（环境科学专业论文）环境因素对浮游生物脂肪酸影响的研究.pdf

喇错? 环境因素对浮游生物脂肪酸影响的研究 学位论文完成日期： 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： ，o 咋 01 c 、： 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 【逵；如逛查基丝益墓挂剔岂明数：奎拦亘窒) 或其他教育机构的学位或证书使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：燃签字日期：砌年彳月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：黼 签字日期：7 叼痒月，7 日 导师签字：霪碰莒，导师签字：沩 ；。 签字日期：矽j 口年月，) 日 八 环境因素对浮游生物脂肪酸影响的研究 摘要 脂肪酸是生物体内脂类的主要组成部分，在海洋生态系统中，浮游植物是 必需脂肪酸的主要来源，其脂肪酸组成受环境因素影响。浮游动物在海洋生态 系统中具有重要的生态学意义，能够为更高营养级提供食物，并从初级生产者 中吸收营养物质。本文讨论了氮磷浓度及氮磷比对三种微藻生长、脂肪酸含量 和产量以及脂肪酸组成的影响；以及季节变化对中华哲水蚤、太平洋磷虾、细 长脚虫戎、针刺拟哲水蚤几种优势种脂肪酸的影响。主要结论如下： 氮磷充足时三种微藻细胞生长较快。细胞生长受氮磷浓度影响均显著，高 氮高磷有利于小球藻细胞的生长；氮浓度固定时，随磷浓度的增加，中肋骨条 藻细胞生长速率有明显增加的趋势；低氮低磷条件不利于裸甲藻细胞生长，高 氮高磷条件下细胞相对生长速率较快。氮磷充足能促进三种微藻细胞的快速生 长。 本实验所设浓度条件下脂肪酸含量和产量变化规律是氮和或磷限制时含量 和产量较高，氮磷充足时，含量和产量相对较低。脂肪酸含量和产量受氮浓度 影响显著( 中肋骨条藻和裸甲藻，p 0 0 5 ) 或极显著( 小球藻，p 0 0 1 ) 。中 肋骨条藻脂肪酸含量和产量受磷浓度影响极显著( 尸 0 0 1 ) 。当磷浓度为 1l l u n o l l 。1 和5 5 n o l l d 时，随氮浓度增加，三种微藻脂肪酸含量均有下降趋势， 磷浓度为1 1 p m o l l 以时，三种微藻脂肪酸含量变化不尽相同，小球藻随氮浓度 的增加有下降的趋势，中肋骨条藻和裸甲藻随氮浓度的增加有增加的趋势。 三种微藻脂肪酸组成中c 1 6 ：0 ，c 1 6 ：1 ，c 1 8 ：0 ，c 1 8 ：l n 9 四种脂肪酸含量均较 高，除此之外，小球藻c 2 0 ：4 ( 从) 和c 2 0 ：5 ( e p a ) 含量较高，中肋骨条藻 含有较多的c 1 6 p u f a 及一定量的d h a ，裸甲藻最突出的脂肪酸是c 1 8 ：4 ，d h a 含量很高。三种微藻受氮磷浓度影响的脂肪酸种类不同，但是营养盐浓度增加， 三种微藻s f a 、m u f a 百分含量均有下降趋势，p u f a 有增加的趋势。 由以上几条结论可以看出，氮磷限制条件下微藻生长较慢，但是脂肪酸有 一定积累，且以s f a 和m 认为主。 n p 1 6 ：1 时，只有小球藻细 胞生长速率与氮磷比相关性显著，且为负相关。 氮磷比对三种微藻脂肪酸含量和产量的影响不同，当n p 1 6 ：1 时，小球藻脂肪酸含量与氮磷比正相关，中肋骨条藻脂 肪酸含量与氮磷比负相关；当n p # 1 6 ：i 时，裸甲藻脂肪酸含量与氮磷比相 关性不显著。只有中肋骨条藻在n p ：p 1 6 ：l 时脂肪酸产量与氮磷比表现出相 关性，且为正相关。通过氮磷比与脂肪酸含量产量的相关性分析可以得知， 较低氮磷比有利于小球藻脂肪酸含量的提高，高氮磷比或低氮磷比均有利 于中肋骨条藻脂肪酸含量和产量的提高。 三种微藻各种脂肪酸与氮磷比相关性各有特点。当n p 1 6 ：1 时，小球 藻氮磷比与m u f a 正相关，与p u f a 负相关；中肋骨条藻氮磷比与m u f a 正相关；裸甲藻氮磷比与s f a 、m u f a 、p 吼均不相关。 两个季节采集到的浮游动物主要组成种类包括中华哲水蚤，针刺拟哲 水蚤、太平洋磷虾和细长脚虫戎。虽然几种浮游动物所处营养级不同，但是 主要脂肪酸均包括c 1 6 ：0 ，c 1 8 ：0 ，c 1 6 ：1 ，c 1 8 ：l ，e p a 和d h a ，脂肪酸组成没 有明显的变化。从微藻特征脂肪酸可以看出，几种浮游动物食物来源主要 包括硅藻和甲藻，虽然太平洋磷虾等所处营养级较高，但是其食物仍然间 接来源于海洋中主要浮游植物。两个季节采集到的同种浮游动物样品脂肪 酸组成变化不大，可能的原因是在两个季节，海洋生态系统中主要的浮游 植物群落变化较小。 