本文關(guān)鍵詞：海洋微藻釋放硫代謝物的過(guò)程研究

  更多相關(guān)文章： 二甲基硫(DMS) β-二甲基巰基丙酸內(nèi)鹽(DMSP) 丙烯酸(AA) 海洋微藻 過(guò)程

【摘要】：海洋中的二甲基硫(DMS)是藻類代謝產(chǎn)物β-二甲基巰基丙酸內(nèi)鹽(DMSP)的裂解產(chǎn)物。DMSP也可在去甲基化作用下產(chǎn)生甲硫醇和丙烯酸鹽(AA)。DMS是海洋中最主要的生源硫化物,全球氣候的變化以及酸雨的形成都受DMS氧化產(chǎn)物的影響。因此研究海洋微藻中釋放DMSP、DMS和丙烯酸有利于衡量海洋生物在海洋硫循環(huán)中的地位和作用。首先本文研究了三種中國(guó)近海具有代表性的微藻在添加不同濃度外源性DMSPd的情況下產(chǎn)生DMS和丙烯酸,并測(cè)定不同生長(zhǎng)階段DMS和丙烯酸的產(chǎn)生速率,進(jìn)一步分析了它們之間的定量關(guān)系及變化規(guī)律,初步闡釋了海洋微藻在整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi),DMSP降解產(chǎn)生DMS和AA的機(jī)制；然后,實(shí)驗(yàn)室無(wú)菌培養(yǎng)6門22種海洋微藻,通過(guò)測(cè)定不同生長(zhǎng)階段單位生物量釋放DMSP、DMS和丙烯酸的含量,進(jìn)而衡量和總結(jié)海洋微藻DMSP、DMS和AA生產(chǎn)能力的差異性對(duì)海洋硫循環(huán)的貢獻(xiàn)；最后通過(guò)測(cè)定2種海洋微藻在不同氮磷比條件下的生長(zhǎng)狀況,進(jìn)而為現(xiàn)場(chǎng)海洋浮游植物生產(chǎn)和釋放DMSP、DMS和AA的機(jī)制提供參考數(shù)據(jù)。主要結(jié)果如下：1.海洋微藻DMSP降解研究(1)三種徼藻在生長(zhǎng)周期內(nèi)對(duì)自身藻液產(chǎn)生的DMSP的降解以去甲基化方式為主,且DMSP在指數(shù)生長(zhǎng)期和穩(wěn)定期的降解率較高,在緩慢生長(zhǎng)期和衰亡期的降解率呈現(xiàn)略微下降趨勢(shì)。(2)三種微藻在不同的生長(zhǎng)階段,當(dāng)有DMSPd濃度的加入,DMS和丙烯酸的含量就隨著時(shí)間的增加而增加,且隨著添加外源性DMSPd濃度的增大而增大。(3)三種海洋微藻AA/(DMSP+AA)變化趨勢(shì)在部分生長(zhǎng)階段相似,AA/(DMSP+AA)與藻液中添加DMSPd濃度呈反比,即隨著外源性DMSPd濃度的增加,AA/(DMSP+AA)百分?jǐn)?shù)逐漸減小。三種微藻DMS/AA各有不同,一般在指數(shù)生長(zhǎng)期或穩(wěn)定期,DMS/AA隨著外源性DMSPd濃度的增加出現(xiàn)最大值,而在衰亡期DMS/AA比值相對(duì)較低。三種微藻DMS/(DMSP+AA)比值整體隨著外源性DMSPd濃度的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。2.海洋微藻釋放DMSP、DMS和丙烯酸的研究(1)研究表明,單位細(xì)胞釋放的DMS、DMSP及丙烯酸變化趨勢(shì)在不同的生長(zhǎng)階段有一定的規(guī)律：不同海洋微藻,單位細(xì)胞DMS釋放量最高值一般出現(xiàn)在穩(wěn)定期或衰亡期：?jiǎn)挝簧锪慨a(chǎn)生DMSP以及丙烯酸最大值一般出現(xiàn)在指數(shù)生長(zhǎng)期或者穩(wěn)定期,而在衰亡期含量較低。(2)6門22種海洋微藻均能夠產(chǎn)生DMS、DMSP以及AA,但不同微藻單位生物量釋放的DMS、DMSP和丙烯酸還有明顯的株間差異,這可能與藻類生長(zhǎng)環(huán)境以及對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力有關(guān)。(3)22種海洋微藻不同種類微藻中,DMS/AA在整個(gè)生長(zhǎng)周期中變化較為復(fù)雜,在指數(shù)生長(zhǎng)期DMS/AA總體隨著藻密度的增加呈上升的趨勢(shì)。在不同生長(zhǎng)階段AA/(DMSP+AA)變化趨勢(shì)有所不同,但在部分生長(zhǎng)階段變化趨勢(shì)相似。一般而言,該比值在穩(wěn)定期,比值有所下降,而在衰亡期呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。