三角褐指藻對不同形態(tài)鐵的吸收和利用

董萬禮,黃舒元,史大林,袁東星

(廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院,濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 廈門361102)

三角褐指藻對不同形態(tài)鐵的吸收和利用

董萬禮,黃舒元,史大林,袁東星*

(廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院,濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 廈門361102)

分別向天然海水中添加不同濃度的FeCl3、鐵的乙二胺四乙酸絡(luò)合物(Fe-EDTA)和鐵的去鐵胺絡(luò)合物(Fe-DFO),對三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)進(jìn)行培養(yǎng),研究其對不同形態(tài)鐵的吸收和利用.每天測定藻細(xì)胞密度及體系液相中和藻細(xì)胞內(nèi)外的鐵濃度.結(jié)果表明:不同濃度的FeCl3和Fe-EDTA均可促進(jìn)三角褐指藻生長,不同濃度的Fe-DFO均會抑制其生長.FeCl3培養(yǎng)體系中,鐵主要分布在藻細(xì)胞外;Fe-EDTA和Fe-DFO的培養(yǎng)體系中,鐵主要存在于液相中.液相鐵濃度均隨培養(yǎng)時(shí)間的增加而減少,細(xì)胞內(nèi)外鐵濃度均隨培養(yǎng)時(shí)間的增加而增加.3種形態(tài)鐵的三角褐指藻生物可利用性由高到低依次為FeCl3＞Fe-EDTA＞Fe-DFO.該結(jié)果可為海水中鐵的生物可利用性研究提供參考.

天然海水;鐵;三角褐指藻;生物可利用性

鐵是浮游植物生長所必需的微量元素,對其光合作用、呼吸作用、固氮作用、葉綠素合成、無機(jī)鹽吸收和細(xì)胞氧化還原等過程有重要影響[1].全球近45%的碳是由海洋浮游植物通過光合作用固定的[2],而光合作用很大程度上依賴于鐵[3].鐵在地殼中的豐度達(dá)5.6%,僅次于氧、硅和鋁,是地殼的主要組成元素[4],但在海洋中尤其是大洋表層,溶解態(tài)鐵的濃度很低,超過99%的溶解態(tài)鐵以有機(jī)絡(luò)合態(tài)形式存在[5].

20世紀(jì)80年代,Martin等[6]提出了著名的“鐵假說”,低濃度鐵對浮游植物初級生產(chǎn)力的限制作用越來越被人們所重視.鐵的缺乏會阻礙浮游植物對氮、磷等元素的吸收,使其不能合成吸收主要營養(yǎng)鹽所需的酶[7].除了鐵的濃度,鐵的形態(tài)也會影響浮游植物的生長.浮游植物(特別是硅藻)對三價(jià)鐵吸收和利用的機(jī)制已被揭示[8-9].Lis等[10]的系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn),浮游植物對鐵的吸收速率常數(shù)與細(xì)胞表面積的大小緊密相關(guān):在細(xì)胞表面積相同的情況下,若底物為去鐵胺絡(luò)合物(Fe-de-feroxamine,Fe-DFO),鐵的吸收速率常數(shù)是以非螯合態(tài)鐵(Fe′)為底物時(shí)的1/1 000;而以其他含鐵化合物為底物時(shí),鐵的吸收速率常數(shù)均在Fe′與Fe-DFO之間.

三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)屬于硅藻門(Bacillariophyta)[11],具有繁殖快、生長迅速、適應(yīng)性強(qiáng)、易于培養(yǎng)等特點(diǎn),富含蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸及多糖等多種高價(jià)值活性物質(zhì),常被用作人工育苗中的基礎(chǔ)餌料.目前關(guān)于鐵和三角褐指藻的研究,大多集中在不同濃度鐵對三角褐指藻生長、光合作用和生化組成等方面的影響[12-13];而關(guān)于三角褐指藻對不同形態(tài)鐵的吸收利用方式和途徑、不同形態(tài)的鐵在培養(yǎng)體系中的分布和濃度變化情況及其對三角褐指藻生長的影響,研究得還不多.99%以上的溶解態(tài)鐵在海水中與有機(jī)配位體絡(luò)合,但迄今對有機(jī)配位體的具體化學(xué)結(jié)構(gòu)了解十分有限,僅知參與絡(luò)合鐵的官能團(tuán)主要有氧肟酸、羧基和兒茶酚[8,10].