关键词：脂肪酸；浮游生物；氮磷浓度；氮磷比；季节 s t u d yo nt h ee f f e c t so fe n v ir o n m e n t aif a c t o rso nf a t t y a cid s o f pia n k t o n a b s t r a c t f a t t ya c i d sa r em a i nc o m p o n e n t so fl i p i d si no r g a n i s m s ，p h y t o p l a n k t o ni st h e m a i ns o u r c eo fe s s e n t i a lf a t t ya c i d si nm a r i n ee c o l o g i c a ls y s t e m ，a n de n v i r o n m e n t a l f a c t o r sh a v ee f f e c t so nt h ef a t t ya c i d sc o m p o s i t i o no fp h y t o p l a n k t o n z o o p l a n k t o n h a v ei m p o r t a n te c o l o g i c a ls i g n i f i c a n c e ，t h e yc a l ls u p p l yf o o df o rh i g h e rt r o p h i cl e v e l ， a n dt h e yc a na b s o r bn u t r i e n tm a t e r i a l t h ee f f e c t so fc o n c e n t r a t i o no f p h o s p h o r u s a n dn i t r o g e na n dn pr a t i oo nc e l lg r o w t h , f a t t ya c i d sc o n t e n ta n dy i e l d ，f a t t ya c i d s c o m p o s i t i o no ft h r e ea l g a ea r ed i s c u s s e di nt h i sp a p e r t h ee f f e c to fs e a s o n a l e v o l u t i o no nf a t t ya c i d so fd o m i n a n ts p e c i e s ，s u c ha sc a l a n u ss i n i c u s ，e u p h a u s i a p a c i f i c a ，t h e m i s t og r a c i l i p e sa n dp a r a c a l a n u sa c u l e a t u sa r ea l s od i s c u s s e d t h e m a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w ： c e l l so ft h r e es p e c i e sg r o wf a s t e rw h e nna n dpn u t r i e n t sa r es u f f i c i e n t t h e c o n c e n t r a t i o n so fp h o s p h o r u sa n dn i t r o g e nh a v es i g n i f i c a n te f f e c t so nc e l lg r o w t ho f c h l o r e l l as p p ，s k e l e t o n e m ac o s t a t u ma n d g y m n o s t o m u ma e r u g i n o s u m h i g h c o n c e n t r a t i o n so f p h o s p h o r u sa n dn i t r o g e na r ep r o p i t i o u st ot h eg r o w t ho fc h l s p p w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fn i t r o g e ni s i n v a r i a b l e ，t h e c e l l g r o w t hr a t e o f s c o s t a t u mh a sa l lo b v i o u si n c r e a s i n gt r e n d ；g a e r u g i n o s u mc e l l sg r o ws l o w