季节性缺氧环境底栖动物对微藻脂类化合物降解影响模拟研究

摘要

本研究以中国近海典型赤潮藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为研究对象,考察季节性缺氧环境下底栖动物对脂类标志物在沉积物中降解的影响。通过对比不同氧饱和度模拟培养体系中中肋骨条藻在有/无刀额新对虾(Metapenaeus ensis)幼体活动背景下的降解过程,追踪中肋骨条藻中主要脂肪酸和中性脂在100％、50%、25%和0%的氧饱和度体系中的降解行为。研究结果表明:
　　(1)底栖动物的扰动作用能够转移表层沉积物中的藻源脂类化合物至次表层沉积物和悬浮颗粒中,改变其在沉积物中的分布。随含氧量的降低,底栖动物扰动作用减弱,对藻源脂类化合物的转移作用减弱。具体而言,100%氧饱和度体系,脂肪酸和中性脂在实验组表层沉积物中的含量迅速减少,被大量转移到次表层沉积物和悬浮颗粒中;50%氧饱和度体系中,底栖动物的扰动作用转移脂类化合物的量明显减少,悬浮颗粒物只在实验初期产生并在其中检测到脂类化合物。虽然50%样饱和度体系中底栖动物向次表层转移微藻较少,但其中的藻源脂类化合物含量与100%氧饱和度体系相差不大,主要是由于50%氧饱和度体系次表层沉积物中的藻源脂类化合物降解缓慢造成的。25%和0%氧饱和度体系中没有悬浮颗粒物产生,在次表层沉积物也没有检测到藻源脂类化合物。
　　(2)100%氧饱和度体系中底栖动物的活动能够明显加快脂类化合物在沉积物中的降解。实验组藻源脂肪酸降解速率常数 kav约为对照组的1.2-1.7倍。底栖动物对饱和脂肪酸14:0和16:0降解的促进作用更为明显。实验组中性脂 kav为对照组的2.2-2.8倍。在50%氧饱和度体系的中度缺氧体系中,刀额新对虾幼体活力逐渐减弱,最终死亡,死亡之前的扰动增加了有机物在次表层沉积物中的埋藏并降低了脂类化合物的降解速率,因而实验组脂肪酸和中性脂的降解速率常数kav小于或接近对照组。25%和0%氧饱和度体系中,实验组和对照组脂类化合物降解速率常数 kav相近,在这种严重缺氧和无氧环境中,底栖动物迅速死亡,对脂肪酸和中性脂降解的影响可以忽略,脂肪酸和中性脂的降解主要受微生物影响。
　　(3)除了底栖动物的扰动,氧化还原环境和化合物自身结构也是影响脂类化合物降解速率的重要因素。不同环境中,氧饱和度降低时中性脂和脂肪酸降解速率常数 kav均减小,但中性脂减小幅度更大。同一体系中结构不同的脂肪酸降解速率常数 kav差别明显,不饱和脂肪酸20:5和16:1(7)的 kav值大于饱和脂肪酸,20:5含有的双键较多,其 kav值也较大,底栖动物的存在没有改变这一规律。多不饱和脂肪酸降解速率常数在四种体系中总的变化范围0.25~0.52d-1,饱和脂肪酸降解速率常数范变化围为0.11~0.34d-1,表明不饱和双键对脂肪酸自身降解影响显著。氧饱和度相同的对照组或实验组培养体系中,分子结构不同的中性脂化合物降解速率常数相差不大,表明底栖动物的存在减弱了中性脂化合物分子结构对其自身降解的影响。

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0 前言

1 文献综述

1.1 海洋缺氧

1.2 底栖动物的扰动作用对有机物质降解的影响

1.3 研究有机物质降解常用的生物标志物

1.4 研究参数的选择

1.5 本文的主要研究内容和目的

2 实验材料与方法

2.1 实验仪器与药品

2.2 实验方法

2.3 实验误差

3 不同含氧体系底栖动物对脂类化合物分布的影响

3.1刀额新对虾幼体的活动情况

3.2 脂肪酸在不同氧饱和度体系中的分布特征及垂直变化

3.3 中性脂在不同氧饱和度体系中的分布特征及变化

3.4 讨论

3.5 细菌源脂肪酸浓度的变化

4 底栖动物扰动对脂类化合物降解的影响

4.1 底栖动物扰动对微藻脂肪酸降解的影响

4.2 底栖动物扰动对中性脂降解的影响

4.3 底栖动物对脂类化合物降解的影响：脂肪酸 vs.中性脂

5 结论

参考文献

致谢

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