本研究以FeCl3、鐵的乙二胺四乙酸絡(luò)合物(Fe-EDTA)和Fe-DFO分別代表離子態(tài)鐵、羧基官能團(tuán)絡(luò)合態(tài)鐵和氧肟酸鹽型鐵載體絡(luò)合態(tài)鐵,向天然海水中添加不同濃度的上述3種鐵化合物,對三角褐指藻進(jìn)行培養(yǎng),每天測定藻細(xì)胞密度及體系液相中和藻細(xì)胞內(nèi)外的鐵濃度,探討三角褐指藻對不同形態(tài)鐵的吸收和利用情況.

1 材料與方法

1.1材 料

實(shí)驗(yàn)所用的三角褐指藻由廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室海洋微型生物保種中心提供.按浮游植物f/2培養(yǎng)液的配方但不加痕量金屬配制三角褐指藻的培養(yǎng)液.加鐵培養(yǎng)前,將三角褐指藻置于p H 8.0的培養(yǎng)液中馴化20代左右,始終保持在對數(shù)生長期內(nèi)接種,以維持藻的活力.

所用的天然海水取自廈門鼓浪嶼附近海域,先后經(jīng)0.45和0.22μm的微孔濾膜過濾.為避免滅菌過程中引入鐵,采用微波爐滅菌法:向1 L的方形培養(yǎng)瓶中加入800 m L已過濾的天然海水,旋松瓶蓋,放入微波爐中,高溫加熱至瓶壁上凝結(jié)出水珠;將培養(yǎng)瓶取出后立即放入冰水混合物中降溫至室溫,旋緊瓶蓋后放在藻種培養(yǎng)室備用[12].實(shí)驗(yàn)器皿均為非玻璃材質(zhì),先在0.5%(體積分?jǐn)?shù),下同)HNO3溶液中浸泡過夜,取出后將器皿表面附著的酸溶液清洗干凈,再用超純水清洗3次;重復(fù)上述過程,晾干備用.

1.2設(shè)備及試劑

顆粒細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(Z2,美國Beckman Coulter公司),離心機(jī)(Sigma3K15,德國Sigma公司),微波爐(NN-H965WF,日本Panasonic公司),石墨爐原子吸收光譜儀(Nov AA400P,德國Analytik Jena公司), C18凈化柱(SupelcleanENVI-18,500 mg/6 m L,美國Supelco公司).甲磺酸去鐵胺(DFO)購自美國Bio Vision公司,65%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))濃HNO3購自德國Merck公司,其余試劑購自美國Sigma-Aldrich公司和國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司.Fe-EDTA和Fe-DFO溶液分別由FeCl3標(biāo)準(zhǔn)使用液和逐級稀釋的EDTA-2Na和DFO溶液配制而得,當(dāng)鐵的質(zhì)量濃度為1 mg/ L,EDTA-2Na和DFO溶液的質(zhì)量濃度分別為7.31和23.46 mg/L時(shí),EDTA-2Na和DFO與鐵的摩爾比分別為1.1∶1和2∶1.

1.3方 法

1.3.1三角褐指藻的培養(yǎng)與計(jì)數(shù)

向滅過菌的天然海水中添加質(zhì)量濃度分別為0, 200,400,600,800,1 000μg/L(以鐵計(jì),下同)的FeCl3、Fe-EDTA和Fe-DFO溶液,以1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)p H至8.0,靜置過夜.接種的初始藻細(xì)胞密度為1.0×104m L-1.培養(yǎng)條件:溫度20℃,鹽度27,光照強(qiáng)度5 000 lx,光暗周期14 h∶10 h.每天上午9點(diǎn)左右搖勻藻液,取10 m L用Z2顆粒細(xì)胞計(jì)數(shù)儀計(jì)數(shù).

1.3.2草酸-EDTA洗液的除鐵

草酸-EDTA洗液中含有一定量的鐵,經(jīng)石墨爐原子吸收光譜(GFAAS)法測定,其中鐵的質(zhì)量濃度約為30μg/L.使用前需將洗液中的鐵盡量去除,方法如下[13]:配制1 L含125 mmol/L草酸鈉、375 mmol/L NaCl、12.5 mmol/L KCl的母液,加入2 mmol/L菲咯嗪溶液2.14 m L(經(jīng)計(jì)算可知,母液中菲咯嗪與鐵的摩爾比約為12∶1),生成菲咯嗪-鐵絡(luò)合物;靜置過夜,過C18凈化柱,利用其對菲咯嗪-鐵絡(luò)合物的吸附作用將母液中大部分的鐵截留在柱上;取400 m L凈化后的母液,加入9.306 g EDTA-2Na,調(diào)節(jié)p H至7.0后用蒸餾水定容至500 m L.除鐵后,草酸-EDTA洗液中鐵的質(zhì)量濃度降至10μg/L以下.