l yw h e n p h o s p h o r u sa n dn i t r o g e nc o n c e n t r a t i o n sa r el o w , a n dc e l l sg r o wf a s t e rw h e n c o n c e n t r a t i o no fp h o s p h o r u sa n dn i t r o g e na r e h i g h i n h i g hc o n c e n t r a t i o no f p h o s p h o r u sa n d o rn i t r o g e n ，c e l l sg r o wf a s t e r o nt h ec o n d i t i o no fo u re x p e r i m e n t ，t h ec h a n g el a wo ff a t t ya c i d sc o n t e n ta n d y i e l da r et h a tb o t l la r eh i g h e rw h e nna n d o rpi sl i m i t t e d ，w h i l eb o t ha r er a l a t i v e l o w e rw h e nna n dpa r es u f f i c i e n t t h ec o n c e n t r a t i o no fp h o s p h o r u sa n dn i t r o g e n h a v ed i f f e r e n te f f e c t so n c h l s p p ，s c o s t a t u m a n d g a e r u g i n o s u m n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o nh a ss i g n i f i c a n t 假c o s t a t u ma n dkb r e v i s ，尸 0 0 5 ，c h ls p p ，p 0 01 ) e f f e c t so nf a t t ya c i d sc o n t e n ta n dy i e l do ft h r e ea l g a e i na d d i t i o n ，p h o s p h o r u s c o n c e n t r a t i o nh a ss i g n i f i c a n te f f e c t so nf a t t ya c i d sc o n t e n ta n dy i e l do fs c o s t a t u m ( 尸 o 01 ) i ng e n e r a l f a t t ya c i d sc o n t e n to ft h r e ea l g a eh a sat r e n do fd e c l i n ew h e n p h o s p h o r u sa r e1 1l 上m o l l a n d5 5 1 m a o l l 一，a l t h o u g h ，f a t t ya c i d sc o n t e n t so ft h r e e a l g a eh a v ed i f f e r e n tt r e n d sw h e np h o s p h o r u sc o n c e n t r a t i o ni s1 1 l m a o l l ，c h l s p p s h o w sad e c l i n et r e n dw h e nn i t r o g e nc o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e s ，w h i l es c o s t a t u ma n d g a e r u g i n o s u ms h o wai n c r e a s i n gt r e n d t h o u g hh i g hc o n c e n t r a t i o no fn i t r o g e ni s n o tp r o p i t i o u st ot h ei n c r e a s i n go ff a t t ya c i d sy i e l d so ft h r e ea l g a e ，f a t t ya c i d sy i e l d s o ft h r e ea l g a es h o wc h a r a c t e r i s t i co ft h e i ro w nw h e nn i t r o g e na n dc o n