低浓度硝态氮促进微囊藻累积多聚磷酸盐

摘要

2016年以来太湖总磷浓度高位波动而总氮浓度持续下降,藻细胞内源性磷释放是湖泊水体总磷的重要来源,而多聚磷酸盐作为藻细胞内磷的储存库,其含量变化会显著影响藻细胞内源性磷的释放量.针对上述现象,开展了不同硝态氮浓度影响野外水华蓝藻及实验室纯培养的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)利用磷特别是合成多聚磷酸盐(PolyP)的研究,并通过测定低硝态氮浓度下铜绿微囊藻的光合活性以及抗氧化系统活性,探索低硝态氮浓度促进微囊藻合成PolyP的生理机制.研究结果表明,当水体硝态氮浓度低于2 mg/L时,水华蓝藻和铜绿微囊藻均能大量吸收磷酸盐,并在胞内累积PolyP.同时,由于水体中可利用氮浓度下降,铜绿微囊藻胞内蛋白质干重(0.6 mg/mg)也显著下降.此时,铜绿微囊藻细胞的光合活性仍能达到高氮对照组的75.1%~88.7%,但由于碳和氮同化潜力的下降,较强的光合活性导致细胞内活性氧累积,使细胞处于氧化应激状态,导致藻细胞内蛋白质、核酸和细胞膜结构受损.而由于PolyP具有保护作用,微囊藻合成大量PolyP,以适应缺氮的水环境,导致蓝藻奢侈吸磷.因此,低硝态氮促进微囊藻累积多聚磷酸盐,从而提升细胞内总磷含量,而高含磷蓝藻衰亡释放磷,就会增加水体中总磷浓度.