1.3.3鐵的分離和測定

參照Franklin等[14]的分類和分離方法,將培養(yǎng)體系中的鐵分為液相鐵、細(xì)胞內(nèi)鐵和細(xì)胞外鐵,經(jīng)離心、洗脫和消解等預(yù)處理過程分離和收集各部分鐵.具體方法為:取30 m L混勻藻液于50 m L離心管中,8 000 r/min離心10 min,取5 m L上清液,滴加50μL濃HNO3,測定液相鐵;棄去剩余的上清液,向藻細(xì)胞沉淀中加入10 m L草酸-EDTA洗液,振蕩約5 min,洗脫吸附在藻細(xì)胞表面的鐵,8 000 r/min離心10 min,取5 m L上清液;棄去剩余上清液,留下藻細(xì)胞沉淀,重復(fù)上述步驟3次(共4次),將每次取出的上清液混合(共20 m L),滴加50μL濃HNO3,測定細(xì)胞外鐵;向藻細(xì)胞沉淀中加入2 m L濃HNO3和1 m L HClO4,轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯燒杯中,靜置過夜,于電熱板上240℃加熱消解,至溶液呈澄清透明狀;冷卻后轉(zhuǎn)移至10 m L離心管中,用0.5%HNO3溶液定容至10 m L,測定細(xì)胞內(nèi)鐵.所有樣品均設(shè)平行樣,數(shù)據(jù)取平均值.鐵的測定采用GFAAS法.

1.3.4穩(wěn)態(tài)鐵吸收速率的計(jì)算

生物可利用性指的是某化合物可被浮游植物吸收利用的程度,含鐵化合物的生物可利用性由穩(wěn)態(tài)鐵的吸收速率(對數(shù)生長期藻類對鐵的吸收速率)表征[15].由單位細(xì)胞內(nèi)鐵濃度和生長速率計(jì)算而得,即

其中,ρss為穩(wěn)態(tài)鐵吸收速率(fmol/(cell·d)),Q為單位細(xì)胞內(nèi)鐵濃度(fmol/cell),v為生長速率(d-1).

1.4數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)用Stata s統(tǒng)計(jì)軟件(Release 13.0,美國Stata公司)處理,用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示.先對3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,再使用最小顯著差異t-檢驗(yàn)(LSD t-test)對3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩比較,p＜0.05表示有顯著差異.

2 結(jié)果與討論

2.1不同濃度及形態(tài)的鐵對三角褐指藻生長的影響

以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo),藻細(xì)胞密度的對數(shù)值為縱坐標(biāo),繪制三角褐指藻的生長曲線,如圖1所示:三角褐指藻從培養(yǎng)的第2天開始進(jìn)入對數(shù)期,第5天開始進(jìn)入平臺期.根據(jù)三角褐指藻對數(shù)生長期的細(xì)胞數(shù)可計(jì)算出其生長速率(表1).從表1可以看出:加入不同質(zhì)量濃度的FeCl3和Fe-EDTA后,三角褐指藻的生長速率均比對照組高;加入不同質(zhì)量濃度的Fe-DFO后,三角褐指藻的生長速率均比對照組低.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明:與對照組相比,實(shí)驗(yàn)組不同質(zhì)量濃度的FeCl3和Fe-EDTA均促進(jìn)三角褐指藻的生長;而無論質(zhì)量濃度高低,Fe-DFO的加入均抑制三角褐指藻的生長.

