海洋微藻产生二甲基硫、β-二甲巯基丙酸内盐和丙烯酸盐的研究

摘要

二甲基硫(DMS)作为主要的海洋生源硫化物,对调节气候和环境具有重要的作用。DMS的前体物质b-二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)主要来源于浮游植物,DMSP通过去甲基化生成甲硫醇和丙烯酸盐(AA),并在DMSP裂解酶的作用下裂解产生DMS和丙烯酸盐。因此研究海洋微藻生产DMSP、DMS和AA能衡量海洋浮游植物对海水中硫循环的贡献,了解DMSP降解产生丙烯酸和DMS的机理,从而为现场的海洋硫循环研究提供参考数据。
　　本文首先研究了中国近海8种常见藻种 DMS、DMSP及丙烯酸生产释放情况,并分析不同生长阶段 DMS/AA与 AA/DMSP+AA的变化规律,初步探讨不同藻类在不同生长阶段,DMSP降解产生丙烯酸和 DMS的机理。然后,以新鲜的青岛近海表层海水为研究对象,进行了黑暗培养实验。通过添加 DMSP和DMSP抑制剂甜菜碱(GBT),测定 DMSP的降解速率,以及 DMS和丙烯酸的产生速率,探求不同海域微生物对 DMSP的降解和 DMS及丙烯酸的产生的影响。最后,探讨了 DMSP初始浓度及温度对 DMSP降解及 DMS和丙烯酸产生的影响。主要研究结果如下:
　　1.八种海洋微藻生产 DMSP、DMS和 AA的研究
　　(1)八种海藻单位细胞释放 DMSP、DMS及 AA含量大小如下:裸甲藻>强壮前沟藻>中肋骨条藻>东海原甲藻>球石藻>三角褐指藻>亚心形扁藻>旋链角毛藻;强壮前沟藻>中肋骨条藻>三角褐指藻>球石藻>东海原甲藻>裸甲藻>旋链角毛藻>亚心形扁藻;强壮前沟藻>东海原甲藻>亚心形扁藻>球石藻>旋链角毛藻>三角褐指藻>裸甲藻。这八种藻在指数生长期的含量都处于低值,而在稳定生长期出现激增。
　　(2)八种海藻的 DMS/AA平均值均小于50％,在生长周期内的变化趋势存在差异,但是,在指数增长期 DMS/AA比值呈逐渐增加趋势;而在衰亡期DMS/AA有下降的趋势。则表明 DMSP降解的途径可能受海藻种类及生长阶段的影响。
　　(3)八种微藻的 AA/(DMSP+ AA)变化趋势在部分生长阶段内相似。在稳定生长期,这个比例达到峰值,在稳定生长期后期衰老期之前,比值迅速下降,而在衰亡期呈上升的趋势。这表明不同微藻在不同的生产阶段DMSP降解率不同。
　　2.青岛近海表层海水中 DMSP的降解及其影响因素的研究
　　(1)现场海水的降解实验表明,在培养时间较短的情况下,GBT对海水中DMSP的降解均能起到抑制作用。胶州湾湾内表层海水 DMSP的表观消耗速率是湾外的27倍,DMS和 AA的表观生成速率则高于湾外;而秋季 DMSP的降解速率低于冬季。
　　(2)海水中本底 DMSP的浓度越高,则产生的 DMS和丙烯酸以及 DMSP降解率 AA/(DMSP+AA)也随之增加。海水中 DMS/AA的变化范围为1-7%。
　　(3)温度影响 DMSP的降解,DMS和丙烯酸浓度的增长速率随温度升高而增加,而 DMSP降解速率也随之增加。当温度为30℃时,DMS和丙烯酸浓度的增加与增长速率最高,DMSP浓度降低的程度与降低速率达也明显较高。

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海洋微藻产生二甲基硫、?-二甲巯基丙酸内盐和丙烯酸盐的研究

0 前言

1 文献综述

1.1 海水体系中的 DMSP

1.2 海水中 DMSP 降解转化为 DMS 及 AA 的过程

1.3 海水中 DMS 的迁移转化

1.4 海水中 AA 的迁移转化

1.5 海水中 DMSP、DMS 及 AA 在生态系的作用

1.6 海水中 DMS、DMSP 及 AA 的分析方法

1.7 本文的研究内容

2 八种海洋微藻产生 DMSP、DMS 和 AA 的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 小结

3 DMSP 降解及其影响因素的研究

3.1 实验部分

3.2 结果与讨论

3.3 小结

4 结论

5 研究展望

参考文献

致谢

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