c e n t r a t i o n c h a n g e t h em a i nf a t t ya c i d so ft h r e ea l g a ei n c l u d ec 1 6 ：0 ，c 1 6 ：1 ，c 1 8 ：0 ，c 1 8 ：l n 一9 ， b e s i d e s ，c 2 0 ：4 ( a a ) a n dc 2 0 ：5 ( e p a ) h a sh i g hc o n t e n ti nc h l s p p ，s c o s t a t u ms h o w h i g hc 16 p u f aa n dac e r t a i na m o u n to fo fd h a ，t h eo u t s t a n d i n gf a t t ya c i d si n g a e r u g i n o s u mi s c18 ：4 ，a n dd h ah a sah i g hc o n t e n t f a t t ya c i d ss p e c i e st h a t a f f e c t e db yn i t r o g e na n dp h o s p h o r u sc o n c e n t r a t i o n , t h o u g hs f aa n dm u f a c o n t e n t ss h o wd e c l i n et r e n da n dp u f ac o n t e n ts h o w si n c r e a s i n gt r e n dw h e n n u t r i e n t sc o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e i tc a nb es e e nf r o ma b o v ec o n c l u s i o n , m i c r o a l a g eg r o ws l o w l yw h e nna n dp a r el i m i t e d ，i nt h es a m et i m e ，f a t t ya c i d sa r ea c c u m u l a t e d ，m a i n l ys f aa n dm u f a w h e nn p 16 ：1 ，o n l yc h l s p pc e l lg r o w t h r a t eh a ss i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o n 、析t hn pr a t i oa n ds h o w sn e g a t i v ec o r r e l a t i o n n pr a t i oh a sd i f f e r e n te f f e c t so nf a t t ya c i d sc o n t e n t sa n dy i e l d s w h e nn p 1 6 ：1 ，f a t t ya c i d sc o n t e n to f c h l s p ps h o wp o s i t i v ec o r r e l a t i o n w i 吐ln pr a t i o ，f a t t ya c i d sc o n t e n t so fs c o s t a t u ms h o w n e g a t i v ec o r r e l a t i o n ；w h e n n p 16 ：i ，g a e r u g i n o s u md o e sn o ts h o wc o r r e s p o n d e n c e 埘t hn pr a t i o t h er e s u l t s o fc o r r e s p o n d e n c eb e t w e e nf a t t ya c i d sy i e l d sa n dn pr a t i os h o wt h a to n l y s c o s t a t u ms h o w c o r r e s p o n d e n c ew i m n pr a t i ow h e nn p # 1 6 ：i ，a n dt h e c o r r e s p o n d e n c ei sp o s i t i v ec o r r e l a t i o n i ti sk n o w nt h a tl o wn pr a t i oi sp r o p i t i o u st o t h ei n c r e a s i n go ff a t t ya c i d sc o n t e n to fc h