表1　不同培養(yǎng)體系中三角褐指藻的生長速率Tab.1 The growth rate of P.tricornutum in different cultivation systems

圖1　不同培養(yǎng)體系中三角褐指藻的生長曲線Fig.1 The growth curve of P.tricornutumin in different cultivation systems

早在20世紀(jì)80年代,Martin等[6]就提出并證明了鐵可以促進(jìn)浮游植物生長的觀點(diǎn).三角褐指藻是一種典型的硅藻,鐵對三角褐指藻生長影響的相關(guān)研究較多,但大多以Fe3+為研究對象.蔣漢明等[16]的研究結(jié)果表明,當(dāng)Fe3+濃度為0.5μmol/L時(shí),三角褐指藻生長異常緩慢,增加Fe3+的濃度,三角褐指藻的生長速率加快.朱明遠(yuǎn)等[17]的研究證明,隨著鐵濃度的增加,三角褐指藻的生長有加快的趨勢.不同形態(tài)的鐵對三角褐指藻生長的影響也不同.蔡阿根等[18]的研究指出,鐵的富里酸和EDTA絡(luò)合物比膠體氫氧化鐵更有利于促進(jìn)三角褐指藻的生長.

向培養(yǎng)體系中加入FeCl3后,鐵會以沉淀膠體和溶解態(tài)的形式存在,其中沉淀膠體態(tài)鐵占絕大部分,其可通過光降解、熱力學(xué)還原、酶降解等過程轉(zhuǎn)化成液相鐵,從而被三角褐指藻吸收利用[19-20].本研究中加入FeCl3后,三角褐指藻的生長速率均高于對照組.

向培養(yǎng)體系中添加不同質(zhì)量濃度的Fe-EDTA后,三角褐指藻的生長速率增大,這是由于Fe-EDTA雖具有非細(xì)胞滲透和非生物可利用性[8],但其會在光照等條件下發(fā)生解離反應(yīng),產(chǎn)生最易被浮游植物吸收和利用的Fe′[9].本研究發(fā)現(xiàn),加入不同濃度的Fe-EDTA后,實(shí)驗(yàn)組中易被三角褐指藻吸收利用的鐵濃度均比對照組高,更有利于三角褐指藻的生長.

本研究中添加不同濃度的Fe-DFO后,三角褐指藻的生長速率減小,這是由于Fe-DFO極穩(wěn)定,不會因光照等條件發(fā)生解離反應(yīng),體系中幾乎不存在Fe′,鐵主要以Fe-DFO的形式被三角褐指藻吸收和利用.另有研究表明:在相同的運(yùn)載體運(yùn)輸情況下, Fe-DFO在細(xì)胞表面被還原的速率更低;同時(shí),過量的DFO會與藻細(xì)胞膜表面的運(yùn)載體競爭二價(jià)鐵,減少細(xì)胞對二價(jià)鐵的吸收,降低三角褐指藻對鐵的吸收速率[8,21-22].因此,Fe-DFO的加入抑制了三角褐指藻的生長.

2.2FeCl3培養(yǎng)體系中不同形態(tài)鐵的分布及濃度變化趨勢

添加不同質(zhì)量濃度的FeCl3后,鐵主要分布在藻細(xì)胞外.在三角褐指藻整個(gè)生長過程中,液相鐵的質(zhì)量濃度隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而逐漸減少,細(xì)胞內(nèi)鐵質(zhì)量濃度隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而逐漸增加,細(xì)胞外鐵質(zhì)量濃度基本保持不變(見圖2).可能的原因如下:添加不同質(zhì)量濃度的FeCl3后,大部分鐵立即形成膠體并被吸附到藻細(xì)胞表面,少部分鐵存留在液相中,故培養(yǎng)初期細(xì)胞外鐵質(zhì)量濃度占回收的總鐵質(zhì)量濃度的比例較高,液相及細(xì)胞內(nèi)鐵所占比例較低;隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加,三角褐指藻將細(xì)胞外的鐵吸收到細(xì)胞內(nèi),液相鐵擴(kuò)散至細(xì)胞表面以達(dá)到新的平衡,故細(xì)胞內(nèi)質(zhì)量鐵濃度隨培養(yǎng)時(shí)間的增加而增加,液相鐵質(zhì)量濃度隨培養(yǎng)時(shí)間的增加而減少,而細(xì)胞外鐵質(zhì)量濃度基本保持不變.對照組回收的總鐵質(zhì)量濃度約為60μg/L,除了天然海水和草酸-EDTA洗液帶入的鐵外,鐵的污染源還可能來自實(shí)驗(yàn)中所用到的容器,如培養(yǎng)瓶、離心管、移液槍槍頭、GFAAS法測定使用的進(jìn)樣杯等,雖然各器皿均經(jīng)過酸處理,但仍無法將鐵完全除凈.

