第八届青年地学论坛

       痕量金属铁(Fe)是浮游植物生长所必需的营养元素，也是限制全球海洋初级生产力的主要影响因素。海水中绝大多数的溶解态铁被强有机配体络合，可利用铁的浓度很低，使得浮游植物的生长在一定程度上受到了铁的限制，而浮游植物吸收和利用有机络合态铁的机制尚未完全建立。本研究证明真核浮游植物颗石藻赫氏藻(Emiliania huxleyi)可以利用特异性的铁吸收机制，即通过释放潜在铁配体与海水中的铁络合以增强自身在铁限制时获取铁的能力。研究发现在铁限制的颗石藻培养基中存在能够与铁络合的潜在铁配体(PL_D)。将富集得到的PL_D加入到铁限制的颗石藻培养体系中，细胞在短期内的铁吸收速率升高，且在溶液总铁浓度不变的前提下，短期铁吸收速率的变化正比于PL_D的加入浓度。通过计算得到颗石藻单位比表面积的铁吸收速率也相应升高，表明铁限制时的颗石藻细胞表面可能存在FePL_D相关的铁吸收系统。这一特殊的FePL_D吸收机制使颗石藻在单位时间内获取了更多的胞内铁，从而提高了其生长速率和固碳速率，降低了铁限制下细胞内部基于生长的铁利用效率。然而，颗石藻在铁充分时释放的潜在铁配体(PL_R)对于其在铁限制下的铁吸收速率以及生长和固碳速率均没有显著性影响，表明PL_R的存在对颗石藻铁吸收和利用的提高是相对无效的。此外，大量PL_D的加入使硅藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)在铁限制下的短期铁吸收速率以及生长速率均显著下降，通过计算得到单位细胞比表面积的铁吸收速率不会随PL_D加入浓度的增加而发生改变，表明PL_D对浮游植物铁吸收和利用的影响具有生物特异性。综上所述，本研究提出了一种关于真核浮游植物铁吸收利用的新途径，并为该途径提供了相关实验依据。