的测定方法J：藻细胞收集及清洗后，先用5％过硫酸钾氧化(120℃，30min)，冷却至室温后使用GF／F滤膜滤去杂质，使用钼锑抗分光光度法测定滤液中磷含量。文中各类磷酸盐的含量均以P计。颗粒态聚合磷酸盐(Polyphosphategranules，简写为“PolyP”)的测定使用热水提取方法。将藻液置于离心机(Eppendorf，5804R)中离心收集(6500rpm，10min)藻细胞，蒸馏水离心清洗三次后转移至50mL比色管，蒸馏水定容至25mL，使用配套的磨口塞封闭比色管，并在管口使用纱布包裹，将比色管放人高压灭菌锅中进行提取(105℃，30min)。待提取液冷却至室温后使用GF／F滤膜(Whatman)过滤并使用蒸馏水定容至50mL。将滤液均分为两份(a，b)，使用钼锑抗分光光度法在700nm波长下测定a份中的正磷酸盐含量，即可提取正磷酸盐(extractedSolublereactivePhosphorus，简写为“e．SRP”)。向b份中加入4mL过硫酸钾(5％)，密封后放入高压灭菌锅消解(120℃，30min)，冷却后按钼锑抗分光光度法测定消解后磷酸盐含量，即为可提取的总磷酸盐(totalextractablecellularphosphorus，简写为“e—TCP”)。e—TCP与e—SRP的差值