l s p p , h i g ho rl o wn pr a t i oi sp r o p i t i o u s t ot h ei n c r e a s i n go f f a t t ya c i d sc o n t e n ta n dy i e l do fg a e r u g i n o s u m t h ec o r r e l a t i o no ff a t t ya c i d so ft h r e ea l g a ea n dn pr a t i oh a v ed i f f e r e n t c h a r a c t e r i s t i c w h e nn p 1 6 ：1 ，m u f ao fc h l s p ps h o w p o s i t i v ec o r r e l a t i o n 谢t hn pr a t i o ，p u f as h o wn e g a t i v ec o r r e l a t i o n ；m u f ao f s c o s t a t u ms h o wp o s i t i v ec o r r e l a t i o n 埘t 1 1n pr a t i o ；s f a ，m u f a ，p u f ao f g a e r u g i n o s u md on o ts h o wc o r r e s p o n d e n c ew i t l ln pr a t i o z o o p l a n k t o ns p e c i e s l a tc o l l e c t e di nt w os e a s o n si n c l u d ec a l a n u ss i n i c u s ， e u p h a u s i ap a c i f i c a ，t h e m i s t og r a c i l i p e s a n dp a r a c a l a n u sa c u l e a t u s t h o u g h z o o p l a n k t o ns p e c i e sh a v ed i f f e r e n tt r o p h i cl e v e l s ，a l lo ft h e i rm a i nf a t t ya c i d si n c l u d e c 1 6 ：0 ，c 1 8 ：0 ，c 1 6 ：1 ，c 1 8 ：1 ，e p aa n dd h a ，f a t t ya c i d sc o m p o s i t i o n so f t h e md on o t h a v eo b v i o u sd i f f e r e n c e i tc a nb es e e nf r o mc h a r a c t e r i s t i cf a t t ya c i d so fa l g a et h a t t h em a i nf o o ds o u r c eo ft h e s ez o o p l a n k t o ni n c l u d e sd i a t o ma n dd i n o f l a g e l l a t e e p a c i f i c ah a sah i g h e rt r o p h i cl e v e le v e nt h o u g h ，t h e i rf o o ds o u r c ei si n d i r e c t l yt h e m a i np h y t o p l a n k t o ni nm a r i n e f a t t ya c i d sc o m p o s i t i o no ft h es a m ez o o p l a n k t o n c h a n g e dl i t t l eb e t w e e nt h et w os e a s o n s ，t h ep o s s i b l er e a s o n si st h ep h y t o p l a n k t o n c o m m u n i t yi nm a r i n ee c o l o g i c a ls y s t e mc h a n g e dl i t t l ei n t h et w os e a s o n s k e y w o r d s ：f a t t ya c i d s ，p l a n k t o n ，c o n c e n t r a t i o no fp h o s p h o r u sa n dn i t r o g e n ， n pr a t i o ，s e a s o n s i i i 目录 0 前言1f j o 吾 1 文献综述1 1 1 浮游植物脂肪酸的组成特点1 1 2 浮游植物的采集及体内脂肪酸的提取、检测。