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带形蜈蚣藻（Grateloupia turuturu Yamada）对N的吸收、利用和转化的研究

作　者: 兰岚
导　师: 宫庆礼; 王巧晗
学　校: 中国海洋大学
专　业: 水产养殖
关键词: 带形蜈蚣藻 吸收速率 氮库 氮限制 分配
分类号: S917.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本文以大型海藻带形蜈蚣藻为研究对象，系统地研究了氮形态、氮浓度、不同化合态氮的比例和氮限制，对带形蜈蚣藻氮的吸收、利用和藻体内各个氮库的分配及转化的影响，了解带形蜈蚣藻对氮的吸收、藻体内氮库的组成和转化规律。旨在进一步解释大型海藻氮素代谢的生理过程，同时为修复海洋环境和解释生物生态分布提供基础的理论数据。1不同氮源对带形蜈蚣藻氮吸收的影响本实验研究了不同NH4+-N与NO3--N浓度比，对带形蜈蚣藻氮吸收的影响。实验结果如下：带形蜈蚣藻对NH4+-N的吸收速率基本不受NO3--N浓度的影响，吸收趋势基本相同，均在1h处出现最大值。NH4+-N的吸收速率均随着NH4+-N浓度的增加而增加，最大吸收速率在NH4+-N浓度为300μmol·L-1时，达到3.1750-3.7007μmol·g-1·h-1。带形蜈蚣藻对NO3--N的吸收速率小于对NH4+-N的吸收速率。NH4+-N的浓度对NO3--N的吸收影响显著。当NH4+-N：NO3--N为200：200μmol·L-1时，在3h处出现NO3--N吸收速率最大值。当NH4+-N：NO3--N为200：300μmol·L-1和300:300μmol·L-1时，吸收速率出现负值。2不同氮源对带形蜈蚣藻生长和各个氮库的影响本实验研究了不同氮形态（NH4+-N和NO3--N）和不同氮比例（NH4+-N：NO3--N比例为：1/8、1/4、1/2、1/1、2/1、4/1）对带形蜈蚣藻生长和各个氮库的影响。实验结果表明：不同氮形态（1）生长：与NH4+-N相比，NO3--N更有利于带形蜈蚣藻的生长。不同氮源对带形蜈蚣藻重量的影响大于对长度的影响。不同NO3--N浓度对带形蜈蚣藻特定生长率的影响显著。（2）氮库百分比：各个氮库中蛋白质和氨基酸氮库含量最大，基本达到99%。随着氮浓度的增加，蛋白质氮库的分配比例逐渐减小，而氨基酸氮库逐渐增加。藻红素氮库大于叶绿素a氮库，硝态氮含量远高于铵态氮含量。（3）各个氮库：带形蜈蚣藻总氮含量受氮浓度的影响，而不受氮形态的影响。两种氮源相比，NH4+-N更有利于藻体合成蛋白质。氨基酸含量随着氮浓度的增加而增加。与NH4+-N相比，NO3--N更有利于带形蜈蚣藻合成藻红素。两种氮源对叶绿素a的合成基本无差异。不同氮浓度对叶绿素a的影响趋势基本与藻红素的趋势相同，但含量低于藻红素含量。两种氮源对藻体内铵态氮库含量的影响基本无差异，铵态氮库小于硝态氮库。两种氮源不同比例（1）生长：在总浓度不变的情况下，改变两种氮源比例对带形蜈蚣藻特定生长率的影响不显著。（2）氮库百分比：蛋白质和氨基酸氮库含量最大，基本达到99%。随着NH4+-N比例的增加，蛋白质氮库的分配比例逐渐减小，而氨基酸氮库逐渐增加。硝态氮库是其余氮库中含量最高的氮库，其含量远高于色素氮库和铵态氮库，藻红素含量略高于叶绿素a含量。（3）各个氮库：当NH4+-N与NO3+-N的比为1:1时，带形蜈蚣藻体内总氮含量、蛋白质含量均出现最高值。增加NH4+-N的比例，氨基酸含量逐渐增加，在NH4+-N与NO3+-N的比为4:1时，氨基酸含量达到最大值。藻红素氮库与叶绿素a氮库二者变化趋势相同，均在NH4+-N与NO3+-N的比为2:1时，达到最大值。当NH4+-N与NO3+-N的比为1:1时，藻体内硝态氮库含量达到最大值。藻体内铵态氮含量远小于硝态氮库含量，NH4+-N与NO3+-N的比为4:1时，藻体内铵态氮库含量达到最大值。3氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻氮源的吸收、生长和各个氮库的影响本实验研究了将带形蜈蚣藻分别饥饿0d、3d、5d、7d、14d、21d、28d后，恢复氮源（NO3--N浓度为200μmol·L-1+NH4+-N浓度为200μmol·L-1），共恢复21d。在恢复氮源的前1h、3h、6h、9h、12h、24h内，带形蜈蚣藻对NO3--N和NH4+-N的吸收速率的变化情况以及在整个实验过程中带形蜈蚣藻生长和氮库的变化规律。实验结果表明：（1）吸收：带形蜈蚣藻对NH4+-N的吸收速率随时间的变化趋势相同，在1h处出现最高值。J3d-J21d的海藻，NH4+-N的吸收速率均高于J0d时的吸收速率，尤其是J7-J14d的海藻，NH4+-N的吸收速率达到J0d时的2.5倍；饥饿天数不同，对带形蜈蚣藻NO3--N吸收速率的影响也不同。J3d-J7d的海藻NO3--N的吸收速率超过了J0d的吸收速率。二者相比，经过饥饿的海藻，恢复氮源时海藻更容易吸收NH4+-N。（2）生长： J5d的海藻特定生长率仍然有一定的增加。J3-J14d的海藻，在H5d时海藻的特定生长率出现最高值。J28d的海藻，即使在H3d时其生长速率仍然出现负值。（3）氮库百分比：当氮源受到限制时，首先消耗的是氨基酸氮库，其次是藻红素氮库和叶绿素a氮库。蛋白质氮库的消耗速率小于其他氮库，是最稳定的氮库。J7d的海藻，在氮源恢复5d时，氨基酸氮库的百分比超出正常水平。（3）各个氮库：带形蜈蚣藻能够在恢复氮源的第一时间，总氮含量随之升高，J7d的海藻在恢复氮源后的第5天总氮含量超过原始水平。海藻蛋白质的变化总体上比较平稳，直到J21d-J28d才出现较明显的下降。氮源的限制和恢复对氨基酸影响明显，J5-7d的海藻在恢复氮源以后的3-5d，出现超过原始氨基酸含量的现象。藻红素含量受到氮源的影响显著，在氮限制期间藻红素含量基本保持同样的速率下降。叶绿素a的变化与藻红素含量的变化趋势基本相同，但叶绿素a的含量比藻红素含量较低。J14-21d的海藻在氮源H5d左右，体内硝态氮含量超过原先未被饥饿的海藻。铵态氮库是带形蜈蚣藻体内最小的氮存储库，海藻在J21d时，恢复氮源以后出现超出原始水平的现象。

