全 文 ：生态科学2006年2月第25卷第1期 ECOLOGICSCIENCEFeb．，2006，25(1)：38～40
不同形态的磷源对球形棕囊藻生长及碱性磷酸酶的影响
王 艳1，／营海溶z(1．暨南大学理工学院，广州510632；2．暨南大学水生生物研究所，广州510632)
【摘要】 研究了不同浓度和形态的无机磷(DIP)和有机磷(DOP)对球形棕囊藻细胞生长、培养基中磷浓度的变化
以及碱性磷酸酶活性的变化的影响。在缺磷和大分子DOP(卵磷脂)作为磷源的情况下，碱性磷酸酶活性迅速提高，
在第9天达到了最大值，其活性分别为19．1lU和18．28U，显然在缺磷胁迫下和大分子DOP的利用过程中碱性磷酸酶
起着重要作用。DIP(磷酸二氢钾)和小分子DOP(B．甘油磷酸钠)都容易直接被球形棕囊藻吸收利用，碱性磷酸酶
活性变化不明显。
关键词：球形棕囊藻；无机磷；有机磷：碱性磷酸酶
中图分类号：x173 文献标识码：A 文章编号：1008．8873(2006)01一038—03
EfrectsofDiffe代ntPhosphorusontheGmw恤andAlkaUnePhospohataseAc ivi蚵in只h口P口郴酝G，D6ns口
WANGYanl，T久NGHai．ronr(1．DeDanIIlemofE vimn entalEngineering，CollegeofSci nce&Engineering，Jinan
UniverSi饥GuallgZllou510632，China：2．InStitutcofHydrobiology，JinallUniversi饥Guangzllou510632，China)
AbstractThegrowtllofP而口已oc粥“s咖6∞口，totalphos曲omsinwater’alkaline曲osphataseactivityin户2，D60sdceIIswere
measuredunderiⅡ．erentphosphomsc nditions．WhenphosphorusdeficiencyandlargemolecularDOP(Lecithin)usedinmis
exDerimem，alkalinephosphatasectivityinP刃D6傩口cellsincreasedto19．11UaJld18．28Urespectively，andbomofthem
peakedat av9．Resultsshowedalkalinephosphatasepl y danimportantroleinphosphomsdeficiencystressandthe
utilizationofIargemolecuIarofDOP．DIP(KH2P04)andsmallmoIecuIarDoP(Natrium—B一舀ycemphosphat)canbeeasily
utilizedbvP加60s乜，whereasalkalineDhosDhatasectivitydidnotchangedsi窖mificantly．
Kevwords：，场口eoc粥出加6∞口：InorgaIlicDhosphoms；o碹aIlicphosphoms；Alkalinephosphatase
球形棕囊藻(户嗨口P∞c粥凰砌6D5口)隶属于定鞭
藻纲(Haptophycea或P珂mnesiophycea)棕囊藻属，
是一种广温广盐性舱赤潮藻种，从南极到北极的热
带、温带海洋中都有分布【lJ。从1997年开始，我国
沿海一带就不断发生以棕囊藻为原因种的赤潮【2J，它
不仅造成了渔业的重大损失，而且棕囊藻细胞释放到
外界的二甲基硫化物(DMS，CH3．S—CH3)，对于局部
甚至整个海域、大气状况及酸雨、酸雾的形成都有重
要意义【3～51。
磷是构成生命的最重要元素之一，对藻类生长有
重要作用。不同形态磷源的生物可利用度是不同的，
无机磷(DIP)因为能被藻类所直接吸收利用，被认为是
藻类最重要的磷源。然而藻类在缺乏DIP的情况下也
能通过碱性磷酸酶的作用利用有机磷(DOP)，来促使
藻类的生长p圳。
研究表明，棕囊藻生长对磷酸盐具有较高的需求，
无机磷是影响棕囊藻生长的首要限制因子【9】。在自然
界环境中，棕囊藻除了利用DIP外，也能利用溶解性
的DOP，而碱性磷酸酶在其中起着关键性的作用【l⋯。