而DMS/(DMSP+AA)生長(zhǎng)周期內(nèi)部分變化趨勢(shì)相似,最大值一般出現(xiàn)在穩(wěn)定期或衰亡期。3.不同氮磷比條件下硫代謝物的產(chǎn)生及碳參數(shù)研究(1)在不同的生長(zhǎng)階段,DMS、DMSP、AA的變化趨勢(shì)具有一定的規(guī)律性,在指數(shù)生長(zhǎng)期,三者的濃度隨著藻密度的增加而增加。不同氮磷比條件下,DMSPp、DMS和丙烯酸的最大值均出現(xiàn)在N：P為16：1,而DMSPd的最大值出現(xiàn)在N：P為40：1。(2)不同的氮磷比條件下,DMSP降解途徑變化有所不同,球形棕囊藻中,DMS/AA在指數(shù)生長(zhǎng)期呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì),在穩(wěn)定期后期達(dá)到峰值。DMS/AA最大值為N:P=16:1;AA/(DMSP+AA)比值在緩慢生長(zhǎng)階段有所下降,之后隨著藻密度的增加而增加,在指數(shù)生長(zhǎng)期后期呈上升趨勢(shì),穩(wěn)定期達(dá)到峰值,在穩(wěn)定期后期,比值迅速下降,N：P比為,16：1和40：1時(shí),DMSP降解百分?jǐn)?shù)較高：DMS/(DMSP+AA)隨著藻密度的增加而增加,在穩(wěn)定期達(dá)到最大值,DMS/(DMSP+AA)最大值出現(xiàn)在N：P為16：1。(3)球形棕囊藻對(duì)海水中二氧化碳系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的影響。在培養(yǎng)過(guò)程中體系pH、DIC、pCO2均隨著薇藻的生長(zhǎng)和消亡產(chǎn)生明顯的有規(guī)律的變化。球形棕囊藻中pH呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),DIC則先降低后升高,pC02與DIC呈現(xiàn)出相似的規(guī)律。當(dāng)N：P為16：1時(shí),球形宗囊藻的pH最大,此時(shí),DIC和pCO2卻最小。(4)以N：P為4：1為例探討DMSP、DMS、AA與pCO2的關(guān)系發(fā)現(xiàn),DMSPp, DMSPd與pCO2并沒(méi)有相關(guān)性,而DMS,AA與pCO2呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。
【關(guān)鍵詞】：二甲基硫(DMS) β-二甲基巰基丙酸內(nèi)鹽(DMSP) 丙烯酸(AA) 海洋微藻 過(guò)程
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q949.2
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-14
• 0 前言14-16
• 1 文獻(xiàn)綜述16-25
• 1.1 海水中DMS前體——DMSP16-18
• 1.1.1 海洋微藻中的DMSP16-18
• 1.1.1.1 DMSP在海藻中的分布16-17
• 1.1.1.2 DMSP在藻細(xì)胞中的作用17-18
• 1.2 海水中DMSP降解轉(zhuǎn)化18-21
• 1.2.1 DMSP降解途徑18-19
• 1.2.2 影響DMSP降解因素19-21
• 1.2.2.1 DMSP裂解酶的催化作用19-20
• 1.2.2.2 DMSPd的濃度20
• 1.2.2.3 顆粒粒度的影響20-21
• 1.3 海水中DMS的產(chǎn)生與遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程21-23
• 1.3.1 海水中DMS產(chǎn)生和影響因素21-22
• 1.3.1.1 海水中DMS產(chǎn)生過(guò)程21
• 1.3.1.2 海水中DMS產(chǎn)生影響因素21-22
• 1.3.1.2.1 營(yíng)養(yǎng)鹽21
• 1.3.1.2.2 葉綠素a的含量21-22
• 1.3.2 海洋中DMS的遷移轉(zhuǎn)化22-23
• 1.3.2.1 微生物降解22
• 1.3.2.2 化學(xué)氧化22
• 1.3.2.3 海氣擴(kuò)散22-23
