太湖水体中藻蓝蛋白的紫外-可见吸收光谱特征分析-论文.pdf

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1、第34卷，第5期光谱学与光谱分析Vo1．34，No．5，pp1297—13012014年5月SpectroscopyandSpectralAnalysisMay，2014太湖水体中藻蓝蛋白的紫外一可见吸收光谱特征分析张静，韦玉春，王国祥，程春梅，夏晓瑞南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室，江苏南京210046摘要以藻蓝蛋白标准品和室内培养的铜绿微囊藻、鱼腥藻为参照，于2011年春、夏、秋三季在太湖采集75个水样，分析太湖水体中藻蓝蛋白的紫外一可见吸收光谱特征，及其与标准品、单一藻种光谱特征的区别和

2、联系。结果表明：太湖水体中藻蓝蛋白的吸收光谱形态可根据500700nm的吸收峰个数划分为无峰型、单峰型和双峰型三类。无峰型光谱在500~700nm间变化平缓，620nn3．附近无藻蓝蛋白的特征吸收峰出现。根据300~450nm的吸收差异，无峰型可划分为无峰I和无峰Ⅱ两个亚类。峰型I仅在260nlTl附近出现吸收峰，250~800nnl的谱型更接近于有色可溶性有机物(CDOM)；峰型Ⅱ在260和330nm处均有吸收峰出现。单峰型光谱在620nrn的藻蓝蛋白特征吸收峰明显，受藻种差异和提取纯度的影响，其在

3、25o～300，300~450和500~700nm的吸收峰出现位置和峰值比与标准品、单一藻种不同。双峰型光谱在620和670nlTl附近各具一个吸收峰，同时在350~450nnl出现吸收肩，兼具藻蓝蛋白和叶绿素复合蛋白的吸收特征。关键词藻蓝蛋白；吸收光谱；太湖水体；铜绿微囊藻；鱼腥藻；藻种识别中图分类号：X832文献标识码：ADOI：10．3964／j．issn．1000—0593(2014}05—1297—05别是类似于太湖的富营养化严重的浑浊水体中，物质组成和引言藻类种群结构具有明显的时空变化[1

4、’脚；不同环境、不同藻种中提取的藻蓝蛋白受到的干扰不同，光谱特征也不尽相藻蓝蛋白(phycocyanin，PC)是藻类进行光合作用的重同。吸收光谱是藻蓝蛋白结构分析、浓度定量计算的基础，要辅光色素蛋白之一，由藻蓝胆素(PCB)和脱辅基蛋白中保对内陆湖泊水色遥感反演研究也具有重要意义。因此，有必守性半胱氨酸残基的巯基构成，主要存在于蓝藻、隐藻，以要进一步研究自然水体中藻蓝蛋白的吸收光谱特征及其与标及部分红藻的藻胆体中_1一]。在环境监测中，特别是蓝藻水准品、单一藻种的差异。华频发的水域，藻蓝蛋白浓度能较

5、好地表征蓝藻生物量，是以中国太湖为代表，于2011年春、夏、秋三季在太湖采水体富营养化及蓝藻水华监测重点关注的指标。集75个水样，对太湖水体中藻蓝蛋白的紫外一可见吸收光谱紫外一可见分光光度法是藻蓝蛋白浓度定量分析的常用特征进行分析，并辅以标准品和室内培养的铜绿微囊藻、鱼方法，其主要依据是藻蓝蛋白500～700nm的吸收光谱特腥藻蓝蛋白吸收数据，比较太湖水体中藻蓝蛋白的吸收光谱性[3-5]。由于藻蓝蛋白为胞内蛋白，提纯工艺复杂，当前环境特征及其与标准品、单一藻种的差异，以期为太湖藻蓝蛋白监测研究【6_8

6、_中藻蓝蛋白的提取多以反复冻融、超声破碎、浓度定量计算提供参考依据，为蓝藻水华监测提供基础支化学溶胀等细胞破碎方法为主，藻蓝蛋白浓度的计算主要沿撑。用Bennett[3]、Abelson等[4]学者基于单一藻种纯化光谱建立的经验公式。然而，反复冻融等提取结果的纯化程度不高，1实验部分获取的藻蓝蛋白吸收光谱常常受到其他物质组分[g1]的影响而与经过硫酸铵盐析、柱色谱层析分离的纯化光谱_3存在I．1样品采集差异。此外，与室内培养的单一藻种不同，在自然水体，特于2011年5月19日、7月3OEt、8月20E

7、t、9月3日、收稿日期：2013-07—26．修订日期：2013—12—14基金项目：国家自然科学基金项目(40771152)，江苏省普通高校自然科学研究计划项目(O9KJA42OOO1)和江苏高校优势学科建设工程项目(1411109012)资助作者简介：张静，1986年生，南京师范大学地理科学学院硕士研究生*通讯联系人e-mail：weiyuchun@njnu．edu．cnl298光谱学与光谱分析第34卷11月12日在太湖布设采样点位开展野外调查，共采集75个2．2单一藻种的藻蓝蛋白吸收光谱特征水样

8、用于实验分析。图2给出了室内培养的单一铜绿微囊藻、鱼腥藻的藻蓝铜绿微囊藻(microcysticaeruginosa)、鱼腥藻(anabae—蛋白吸收光谱。na)藻种来源于中国科学院水生生物研究所，在江苏省环境演变与生态建设重点实验室的无菌实验室进行培养。取对数生长期的铜绿微囊藻、鱼腥藻样品进行实验。藻蓝蛋白标准品(P6161)购自美国sigma公司，提纯于墨0．1螺旋藻(spirulina)。蛊1．2方法太湖水样和铜绿微囊藻、鱼腥藻的藻蓝蛋白提取使用反