海洋藍藻束毛藻richolesmiumspp的生存狀態與氮營養調控

位于偏遠地區的水生藍藻是漢江海域的主要繁殖者。它是環境條件中初級生產力的主要貢獻者。通過光合作用，將離開空氣中的氮轉化為可利用的化合物氮，從而減少氮和養分對初級工人的限制。自從20世紀60年代發現海洋藍藻束毛藻能夠固定氮(N1毛管的生態特性以及對全球海洋生產力的貢獻束毛藻是絲狀,無異型胞的海洋藍藻,有時以單個藻絲存在,但多數為多藻絲聚集成肉眼可見的束狀群體1.1束毛藻群落特征束毛藻主要分布在熱帶和亞熱帶貧營養鹽海域的表層水面,其環境特點為:水團相對穩定,水域營養鹽濃度較低,光的透過率較高。通常在邊界涌流(boundarycurrent),如墨西哥灣涌流,黑潮涌流(Kuroshiocurrent)和熱帶海域瀉湖(lagoon)水域束毛藻的生物量較大中國東南沿海束毛藻主要分布在水深0~50m的表層海域,群落密度隨水深成減少趨勢,最大生物量一般出現在水深為20~30m的水域中,且群落密度具有明顯的季節性變化,夏季群落密度可高達1.0×10在海洋真光層生態系統中束毛藻群落通常提供其他生物(如硅藻,甲藻,原生動物,水螅類,橈足類)生長的良好環境,并為其他生物提供有機營養1.2束毛藻藻絲束毛藻固氮向表層水域輸入新氮源具有重要的生態意義,它是碳素向深海輸入的主要動力熱帶和亞熱帶北大西洋海域的調查資料顯示:束毛藻(藻絲長0.5~4mm)是初級生產力的主要貢獻者(約固定CO2毛藻的氮養分、代謝特征和類固醇2.1束毛藻氨基酸鹽合成酶活性的研究束毛藻不僅能將空氣中的氮氣轉化成化合態的氮,而且它自身也和其他固氮生物一樣能夠利用化合態的氮(例如:NH對從日本附近的黑潮暖流(Kuroshiocurrent)中分離的束毛藻(TrichodesmiumNIBB1067)進行實驗室培養發現,藻種能在富含NH束毛藻的氮代謝主要是通過谷氨酸合成酶/谷氨酸酯合酶途徑實現的在北大西洋海域利用轉移酶實驗測定束毛藻谷氨酸鹽合成酶的活性,細胞免疫標記研究的結果表明谷氨酸鹽合成酶的濃度與固氮酶蛋白濃度變化呈正相關性,即晚上束毛藻細胞失去固氮活性時細胞內的固氮酶濃度和谷氨酸鹽合成酶濃度都很低2.2固氮酶系統分析分子氮(N但是并不是所有的束毛藻細胞中都含有固氮酶,免疫學研究發現含有固氮酶具有固氮能力的細胞少于10%~15%束毛藻的固氮速率隨取樣的地點和時間不同而不相同3環境因素對束毛藻的影響對束毛藻生長和固氮的限制因素了解較少,因為不同海域中營養鹽含量和環境因素對束毛藻的影響作用不盡相同,而且同一海域在不同季節情況也有所變化。一般認為鐵元素是主要限制因子,但僅僅鐵元素本身又無法解釋一些海域不受鐵元素影響的情況3.1環境和固氮生物的性質鐵在營養鹽含量較高,葉綠素含量較低的海域對初級生產力起主要限制作用,鐵主要通過大氣的沉降作用進入海洋的真光層水域在所有固氮生物中固氮酶包括兩種蛋白:鐵蛋白和鉬蛋白,鐵元素是固氮酶復合體的重要組成部分,鐵的吸收利用直接影響固氮酶的合成和表達束毛藻的生理學研究進一步顯示束毛藻能吸收并儲存大量的分子態的鐵,以維持最大生物量的需求3.2關于磷限制的限制近年來海域中磷營養鹽對束毛藻生長和固氮的限制受到越來越多的關注3.3光明強度對毛蟲的限制束毛藻一般生活在光照強度較高的環境中,其固氮速率也隨光照強度呈上升趨勢3.4溫度限制溫度是影響束毛藻的分布和生物量的重要因素,一般認為20℃是束毛藻正常生長的最低溫度4毛藻赤潮對生態環境的影響，以及毛藻在生物地球化學循環中的作用4.1綠毛藻是世界上最重要的紅潮物種之一，對水生生態環境有重要影響束毛藻是重要的赤潮種,在世界許多海域如坦桑尼亞沿岸海域4.2毛管的生物地球化學循環中的作用近年來由于大量排放CO海洋真光層中氮營養的輸入主要有兩個來源:生物固氮和由上升流垂直輸入的硝態氮,兩者在真光層對CO5非氮營養的影響在貧營養的熱帶和亞熱帶海域束毛藻固氮減輕了氮營養對初級生產力的限制,但是關于非氮營養對束毛藻生物量和固氮活性的