硒egmall等人(1996)认为碱性磷酸酶活性能够指示棕
囊藻是否受到磷的限制【111。本文研究了缺磷胁迫和不
同形态磷源对球形棕囊藻生长及碱性磷酸酶活力的影
响，来探讨藻类对DIP和DOP的吸收利用状况，从
而为球形棕囊藻的生理研究提供基础资料。
1材料和方法
1．1材料
球形棕囊藻(砌缎础啦a渤螂)分离自我国南海海域。
1．2藻种培养条件
藻细胞在F／2培养液中进行预培养，然后取对数生
长期的藻细胞接种于按4种不同磷源条件(缺磷，磷酸
二氢钾，B一甘油磷酸钠和卵磷脂)配制的F／2培养液中，
除缺磷以外，各形态磷的初始浓度为10脚01．L～，调整
N：P=15：1，每个处理均设3个重复。在培养过程中取藻
类样品分别进行细胞计数，及比生长率的计算【3J。培养
条件为25℃，光强40001)【，光暗比为12h：12h。
1．3无机磷(DIP)，有机磷(DOP)含量测定
DIP用以抗坏血酸为还原剂的磷铝蓝比色法测
定，DoP用过硫酸钾氧化后，用磷钼蓝比色法测定【l2|。
1．4碱性磷酸酶活性的测定
碱性磷酸酶活性的测定参照许光辉和陈瑞阳
(1995)【13]方法进行。活力单位定义为：1mL待测酶液
1h释放1嵋对硝基苯酚为一个活力单位(U)。
收稿日期：2006．01．17，2006一01．20接受
基金项目：国家自然科学基金30200030，30470283，3037叭26；国家科
技部“973”赤潮项目200lcB40970l，教育部留学回国人员
科研启动基金[2005】383
作者简介：王艳(1970一)，女，副教授，主要从事赤潮藻类生理学研究。
万方数据
l期 王艳，等：同形态的磷源对球形棕囊藻生长及碱性磷酸酶的影响 39
2结果与分析
2．1不同磷源条件对藻类生长的影响
图l表示球形棕囊藻在不同磷条件下的生长状况。
在缺磷的情况下，对球形棕囊藻细胞生长的影响非常显
著，藻细胞不能正常生长；添加DIP(磷酸二氢钾)和
DOP(B一甘油磷酸钠和卵磷脂)作为磷源，藻细胞密度
变化趋势接近，藻生长状况良好，在16d左右细胞密度
达到最大值。其中大分子DOP(卵磷脂)的生长曲线介
于DIP和小分子DOP(B一甘油磷酸钠)之间。
图1不同磷源条件下球形棕囊藻的生长情况
Fig．1Growthcunresof只g如6∞口underdiffbl．entphosphonls
conditiOns
通过球形棕囊藻第9～15天比生长率的比较(图
2)，发现在添加磷酸二氢钾的培养液中，藻类比生长
率最大(0．10384)，丽添加B一甘油磷酸钠和卵磷脂的
培养液中藻类比生长率分别为O．09183和0．10177，说
明无论是DIP还是DOP都能较好的促进藻细胞的生
长。缺磷的培养液中，藻类比生长率最低(0．038473)。
比较不同磷源条件下球形棕囊藻细胞密度值的差
异，发现细胞在进入对数生长期后，各试验组之间细
胞密度的差异开始显著(P15d，缺磷胁迫与添加了其它不同形态磷源的藻细胞
密度之间的差异性达到了极为显著的水平(P<0．01)。
2．2培养液中总磷浓度的变化
不同磷源的培养液中磷浓度的变化情况如图3，以
磷酸二氢钾为磷源的培养液，磷浓度下降最快：B一甘
油磷酸钠与磷酸二氢钾有相同的变化趋势，但前者下
降速度较后者慢；卵磷脂在初期的时候，磷浓度的下
降速率比磷酸二氢钾和S．甘油磷酸钠慢，但在大约6
天左右下降速度却超过B．甘油磷酸钠。这可能与DIP
和小分子DOP能被藻直接吸收，而大分子DOP却需
要在碱性磷酸酶的作用下降解后才能被利用有关【13|。
2．3培养液中碱性磷酸酶活性的变化
以磷酸二氢钾和p一甘油磷酸钠为磷源时，碱性磷
酸酶活性变化不明显，其酶活性为2．36U。在缺磷情
况下，藻细胞生长到第5d，其碱性磷酸酶活性达到
7．05U，随着培养时间的延长，酶的活性也不断上升，
在第9天达到19．1lU，与添加磷酸二氢钾和B一甘油磷
酸钠的相比，酶活性提高了8倍左右，但随后其活性
图2不同磷源条件下对数生长期球形棕囊藻比生长率
Fig．2GrOwthrateOf只昌如西cl鲫ceIlsinthexponennalphase
underdifI．erentphosphoruscondi60ns(★meanssigniIlcantat
P图3不同磷源培养介质中磷浓度的变化
Fig．3Vhriationofphosphorusinc lturem diumunder