• 1.4 丙烯酸的產(chǎn)生與遷移轉(zhuǎn)化23-24
• 1.4.1 丙烯酸的產(chǎn)生23
• 1.4.2 海水中丙烯酸的遷移轉(zhuǎn)化23-24
• 1.4.2.1 微生物的降解23
• 1.4.2.2 光化學(xué)氧化23-24
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容和研究目標(biāo)24-25
• 2 海洋微藻DMSPd降解的研究25-51
• 2.1 引言25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分26-28
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器26
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑26-27
• 2.2.3 氣相色譜與高效液相色譜條件27-28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法28-34
• 2.3.1 培養(yǎng)條件28-30
• 2.3.2 DMSPd的降解實(shí)驗(yàn)30
• 2.3.3 測(cè)定方法30-34
• 2.3.3.1 DMS的測(cè)定方法30-31
• 2.3.3.2 DMSP的測(cè)定方法31-32
• 2.3.3.3 丙烯酸的測(cè)定方法32-33
• 2.3.3.4 光密度的測(cè)定方法33
• 2.3.3.5 相對(duì)生長(zhǎng)率(μ)計(jì)算33
• 2.3.3.6 米氏方程33-34
• 2.4 結(jié)果與討論34-49
• 2.4.1 三種海洋微藻在不同生長(zhǎng)周期內(nèi)生物量的動(dòng)態(tài)變化34-35
• 2.4.2 三種海洋微藻在不同生長(zhǎng)階段培養(yǎng)液中產(chǎn)生DMS濃度的變化35-37
• 2.4.3 三種海洋微藻在不同生長(zhǎng)階段外源性DMSPd添加實(shí)驗(yàn)37-44
• 2.4.4 海洋微藻在不同生長(zhǎng)階段AA/(DMSP+AA)、DMS/AA和DMS/(DMSP+AA)的變化44-49
• 2.5 小結(jié)49-51
• 3. 海洋微藻產(chǎn)生DMSP、DMS和AA的研究51-71
• 3.1 引言51-54
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分54
• 3.3 結(jié)果與討論54-69
• 3.4 小結(jié)69-71
• 4. 微藻在不同氮磷比條件下硫、碳體系的響應(yīng)71-83
• 4.1 引言71
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分71-73
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器71
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑71-72
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法72
• 4.2.4 測(cè)定方法72-73
• 4.3 結(jié)果與討論73-81
• 4.3.1 不同氮磷比對(duì)微藻種群密度的影響73-74
• 4.3.2 不同氮磷比對(duì)微藻DMSP、DMS和丙烯酸產(chǎn)生的影響74-76
• 4.3.3 不同氮磷比對(duì)球形棕囊藻AA/(DMSP+AA)、DMS/AA和DMS/(DMSP+AA)產(chǎn)生的影響76-78
• 4.3.4 不同氮磷比對(duì)球形棕囊藻pH、DIC和pCO_2產(chǎn)生的影響78-80
• 4.3.5 球形棕囊藻DMSP、DMS、AA與pCO_2的相關(guān)性分析80-81
• 4.4 小結(jié)81-83
• 5 結(jié)論83-85
• 6 研究展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 致謝91-92
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文92

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本文編號(hào)：621041