全文目录


摘要  5-8
Abstract  8-16
第一章 前言  16-27
  1.1 生态系统中氮的循环  16-17
    1.1.1 氮的存在形式与转化  16
    1.1.2 生态系统中氮的循环利用  16-17
  1.2 氮的输入、转化和输出途径  17
    1.2.1 氮的输入  17
    1.2.2 氮的转化  17
    1.2.3 氮的输出  17
  1.3 氮对植物的作用  17-18
  1.4 大型海藻对氮的吸收  18-21
    1.4.1 大型海藻对氮的吸收形态  18-19
    1.4.2 大型海藻对氮的吸收方式  19
      1.4.2.1 吸附  19
      1.4.2.2 被动吸收  19
      1.4.2.3 主动吸收  19
    1.4.3 影响大型海藻对氮吸收的因子  19-21
      1.4.3.1 物理因子  19-20
      1.4.3.2 化学因子  20-21
      1.4.3.3 生物因子  21
  1.5 植物对氮的同化和积累的生理响应  21-23
    1.5.1 生长  21-22
    1.5.2 植物氮库构成  22-23
      1.5.2.1 蛋白质氮库  22
      1.5.2.2 氨基酸氮库  22
      1.5.2.3 色素氮库  22-23
      1.5.2.4 无机氮库  23
  1.6 超补偿现象  23-24
  1.7 研究对象、目的和意义  24-27
    1.7.1 研究对象  24-25
      1.7.1.1 带形蜈蚣藻的分类地位和分布范围  24
      1.7.1.2 带形蜈蚣藻的经济价值  24-25
      1.7.1.3 带形蜈蚣藻的国内外研究现状  25
    1.7.2 研究目的和意义  25-27
第二章 不同氮源对带形蜈蚣藻(Grateloupia turuturu Yamada)氮吸收的影响  27-35
  引言  27
  2.1 实验材料及方法  27-29
    2.1.1 实验材料  27-28
    2.1.2 实验设计  28-29
    2.1.3 测定指标  29
      2.1.3.1 水体中 NH_4~+-N 浓度的测定  29
      2.1.3.2 水体中 NO_3~--N 浓度的测定  29
    2.1.4 数据处理与分析  29
  2.2 实验结果  29-31
    2.2.1 带形蜈蚣藻对 NH_4~+-N 的吸收速率随时间的变化  29-30
    2.2.2 带形蜈蚣藻对 NO_3~--N 的吸收速率随时间的变化  30-31
  2.3 讨论  31-35
    2.3.1 带形蜈蚣藻对 NH_4~+-N 的吸收速率变化  31-32
    2.3.2 带形蜈蚣藻对 NO_3~--N 的吸收速率变化  32-35
第三章 不同氮源对带形蜈蚣藻生长和氮库的影响  35-62
  引言  35
  3.1 实验材料及方法  35-38
    3.1.1 实验材料  35-36
    3.1.2 实验设计  36
    3.1.3 测定指标  36-37
      3.1.3.1 生长的测定  36
      3.1.3.2 总氮含量的测定  36-37
      3.1.3.3 蛋白质含量的测定  37
      3.1.3.4 氨基酸含量的测定  37
      3.1.3.5 色素的测定  37
      3.1.3.6 无机氮的测定  37
    3.1.4 数据处理与分析  37-38
  3.2 实验结果  38-58
    3.2.1 不同氮形态对带形蜈蚣藻的影响  38-48
      3.2.1.1 不同氮形态对带形蜈蚣藻特定生长率的影响  38
      3.2.1.2 不同氮形态对带形蜈蚣藻氮库分配比例的影响  38-41
      3.2.1.3 不同氮形态对带形蜈蚣藻氮库的影响  41-48
    3.2.2 不同氮比例对带形蜈蚣藻的影响  48-58
      3.2.2.1 不同氮比例对带形蜈蚣藻特定生长率的影响  48-50
      3.2.2.2 不同氮比例对带形蜈蚣藻氮库分配比例的影响  50-51
      3.2.2.3 不同氮比例对带形蜈蚣藻氮库的影响  51-58
  3.3 讨论  58-62
    3.3.1 不同氮源对带形蜈蚣藻的影响  58-62
      3.3.1.1 不同氮源对带形蜈蚣藻生长的影响  58
      3.3.1.2 不同氮源对带形蜈蚣藻各个氮库分配比例的影响  58-59
      3.3.1.3 不同氮源对带形蜈蚣藻各个氮库的影响  59-62
第四章 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻氮源的吸收、生长和氮库的影响  62-88