1 1 3 影响浮游植物合成脂肪酸的因素3 1 3 1 光照3 1 3 2 温度3 1 3 3 营养盐3 1 3 4 生长阶段4 1 4 脂肪酸的生理功能5 1 4 1 脂肪酸对浮游植物的作用5 1 4 2 浮游植物脂肪酸对海洋动物的作用6 1 5 浮游植物脂肪酸组成的生态意义6 1 5 1 指示浮游植物群落结构和变化6 1 5 2 指示食物传递路线7 1 6 研究展望8 1 7 研究内容和目的：8 2 研究材料和方法9 2 1 培养方法和采样方法9 2 1 1 室内培养实验9 2 1 2 调查海区和站位设置4 l 2 1 3 样品采集、处理方法及数据收集4 l 2 2 材料和实验方法10 2 2 1 样品处理方法1o 2 2 2 安捷伦( a g i l e n t ) 气相色谱质谱联用仪( g c m s ) 使用条件1 1 2 2 3 实验结果处理方法1 2 2 2 4 统计分析1 2 3 氮磷浓度对三种微藻生长及脂肪酸的影响1 3 3 1 氮磷浓度对微藻细胞生长的影响1 4 3 1 1 氮磷浓度对小球藻生长的影响1 4 3 1 2 氮磷浓度对中肋骨条藻生长的影响1 6 3 1 3 氮磷浓度对裸甲藻生长的影响。1 7 3 1 4 氮磷浓度对三种微藻生长影响的比较一1 8 3 2 氮磷浓度对微藻脂肪酸含量和产量的影响1 9 3 2 1 氮磷浓度对小球藻脂肪酸含量和产量的影响1 9 3 2 2 氮磷浓度对中肋骨条藻脂肪酸含量和产量的影响2 0 3 2 3 氮磷浓度对裸甲藻脂肪酸含量和产量的影响2 l 3 2 4 氮磷浓度对三种微藻脂肪酸含量和产量影响的比较2 2 3 3 氮磷浓度对微藻主要脂肪酸组成的影响2 3 3 3 1 氮磷浓度对小球藻主要脂肪酸组成的影响2 3 3 3 2 氮磷浓度对中肋骨条藻主要脂肪酸组成的影响2 4 3 3 3 氮磷浓度对裸甲藻主要脂肪酸组成的影响2 6 3 3 4 氮磷浓度对三种微藻主要脂肪酸影响的比较：2 9 3 4 本章小结3 0 4 不同氮磷比对微藻生长及脂肪酸的影响3 1 4 1 不同氮磷比对微藻细胞生长的影响3 1 4 1 1 不同氮磷比对小球藻细胞生长的影响3 1 4 1 2 不同氮磷比对中肋骨条藻细胞生长的影响。3 2 4 1 3 不同氮磷比对裸甲藻细胞生长的影响3 2 4 1 4 不同氮磷浓度对三种微藻细胞生长影响的比较。3 3 4 2 不同氮磷比对三种微藻脂肪酸含量和产量的影响3 3 4 2 1 不同氮磷比对小球藻脂肪酸含量和产量的影响3 3 4 2 2 不同氮磷比对中肋骨条藻脂肪酸含量和产量的影响3 4 4 2 3 不同氮磷比对裸甲藻脂肪酸含量和产量的影响3 5 4 2 4 不同氮磷比对三种微藻脂肪酸含量和产量的影响比较3 6 4 3 不同氮磷比对三种微藻脂肪酸组成的影响3 7 4 3 1 不同氮磷比对小球藻脂肪酸组成的影响3 7 4 3 2 不同氮磷比对中肋骨条藻脂肪酸组成的影响。3 7 4 3 3 不同氮磷比对裸甲藻脂肪酸组成的影响。3 8 4 3 4 不同氮磷比对微藻脂肪酸影响比较3 8 4 5 本章小结3 9 5 黄海采集浮游生物样品脂肪酸分析4 0 5 12 0 0 8 年1 月黄海采集样品脂肪酸分析_ 4 4 5 1 12 0 0 8 年1 月黄海样品采集站点及采集到的样品种类。4 4 5 1 22 0 0 8 年1 月黄海采集浮游动物样品不同种类中脂肪酸的组成4 4 5 1 32 0 0 8 年1 月浮游动物主要脂肪酸来源浅析4 6 5 22 0 0 8 年8 月黄海采集样品脂肪酸分析5 2 5 2 12 0 0 8 年8 月黄海样品采集站点及采集到的样品种类。5 2 5 2 22 0 0 8 年8 月黄海采集样品不同站位间脂肪酸的组成变化5 6 5 2 32 0 0 8 年8 月浮游动物脂肪酸来源浅析5 8 5 3 两个季节黄海样品脂肪酸组成比较5 9 5 4 本章小结5 9 6 结论6 0 参考文献6 2 2 环境因素对浮游生物脂肪酸影响的研究 0 前言 脂肪酸( f a t t ya c i d ，f a ) 是生物体内脂类的主要组成部分。脂肪酸分为饱和脂 肪酸( s a t u r a t e df a t t ya c i d ，s f a ) 和不饱和脂肪酸( u n s a t u r a t e df a t t ya c i d ，u f a ) 两大类，不饱和脂肪酸根据双键个数又可分为单不饱和脂肪酸( m o n o u n s a t u r a t e d f a t t ya c i d ，m f a ) 和多不饱和脂肪酸( p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d ，p u f a ) 。