圖2　FeCl3培養(yǎng)體系中不同形態(tài)鐵的變化Fig.2 The variation of different iron forms in FeCl3cultivation system

2.3Fe-EDTA培養(yǎng)體系中不同形態(tài)鐵的分布及濃度變化趨勢

向培養(yǎng)體系中加入不同質(zhì)量濃度的Fe-EDTA后,當(dāng)三角褐指藻處于調(diào)整期和對數(shù)期時(shí),鐵主要存在于液相中;進(jìn)入平臺期后,鐵主要被吸附到藻細(xì)胞的表面;隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加,液相鐵質(zhì)量濃度顯著減少,細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)鐵質(zhì)量濃度逐漸增加(見圖3).這是因?yàn)榧尤氩煌|(zhì)量濃度的Fe-EDTA后,過量的EDTA可以防止體系中的鐵形成沉淀,從而使大部分鐵存在于液相中.在培養(yǎng)初期,鐵主要存在于液相中,隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加,Fe-EDTA解離反應(yīng)產(chǎn)生的Fe′逐漸被吸附到藻細(xì)胞表面并被三角褐指藻吸收利用,液相鐵的濃度質(zhì)量減少,細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)鐵質(zhì)量濃度增加.

2.4Fe-DFO培養(yǎng)體系中不同形態(tài)鐵的分布及濃度變化趨勢

向培養(yǎng)體系中加入Fe-DFO后,鐵的分布及質(zhì)量濃度變化趨勢(見圖4)與Fe-EDTA培養(yǎng)體系基本一致,但由于三角褐指藻對Fe-DFO的吸收速率比Fe′低[12],故在相同的培養(yǎng)時(shí)間下,Fe-DFO培養(yǎng)體系細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)鐵質(zhì)量濃度均比Fe-EDTA培養(yǎng)體系低,液相鐵質(zhì)量濃度比Fe-EDTA培養(yǎng)體系高.

上述結(jié)果顯示,三角褐指藻對鐵的吸收是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,主要分為兩個(gè)階段:第一階段是細(xì)胞表面的吸附作用,第二階段將細(xì)胞表面的鐵運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi).這與Shaked等[8]提出的浮游植物對鐵吸收的二價(jià)鐵模型相一致.

2.5總鐵回收率

根據(jù)培養(yǎng)體系中各部分鐵的量之和與添加鐵的量,可計(jì)算出體系中添加的總回收率.FeCl3、Fe-EDTA和Fe-DFO培養(yǎng)體系的總鐵回收率范圍依次為93.3%～129.7%,88.8%～121.4%和96.9%～123.1%,回收率均較高.

圖3　Fe-EDTA培養(yǎng)體系中不同形態(tài)鐵的變化Fig.3 The variation of different iron forms in Fe-EDTA cultivation system

圖4　Fe-DFO培養(yǎng)體系中不同形態(tài)鐵的變化Fig.4 The variation of different iron forms in Fe-DFO cultivation system

2.63種形態(tài)鐵的生物可利用性比較

以培養(yǎng)第4天的藻細(xì)胞密度及液相中和藻細(xì)胞內(nèi)外鐵濃度的數(shù)據(jù),計(jì)算得到不同濃度的FeCl3、Fe-EDTA和Fe-DFO培養(yǎng)體系中三角褐指藻Q及ρss,如表2所示.

當(dāng)添加鐵的質(zhì)量濃度相同時(shí),FeCl3組三角褐指藻的Q最高,相應(yīng)的ρss最大;Fe-DFO組Q和ρss均最小.隨著鐵質(zhì)量濃度的增加,各組中三角褐指藻Q及ρss均呈增加趨勢.由單因素方差分析可知,FeCl3、Fe-EDTA和Fe-DFO 3組的Q和ρss的F值分別為4.10和7.36,p值均＜0.05;進(jìn)一步經(jīng)過LSD t-檢驗(yàn)可知, 3組間Q和ρss均有顯著差異,如表3所示.

當(dāng)添加鐵的質(zhì)量濃度相同時(shí),FeCl3、Fe-EDTA和Fe-DFO組中易被三角褐指藻吸收和利用的鐵濃度依次降低.故在其他培養(yǎng)條件一致的情況下,FeCl3組三角褐指藻Q和ρss最大,Fe-EDTA組次之,Fe-DFO組最低.對三角褐指藻而言,3種形態(tài)鐵的生物可利用性由高到低依次為FeCl3＞Fe-EDTA＞Fe-DFO.

