第八届青年地学论坛

光合自养固氮蓝藻束毛藻是寡营养海域重要的初级生产者和新氮来源，对海洋碳（C）、氮（N）生物地球化学循环具有重要作用。束毛藻通常以藻丝（trichomes）形态存在，当发生藻华时，束毛藻容易聚集形成束状体（colonies）形态，直径可达0.3-1 mm。已有的研究表明，相较于trichomes，colonies具有更独特的pH和氧气微环境，从而可能对束毛藻生理过程产生影响；另一方面，colonies具有稳定的结构和丰富的有机质，为其他微生物提供了良好的栖息地，并与其附生微生物相互影响，可能有着更为活跃的物质循环和能量流动。目前关于colonies的形成机制尚不明确，在实验室内稳定培养colonies仍具有较大挑战，因此对束毛藻colonies的研究还主要集中于现场实验，通过室内实验深入探究并对比两种形态的束毛藻生理特性的研究十分有限。本研究成功在实验室受控条件下模拟束毛藻藻华，稳定培养出两种形态共存的束毛藻，并开展一系列实验对比两种形态束毛藻的生理特性。初步研究结果表明，束毛藻colonies的固氮速率显著低于trichomes，这可能是由于colonies微环境的变化对束毛藻固氮过程产生影响。通过对比两种形态束毛藻的元素组成，我们发现colonies的氮磷比（N/P）显著高于trichomes，这可能意味着colonies具有更特殊的方式响应藻华发生时P营养盐的变化；此外，colonies的碳氮比（C/N）显著高于trichomes，这可能是由于colonies微群落中束毛藻细胞与微生物相互作用分泌更多的多糖物质使颗粒有机碳（POC）升高所导致的。本研究还将通过测定氧化胁迫水平、相关基因表达水平等参数进一步探究其生理过程变化的内在机制。相较于trichomes，束毛藻colonies因其特殊的微环境和微群落，使其在海洋碳、氮元素循环中可能扮演不同角色，通过深入探究并对比两种形态束毛藻的生理特性有助于揭示束毛藻colonies潜在的生态学意义。
 

束毛藻,微群落,生物地球化学循环