必需脂 肪酸( e s s e n t i a lf a t t ya c i d s ，e f a ) 是指在动物体内不能自身合成，但对机体正常 机能具有不可替代作用，因此必须从食物中获取的脂肪酸。必需脂肪酸主要包括 n 3 和n 6 系列的多不饱和脂肪酸。除了陆源输入，海洋中浮游植物和细菌是必需 脂肪酸的主要来源。在以往的研究中，对浮游植物脂肪酸的含量和营养价值开展 的工作较多，但对其在生理和生态上的意义关注的较少。本文将针对浮游植物脂 肪酸的组成特点、影响因素、生理功能和生态意义进行分析阐述。 1 文献综述 1 1 浮游植物脂肪酸的组成特点 不同类群中浮游植物的脂肪酸组成具有不同的特点，这方面已有很多研究结 果。海洋中浮游植物的常见类群包括硅藻、甲藻、绿藻、蓝藻、红藻、金藻和隐 藻等，它们的脂肪酸组成特点见表1 。一般来说，属于同一浮游植物类群的种类 脂肪酸组成较相近。但有时不同种类之间也会存在显著的差异，如绿藻纲中杜氏 盐藻和微绿球藻均属绿藻，但脂肪酸组成在前者中c 1 8 ：3 ( n 3 ) 含量较高，而在后 者e p a 含量较高。 1 2 浮游植物的采集及体内脂肪酸的提取、检测 浮游植物样品有野外采集和室内培养两种，野外采集水样的装置主要是 n i s k i n 采水器，采集的水样经g f f 或g f c 滤膜过滤后储存在液氮中，以备脂肪 酸的测定【1 。3 1 。或者拖网取浮游植物样品【4 1 。室内样品的采集主要有过滤浓缩【5 6 】 和离心收集o 】两种方法，藻液收集后一般采用冷冻干燥的方法得到藻粉进行保 存。 l 环境因素对浮游生物脂肪酸影响的研究 表1 - 1 主要浮游植物类群的脂肪酸组成特点 脂肪酸的提取主要可分为两个部分：油脂的提取和脂肪酸甲酯的制备。虽然 油脂的提取方法多种多样，但是基本上都是根据两种较早的方法进行修改得到 的，即f l o c h 方法【2 8 】和b l i g h 和d y e r 提出的方法【2 9 1 ， f l o c h 方法是氯仿：甲醇： 水比例为8 ：4 ：3 的两相系统，而b l i g h 和d y e 方法是单相系统即氯仿：甲醇：水的最 终比例为2 ：2 ：1 8 。此外还有索氏提取法，但该方法主要应用于沉积物中。 c h r i s t i e 在19 8 2 年提出可以一步实现脂肪酸的甲酯化过程，该过程涉及两种 方式第一种是酸催化的方式，包括甲醇盐酸，甲醇硫酸和甲醇三氟化硼；另一种 方式是包括碱盐甲醇在内的普通催化，但是碱盐甲醇催化与其他普通催化方法一 样，不能使自由脂肪酸甲酯化，因而在自由脂肪酸含量较多的样品中不能应用p 0 1 。 一般采用气相色谱分析的方法或气质联用对脂肪酸进行测定，根据保留时间和 质谱图进行定性分析，根据峰面积进行定量分析阳。 2 环境因素对浮游生物脂肪酸影响的研究 1 3 影响浮游植物合成脂肪酸的因素 在同一浮游植物种类细胞中，由于所处的环境条件差异，浮游植物处于不同 的生长阶段或具有不同的生理状态，都会导致脂肪酸含量和组成的变化。影响浮 游植物脂肪酸含量和组成变化的有光照、营养盐、温度等外界环境因素以及生长 周期等内部因素。 1 3 1 光照 光照条件对浮游植物合成脂肪酸影响很大。廖启斌等【3 2 】以三角褐指藻和小球 藻为研究对象，观察测定了不同光照条件对两者体内脂肪酸合成的影响，结果发 现这两种海洋微藻总多不饱和脂肪酸在总脂肪酸中所占比例随光照强度的增加 呈下降趋势。m o l i n a 掣3 3 】用球等鞭金藻做过类似的实验，结果发现随光照强度 增加，虽然总脂肪酸含量( t f a 干重) 逐渐增大，e p a 含量却有所降低。红藻 t i c h o c a r p u sc r i n i t u s 中e p a 含量也是在较低的光照条件下含量较耐3 4 】。虽然光 照强度对不同藻类的影响程度不一样，但光照条件较低的情况下一般有利于多不 饱和脂肪酸的合成。 1 3 2 温度 蒋汉明和高坤山【3 5 】研究了温度对三角褐指藻体内多不饱和脂肪酸含量的影 响，当温度从2 5 降低到1 0 的过程中，三角褐指藻合成的e p a 及其他多不饱 和脂肪酸的量增加。李文权等【l 7 j 的研究结果显示，随温度升高，球等鞭金藻、盐 生杜氏藻和三角褐指藻中多不饱和脂肪酸含量均有下降的趋势，单不饱和脂肪酸 和饱和脂肪酸均呈上升趋势；但是小球藻表现出不同的变化趋势，随温度升高， 多不饱和脂肪酸在一定的范围内却有所增加。处于低温环境的极地冰藻中的单不 饱和或多不饱和脂肪酸含量较高1 3 们，这可能是冰藻为了适应低温环境，提高了不 饱和脂肪酸在细胞膜中的含量以保持细胞膜流动性的结果鲫。 1 3 3 营养盐 蒋冰飞f 2 7 】和g r i m a 3 8 】分别进行了营养盐对球等鞭金藻脂肪酸影响实验。