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碱性磷酸酶对浮游植物生长的影响

2.64万字 45页 包括外文翻译，原创作品，通过查重系统

摘 要

水体富营养化的成因及其控制是人们日益关注的研究内容，由此导致的蓝藻水华使水生态系统遭受严重危害，而碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase APase)在磷缺乏条件下浮游生物的磷获取途径和种群竞争过程中发挥着重要作用。为了研究APase对藻类生长的影响，本文首先对太湖梅梁湾进行不同季节的野外采样，初步探究APase对浮游植物生长的影响；其次以典型优势藻种铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象，指示碱性磷酸酶对浮游植物生长的影响，设置不同浓度的正磷酸盐（0.0，0.02，0.05，0.5，1.0 mg/L）和不同形态的磷营养盐（无磷，磷酸氢二钠，β-甘油磷酸钠，D-葡萄糖-6-磷酸钠），模拟不同程度和类型的磷营养盐输入情况，对碱性磷酸酶活性（Alkaline phosphatase activities，APA）、各形态磷的浓度，浮游植物生物量等指标进行观测，结果表明：
(1) 可酶解磷(Alkaline phosphatase hydrolysable phosphorus APHP)是自然水生态系统中潜在的生物可利用磷源，它占据了水体中溶解态有机磷(Dissolve organic phosphorus DOP)的21.8-49.4%，这可能是梅梁湾中叶绿素a始终较高原因之一。
(2)自然水体中APA主要由藻类产生，约占活性总量的60%，该结果在不同季节差异明显。春季藻类复苏期，水体中APHP的含量和APA均显著高于冬季藻类休眠期，此时APase的最大反应速率（Vmax）较高而米氏常数（Km）较低，这为藻类复苏与生长提供条件。
(3) 在不同浓度磷处理中，藻类生长与磷浓度呈显著正相关，微囊藻的生理生化指标具有显著差异。培养期内，低磷浓度处理组叶绿素a和单细胞APA均表现出缓慢上升趋势；磷酸盐浓度较低时APA较高，随着磷浓度的上升APA下降明显。培养基中APA与DRP存在显著幂函数负相关性，表明APA在一定程度上能反应微囊藻的磷限制情况。
(4) 在不同形态磷处理中，培养基中各种形态磷浓度均表现出前期快速下降随后平稳波动的趋势；铜绿微囊藻能对有机磷进行酶促水解利用且不同有机磷间存在差异性。正磷酸盐是藻类最易利用的磷形态，微囊藻可对正磷酸盐或有机磷进行快速吸收，随后在生长过程中进行直接或水解利用；有机磷培养基中APA显著高于其他处理，表明APase对藻类的生长确实起到了促进作用。


关键词：碱性磷酸酶；铜绿微囊藻；磷；磷酸酶活性