浮游植物氮磷比与细菌分解有机物矿物化效率的种间差异

海洋浮游植物的有机营养盐碳氮磷比（C：N：P）平均是按Redfield比（108：16：1）。当水体N：P比超过藻类N：P时，P消耗就会引起浮游藻有机物N：P的P限制。细菌的N：P一般和藻类的不同，所以细菌在利用藻类有机物时（高N：P），要么是释放多余的N，要么就需要吸收水体中的P。如果水体中Ｐ浓度很低，细菌的呼吸作用就要受Ｐ限制。同时，我们假设细菌对有机Ｐ的矿物化（分解有机营养盐为无机营养盐）作用可能会减低，即无机Ｐ释放减少。相反藻类Ｎ：Ｐ低会导致细菌的呼吸作用受Ｎ限制，细菌对有机Ｎ的矿物化作用也会减少，即释放无机Ｎ减少。本项目的研究目标是调查：单株细菌在利用不同N：P比浮游植物时氧呼吸和营养盐再生(矿化)的种间差异，这些种间差异是否和细菌本身的N：P比有关以及是否和浮游植物有机物的氮磷比有关。本研究结果对高N:P的珠江珠江口水域-低N：P的南海生态系生产力与生物地球化学循环有重要意义。

1) 细菌对浮游植物有机物的再矿化效率.实验中，单种细菌Vibrio pelagius与氮磷比分别为7:1，13:1和24:1硅藻有机物培养,测量无机营养盐的释放量。结果显示，当浮游植物中有机氮含量较低（7:1）时，在前4天几乎没有无机氮（NH4+）的释放；而在有机氮含量较高（13:1和24:1）的培养中有更多的无机氮（NH4+）释放。相似的，在含有机磷较少的培养中几乎没有无机磷的释放，而含有机磷比例较高的浮游植物培养中测得较多的无机磷（PO43-）。说明细菌在对不同氮磷比有机物再矿化过程中，都需要保留自己生长所需要的营养元素，然后才向外界释放对于生长的过量的营养元素。因此，我们创立了细菌再矿化效率的概念，是指细菌在一定时间内把有机营养盐（有机氮或磷）转变成无机营养盐（无机氮或磷）的效率，[单位：（无机营养盐变化量/有机营养盐变化量Х100%）。..2）不同营养环境下病毒对细菌功能的影响.海洋浮游病毒普遍存在于海洋环境中且丰度极高，浮游病毒可以裂解宿主细菌控制细菌生长，同时又将裂解的营养物质释放到环境中供微生物利用。本实验发现病毒在富营养水域中裂解细菌的能力明显高于寡营养水域。这表明在富营养水域，病毒可控制细菌的丰度，呼吸速率和生产力，从而缓解富营养化的生态效应。与此相对，在寡营养水域，浮游病毒通过裂解细菌向存活的细菌提供营养，转换到维持细菌群落存活为主的角色。..结果已发表在9月25日在Nature《Scientific Reports》（IF= 5.578），题为《Effects of viruses onbacterial functions under contrasting nutritional conditions for four speciesof bacteria isolated from Hong Kong waters》（www.nature.com/articles/srep14217）。