  引言  62
  4.1 实验材料及方法  62-64
    4.1.1 实验材料  62-63
    4.1.2 实验设计  63-64
    4.1.3 测定指标  64
      4.1.3.1 水体中 NH_4~+-N 和 NO_3~--N 浓度的测定  64
      4.1.3.2 生长的测定  64
      4.1.3.3 各个库的测定  64
    4.1.4 数据处理与分析  64
  4.2 实验结果  64-83
    4.2.1 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻氮吸收的影响  64-67
      4.2.1.1 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻 NH_4~+--N 吸收速率的影响  64-66
      4.2.1.2 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻 NO_3~--N 吸收速率的影响  66-67
    4.2.2 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻特定生长率的影响  67
    4.2.3 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻各个氮库分配比例的影响  67-73
    4.2.4 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻各个氮库的影响  73-83
      4.2.4.1 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻总氮含量的影响  73
      4.2.4.2 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻蛋白质的影响  73
      4.2.4.3 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻氨基酸的影响  73-77
      4.2.4.4 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻藻红素的影响  77
      4.2.4.5 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻叶绿素 a 的影响  77-79
      4.2.4.6 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻硝态氮的影响  79-80
      4.2.4.7 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻铵态氮的影响  80-83
  4.3 讨论  83-88
    4.3.1 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻氮吸收的影响  83-84
      4.3.1.1 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻 NH_4~+-N 吸收速率的影响  83
      4.3.1.2 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻 NO_3~--N 吸收速率的影响  83-84
    4.3.2 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻特定生长率的影响  84
    4.3.3 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻各个氮库分配比例的影响  84-85
    4.3.4 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻各个氮库的影响  85-88
      4.3.4.1 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻总氮的影响  85
      4.3.4.2 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻蛋白质的影响  85
      4.3.4.3 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻氨基酸的影响  85-86
      4.3.4.4 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻色素的影响  86
      4.3.4.5 氮限制后恢复氮源对带形蜈蚣藻无机氮的影响  86-88
参考文献  88-95
致谢  95-96
个人简历  96
发表的学术论文  96-97

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中图分类: > 农业科学 > 水产、渔业 > 水产基础科学 > 水产生物学 > 水产植物学
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