不同氮磷比对莱茵衣藻砷吸收和代谢影响的研究
摘要：为研究不同氮磷比条件下莱茵衣藻对砷吸收和代谢的影响机制，本实验研究了As(V)处理不同氮磷比(P/N)条件下的莱茵衣藻As的吸收和富集量。结果表明：在-P条件之下，莱茵衣藻富集和吸收的砷含量最大。当磷浓度低于正常值（P/N低于0.16）时，莱茵衣藻对砷的富集和吸收明显促进，P/N越接近于0.16，促进作用越弱。当P/N高于正常值时，莱茵衣藻对砷的吸收出现抑制，但作用不明显。莱茵衣藻胞内富集中的砷主要以As(V)的形式存在，只有少部分As(V)转化成为As (Ⅲ)，且在-P条件下，有更多的As(V)被还原为As(Ⅲ)。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
引言 3
1 实验材料与方法 4
1.1实验材料、仪器和试剂 4
1.2实验方法 4
1.2.1样品前处理 4
1.2.2藻液光密度值（OD）值的测定 4
1.2.3藻富集和吸收的总砷含量 5
1.2.4培养液中砷含量 5
1.2.5砷形态的测定 5
2结果与分析 5
2.1不同氮磷比条件下砷对莱茵衣藻生长的影响 5
2.2不同氮磷比条件下莱茵衣藻富集和吸收的总砷含量 6
2.2.1不同氮磷比条件下莱茵衣藻富集的总砷含量 6
2.2.2不同氮磷比条件下莱茵衣藻吸收的总砷含量 6
2.3培养液中的总砷含量 7
2.4莱茵衣藻胞内砷形态 7
2.4.1莱茵衣藻胞内的As(Ⅲ) 7
2.4.2 莱茵衣藻胞内的As(V) 8
3 讨论 8
致谢 9
参考文献 9
不同氮磷比对莱茵衣藻砷吸收和代谢影响的研究
引言
引言：作为一种广泛存在的有毒类金属[1]，砷在水体中的浓度一般介于15mg/L之间，但在一些采矿水中砷浓度可以高达850 mg/L[2] 。这些砷主要以无机形态存在，且在好氧水体中As(V)占主导地位，而As(Ⅲ)主要存在于厌氧环境中。除了所处的环境不同外，As(V)与As
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
(Ⅲ)对不同生物的毒性亦不相同。前者对淡水藻类的毒性较强，而哺乳动物与海洋生物对后者更为敏感[3]。由于藻类具有更高的比表面积，它们可以用于砷的修复。然而，目前我们对于藻类的砷耐受机制还知之甚少。从理论上来讲，当藻类暴露于较高浓度的As(V)时，它们自身会通过一系列调整减轻可能的毒性。首先，它们可以降低转运体对砷的结合能力或者减少转运体的数量，从而抑制砷的吸收。同时，藻类也可以加快胞内砷的排出使其胞内浓度降低。其次，生物体内的As(V)可以被还原为As(Ⅲ)，进而通过生物排出、巯基蛋白络合或者甲基化作用缓解其毒性[4]。第三，藻细胞也可以改变砷在亚细胞水平上的分布，降低其与敏感位点的结合，减轻毒性[5,6]。
由于与磷酸盐具有诸多相似的理化性质，As(V)主要通过磷酸盐转运系统进入藻细胞[7]。因此胞外磷酸盐与As(V)在吸收过程中形成竞争关系，即磷酸盐的存在抑制了As(V)的吸收[8]。另一方面，胞内As(V)通过还原作用生成As (Ⅲ)是整个解毒过程的重要环节[4]。磷酸盐可以与As(Ⅲ)竞争性结合相应的还原酶活性位点，从而在As(V)的还原过程中扮演重要角色。更进一步，由于As(V)的毒性主要来自其对胞内磷酸盐正常代谢活动的干扰，可以想象这种干扰行为可以在胞内磷酸盐浓度提高时得以缓解[5]。因此，细胞内外的磷酸盐可以从多方面对As(V)的毒性产生影响，然而科学界对这一论断并没有达成共识。