前者 环境因素对浮游生物脂肪酸影响的研究 【2 7 】发现，p u f a 在于重中所占的比例随氮浓度的增加而下降，在总脂肪酸中所 占百分含量的最大值在较低氮浓度下取得，因而氮缺乏可促进p u f a 的积累， p u f a 随磷浓度变化有相似的变化趋势，即磷缺乏可促进p u f a 的积累；m o l i n a g r i m a 3 s 】却发现，当氮浓度增加时，p u a 和e p a 在总脂肪酸中的百分含量增加。 对硅藻来说，氮和磷缺乏会导致三角褐指藻中p u f a 含量下降，硅营养不足也会 促进脂肪酸在三角褐指藻体内的积累【6 】；短柄曲壳藻、筒柱藻、中肋骨条藻和拟 菱形藻在磷限制条件下，p u f a 占总脂肪酸百分含量也下降，而m u f a 和s f a 百分含量增加【3 9 1 。绿藻中的小球藻对氮磷营养盐的浓度也有不同的响应，笔者对 小球藻在不同氮磷浓度和比例下测定了其在指数增长期的脂肪酸组成，结果( 未 发表数据) 表明：总脂肪酸占干重的比例随氮浓度的升高而下降，但p u f a 在脂 肪酸中所占比例却有所升高；在氮充足的条件下，总脂肪酸含量在低磷条件下较 高，而p u f a 在脂肪酸中所占比例在高磷条件下较高。 铁对浮游植物的脂肪酸组成也有影响，蒋汉明等m 】研究了铁对球等鞭金藻脂 肪酸的影响，发现在一定浓度范围内，d h a 在总脂肪酸中所占的比例随铁浓度 的增加呈增加趋势，而以c 1 8p u f a 为主要成分的p u f a 的比例却呈下降趋势； 铁浓度对s f a 和m u f a 的影响相对较小。 一般来说，在营养限制条件下，p u f a 在浮游植物脂肪酸中所占的比例会有 所下降。但不同浮游植物种类对营养条件的响应会有很大的差别，这使得在复杂 的海洋环境中，很难找出营养盐与浮游植物中脂肪酸含量与组成的特定对应关 系。 1 3 4 生长阶段 浮游植物所处的生长阶段不同，体内脂肪酸的组成也会发生变化。d u n s t a n 等【4 l 】研究了眼点拟微球藻、绿色巴夫藻和金藻在对数生长期和静止期的脂肪酸组 成，发现其组成发生了如下的变化：主要的饱和脂肪酸( 1 4 ：0 ，1 6 ：0 ) 和单不饱 和脂肪酸( 1 6 ：1 ( 1 1 - 7 ) 和1 8 ：l ( n 9 ) ) 的含量从对数期到静止期有所增长，但是主要 的多不饱和脂肪酸的含量却有所下降。李文权i l l j 也提出球等鞭金藻从对数期到静 止期的过程中饱和脂肪酸的含量增加，多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸含量降 低。魏东1 4 2 】对三种微藻研究结果也显示多不饱和脂肪酸在对数期较高，而c 1 6 ：0 4 环境因素对浮游生物脂肪酸影响的研究 和c 1 6 ：l ( n 9 ) 的含量从对数期到静止期却增加。总体看来，从对数期到静止期有 利于饱和和单不饱和脂肪酸的积累，但是不利于多不饱和脂肪酸的积累。 m a n s o u r 4 3 , 4 4 】、梁英 4 3 , 4 4 】分别对裸甲藻和筒柱藻进行的研究也在一定程度上支持 了这一观点。 1 4 脂肪酸的生理功能 1 4 1 脂肪酸对浮游植物的作用 脂肪酸首先是浮游植物细胞中能量储存物质脂肪或油的结构组分，能为浮 游植物在逆境时提供能量来源。脂肪酸对浮游植物细胞抵抗低温、紫外线照射等 环境胁迫的作用也功不可没。虽然不同种类的浮游植物对抗环境胁迫的机制不 同，但是不饱和脂肪酸在很大程度上对浮游植物细胞膜的流动性及细胞功能产生 了重要的作用，浮游植物细胞内长链不饱和脂肪酸绝大部分位于细胞膜的极性脂 中，在低温条件下可以通过增加膜油脂中的不饱和脂肪酸的相对含量适应环境， 以便保护生物膜的正常生理状态【3 7 1 。而这种保护是依靠单不饱和脂肪酸还是多不 饱和脂肪酸，则和浮游植物种类相关：缪锦来等【4 5 】通过比较研究得出，硅藻主要 是通过增加单不饱和脂肪酸含量抵抗低温，而绿藻则主要通过提高多不饱和脂肪 酸含量抵抗低温的胁迫。 脂肪酸也是浮游植物抵抗紫外线辐射的武器。如g o e s 等m 】发现，在紫外光 ( 2 8 0 3 2 0n m ) 照射的条件下，绿藻卡德藻( t e t r a s e l m i ss p ) 会增加体内主要脂 肪酸1 6 ：0 和1 8 ：1 ( n 9 ) 的相对含量，而多不饱和脂肪酸1 6 ：4 ，1 8 ：3 ( n - 3 ) 相对含 量则明显减少。这是因为紫外光照射会抑制a 1 1 p 的产生，进而影响能量的提供， 作为中性脂肪、磷脂和糖脂主要成分的脂肪酸，与浮游植物能量转换密切相关。 在紫外光照射的逆境条件下，含有较多短链饱和和单不饱和脂肪酸的储存油脂增 加，相应的多不饱和脂肪酸含量减少。 在遭受到来自种内或者种间的生长胁迫时，藻类可以利用脂肪酸作为他感物 质来获得竞争利益。i k a w a 4 7 】提出，许多藻类体内所含有的多不饱和脂肪酸能