di仃erentphosphorus∞urces
下降，在第17d降到最低。说明藻体在缺磷的情况下，
体内的碱性磷酸酶被激活，使一些磷酸单酯在其作用
下水解为了正磷酸根离子【l4I，以供藻细胞的生长。而
以卵磷脂为磷源时，酶的活力也显著升高，与缺磷条
件下有相同的变化趋势，在第9d酶活性达到18．28U，
然后开始下降，但在17d左右酶活性又回升到
l3．27U，酶活性的最大值比在磷酸二氢钾和B．甘油磷
酸钠条件下分别提高了7倍左右和5倍左右。
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图4不同磷条件下球形棕囊藻碱性磷酸酶活性的变化
Fig．4AlkaⅡnephosphatasectiVityof只暑它D60s口censunder
diHbrentphosphOrusconditions
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万方数据
生态科学 25卷
2．4碱性磷酸酶活力与磷浓度对照关系
比较了三种磷源的培养液，发现磷源随着藻细胞
的生长繁殖，被消耗而降低。从图3和图4可以看出，
以磷酸二氢钾与B一甘油磷酸钠为磷源进行细胞培养
时，培养液中的磷浓度下降迅速，但碱性磷酸酶活性
却无显著的变化，其活性不超过3U，说明了DOP和
小分子DIP都能被球形棕囊藻直接利用，同时碱性磷
酸酶的活性无明显升高。
以卵磷脂为磷源时，在培养的第0～9d，磷浓度与
酶活性之间呈负相关，碱性磷酸酶活性上升迅速，·到第
9d，磷浓度降低到4．274¨m01．L_l，酶活性也达到了最
大，随后碱性磷酸酶活性开始下降，直到最低。然而需
要注意的是在细胞培养的第17d，酶的活性有所回升。
3讨论
在缺磷胁迫下，藻体内通常具有一套应急的磷供应
体系以及相应的调节过程，以适应环境的变化【1习。一般
来说，最直接的方法是分解体内的有机磷，释放磷酸根
来满足藻类生长的需要，在分解有机磷的过程中碱性磷
酸酶起着关键性的作用【l6J。我们的实验证实了，缺磷胁
迫会导致球形棕囊藻生长速率的下降，以及碱性磷酸酶
活性的增强，而球形棕囊藻发生的一系列生理生化上的
变化，都是为了最大限度地保证自身生长发育所需。
三种不同形态的磷源都能够被球形棕囊藻吸收利
用。其中DIP与小分子DOP很容易被藻吸收，并且
生长状况良好，但碱性磷酸酶活性不高。说明了在磷
浓度充足的情况下，只需保持较低的活性水平就能维
持藻细胞的生长。以大分子DOP为磷源的培养液中，
在藻细胞生长初期，缺乏能被直接利用的磷源，藻体
内碱性磷酸酶活性因此受到激发而增强，从而加快了
大分子DoP降解速率，使藻细胞在酶的辅助下完成对
磷的吸收利用过程，许多其他藻类有关大分子DOP
利用的研究中也有相同的结论【l718】；而随着藻类细胞
的不断生长繁殖，外源性磷被大量消耗，此时需要通
过碱性磷酸酶的催化来分解体内的有机磷，以维持藻
细胞的存活，因此当环境中磷消耗殆尽时，碱性磷酸
酶活性也会有所回升。通过研究球形棕囊藻对不同形
态磷源吸收利用的状况，可得知磷的可利用性是球形
棕囊藻生长的最大限制性因素，因此在球形棕囊藻赤
潮发生区，应该密切关注不同形态的磷源及其浓度。
研究表明，促使碱性磷酸酶活性提高的因素是多
方面的，除缺乏可利用的磷源外，其他如渗透压，高
温等逆境条件也能诱导酶的产生【191。球形棕囊藻作为
海洋中的一种有害赤潮藻种，其碱性磷酸酶的发生不
仅与磷源有关，可能也涉及到海域环境中的其他因素，
而这些因素对其影响还有待于我们进一步的研究。
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万方数据
不同形态的磷源对球形棕囊藻生长及碱性磷酸酶的影响
作者： 王艳， 唐海溶， WANG Yan， TANG Hai-rong
作者单位： 王艳,WANG Yan(暨南大学理工学院,广州,510632)， 唐海溶,TANG Hai-rong(暨南大学水生
生物研究所,广州,510632)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2006,25(1)
被引用次数： 4次

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