目前，国内外对于藻类和砷方面的研究，主要集中在测定藻类砷含量方面，如杨钊砰[9](2007)采用微波消解和盐酸浸提处理，氢化物原子荧光光谱法测定7种藻类的总砷和无机砷的含量，结果表明，7种藻类的总砷含量在2.7995.12mg/kg之间，无机砷的含量在0.143.72mg/kg之间。
也有不少学者进行了关于藻对砷的吸附情况，以及砷在藻类的形态转化方面。如Hansen[10](2006)研究了海洋巨藻属去Lessonia nigrescen在不同pH条件下对As(V)的生物吸附，这种吸附作用很好地满足Freundlich和Langmuir方程。对于水体生态系统中的重要类群—藻类的生理和生长的影响报道较少。藻类作为水环境中重要的组成部分，研究砷对其的毒害作用以及研究藻类对砷的耐受能力以及富集作用非常重要。
本文研究了不同P状态下，通过分析莱茵衣藻富集和吸收的As总量以及藻胞内的As形态，研究莱茵衣藻对砷吸收和代谢的影响，促进藻类在砷生物修复方面的应用。
1 实验材料与方法
1.1 实验材料、仪器和试剂
实验室所用莱茵衣藻Chlamydomona reinhardtii购于中国科学院水生生物研究所（中国，武汉）提供。在无菌条件下将藻种接至TAP培养基中，培养基的成分（表11）。整个培养过程中，培养温度设为25℃ ，加MOPS维持实验溶液的pH为7.5，光照强度为2000 lux，且维持12：12小时的光暗循环。
表11培养基配方
成分
成分
浓度
Tris
242g/L
TAP salts
NH4Cl
37.5g/L
MgSO47H2O
10g/L
CaCl2H2O
5g/L
Phosphate
K2HPO4
108g/L
KH2PO4
27g/L
Water
Trace metals
ZnSO47H2O
220g/L
H3BO3
57g/L
MnCl4H2O
101.2g/L
CoCl26H2O
32.2g/L
CuSO45H2O
31.4g/L
(NH4)6Mo7O244H2O
22g/L
FeSO47H2O
99.8g/L
EDTA
200g/L
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
引言 3
1 实验材料与方法 4
1.1实验材料、仪器和试剂 4
1.2实验方法 4
1.2.1样品前处理 4
1.2.2藻液光密度值（OD）值的测定 4
1.2.3藻富集和吸收的总砷含量 5
1.2.4培养液中砷含量 5
1.2.5砷形态的测定 5
2结果与分析 5
2.1不同氮磷比条件下砷对莱茵衣藻生长的影响 5
2.2不同氮磷比条件下莱茵衣藻富集和吸收的总砷含量 6
2.2.1不同氮磷比条件下莱茵衣藻富集的总砷含量 6
2.2.2不同氮磷比条件下莱茵衣藻吸收的总砷含量 6
2.3培养液中的总砷含量 7
2.4莱茵衣藻胞内砷形态 7
2.4.1莱茵衣藻胞内的As(Ⅲ) 7
2.4.2 莱茵衣藻胞内的As(V) 8
3 讨论 8
致谢 9
参考文献 9
不同氮磷比对莱茵衣藻砷吸收和代谢影响的研究
引言
引言：作为一种广泛存在的有毒类金属[1]，砷在水体中的浓度一般介于15mg/L之间，但在一些采矿水中砷浓度可以高达850 mg/L[2] 。这些砷主要以无机形态存在，且在好氧水体中As(V)占主导地位，而As(Ⅲ)主要存在于厌氧环境中。除了所处的环境不同外，As(V)与As
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