Lis等[10]將前人關(guān)于硅藻、藍(lán)藻等浮游植物對不同形態(tài)鐵的吸收和利用情況進(jìn)行了比較和總結(jié),指出大多數(shù)浮游植物對Fe′的吸收速率最高,對Fe-DFO的吸收速率最低.本研究結(jié)果表明三角褐指藻對FeCl3、Fe-EDTA和Fe-DFO 3種形態(tài)鐵的吸收利用情況與大多數(shù)浮游植物的吸收利用情況一致.

表2　三角褐指藻對數(shù)期單位細(xì)胞內(nèi)鐵濃度(Q)及穩(wěn)態(tài)鐵吸收速率(ρss)Tab.2 The intracellular iron concentration per cell(Q)and iron absorption rate at steady state(ρss)in the exponential phase of P.tricornutum

表3　不同培養(yǎng)體系之間Q和ρss的統(tǒng)計(jì)值Tab.3 The statistical values of Q andρssbetween different cultivation systems

3 結(jié) 論

本研究發(fā)現(xiàn),不同質(zhì)量濃度的FeCl3和Fe-EDTA均可促進(jìn)三角褐指藻的生長,不同質(zhì)量濃度的Fe-DFO均會抑制三角褐指藻的生長.向培養(yǎng)體系中加入不同質(zhì)量濃度的FeCl3、Fe-EDTA和Fe-DFO后,鐵主要存在于液相.液相鐵質(zhì)量濃度均隨培養(yǎng)時(shí)間的增加而減少,細(xì)胞內(nèi)外鐵質(zhì)量濃度均隨培養(yǎng)時(shí)間的增加而增加(除FeCl3體系中細(xì)胞外鐵基本保持不變外).3種形態(tài)鐵的三角褐指藻生物可利用性由高到低依次為FeCl3＞Fe-EDTA＞Fe-DFO.本研究利用不同形態(tài)鐵培養(yǎng)三角褐指藻,根據(jù)藻的生長及鐵的分布與濃度變化趨勢判斷不同形態(tài)鐵的生物可利用性,為進(jìn)一步研究海水中鐵的生物可利用性提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考.

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Absorption and Utilization of Different Forms of Iron by Phaeodactylum tricornutum

DONG Wanli,HUANG Shuyuan,SHI Dalin,YUAN Dongxing*

(Key Laboratory of the Coastal and Wetland Ecosystems,Ministry of Education, College of the Environment and Ecology,Xiamen University,Xiamen 361102,China)

To investigate the bioavailability and effect of different iron species on the growth of Phaeodactylum tricornutum,different concentrations of FeCl3,Fe-EDTA and Fe-deferoxamine(Fe-DFO)were added into natural seawater to serve as the iron sources.Cell population and iron concentration in different culture systems were measured every day.The results showed that FeCl3and Fe-EDTA at all the test concentrations promoted the growth of P.tricornutum,while Fe-DFO at all concentrations inhibited the growth.When FeCl3was added to the culture system,iron was mainly distributed on the surface of the algae cells.However,with Fe-EDTA or Fe-DFO in the culture system the iron was mainly in the liquid phase.As the incubation time increased,the concentration of iron in liquid phase decreased,while that of intracellular and extracellular iron increased.In summary,our results demonstrated that the bioavailability of the three forms of iron to P.tricornutum was in the order of FeCl3＞Fe-EDTA＞Fe-DFO,which provides

for further study on the bioavailability of iron in the seawater.

seawater;iron;Phaeodactylum tricornutum;bioavailability

X 55

A

0438-0479(2016)06-0869-07

10.6043/j.issn.0438-0479.201602009

2016-02-16 錄用日期:2016-05-31

國家自然科學(xué)基金(41176075)

yuandx@xmu.edu.cn

董萬禮,黃舒元,史大林,等.三角褐指藻對不同形態(tài)鐵的吸收和利用[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,55(6): 869-875.

DONG W L,HUANG S Y,SHI D L,et al.Absorption and utilization of different forms of iron by Phaeodactylum tricornutum[J].Journal of Xiamen University(Natural Science),2016,55(6):869-875.(in Chinese)