(Ⅲ)对不同生物的毒性亦不相同。前者对淡水藻类的毒性较强，而哺乳动物与海洋生物对后者更为敏感[3]。由于藻类具有更高的比表面积，它们可以用于砷的修复。然而，目前我们对于藻类的砷耐受机制还知之甚少。从理论上来讲，当藻类暴露于较高浓度的As(V)时，它们自身会通过一系列调整减轻可能的毒性。首先，它们可以降低转运体对砷的结合能力或者减少转运体的数量，从而抑制砷的吸收。同时，藻类也可以加快胞内砷的排出使其胞内浓度降低。其次，生物体内的As(V)可以被还原为As(Ⅲ)，进而通过生物排出、巯基蛋白络合或者甲基化作用缓解其毒性[4]。第三，藻细胞也可以改变砷在亚细胞水平上的分布，降低其与敏感位点的结合，减轻毒性[5,6]。
由于与磷酸盐具有诸多相似的理化性质，As(V)主要通过磷酸盐转运系统进入藻细胞[7]。因此胞外磷酸盐与As(V)在吸收过程中形成竞争关系，即磷酸盐的存在抑制了As(V)的吸收[8]。另一方面，胞内As(V)通过还原作用生成As (Ⅲ)是整个解毒过程的重要环节[4]。磷酸盐可以与As(Ⅲ)竞争性结合相应的还原酶活性位点，从而在As(V)的还原过程中扮演重要角色。更进一步，由于As(V)的毒性主要来自其对胞内磷酸盐正常代谢活动的干扰，可以想象这种干扰行为可以在胞内磷酸盐浓度提高时得以缓解[5]。因此，细胞内外的磷酸盐可以从多方面对As(V)的毒性产生影响，然而科学界对这一论断并没有达成共识。
目前，国内外对于藻类和砷方面的研究，主要集中在测定藻类砷含量方面，如杨钊砰[9](2007)采用微波消解和盐酸浸提处理，氢化物原子荧光光谱法测定7种藻类的总砷和无机砷的含量，结果表明，7种藻类的总砷含量在2.7995.12mg/kg之间，无机砷的含量在0.143.72mg/kg之间。
也有不少学者进行了关于藻对砷的吸附情况，以及砷在藻类的形态转化方面。如Hansen[10](2006)研究了海洋巨藻属去Lessonia nigrescen在不同pH条件下对As(V)的生物吸附，这种吸附作用很好地满足Freundlich和Langmuir方程。对于水体生态系统中的重要类群—藻类的生理和生长的影响报道较少。藻类作为水环境中重要的组成部分，研究砷对其的毒害作用以及研究藻类对砷的耐受能力以及富集作用非常重要。
本文研究了不同P状态下，通过分析莱茵衣藻富集和吸收的As总量以及藻胞内的As形态，研究莱茵衣藻对砷吸收和代谢的影响，促进藻类在砷生物修复方面的应用。
1 实验材料与方法
1.1 实验材料、仪器和试剂
实验室所用莱茵衣藻Chlamydomona reinhardtii购于中国科学院水生生物研究所（中国，武汉）提供。在无菌条件下将藻种接至TAP培养基中，培养基的成分（表11）。整个培养过程中，培养温度设为25℃ ，加MOPS维持实验溶液的pH为7.5，光照强度为2000 lux，且维持12：12小时的光暗循环。
表11培养基配方
成分
成分
浓度
Tris
242g/L
TAP salts
NH4Cl
37.5g/L
MgSO47H2O
10g/L
CaCl2H2O
5g/L
Phosphate
K2HPO4
108g/L
KH2PO4
27g/L
Water
Trace metals
ZnSO47H2O
220g/L
H3BO3
57g/L
MnCl4H2O
101.2g/L
CoCl26H2O
32.2g/L
CuSO45H2O
31.4g/L
(NH4)6Mo7O244H2O
22g/L
FeSO47H2O
99.8g/L
EDTA
200g/L
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/551.html
