張 恒 趙 倩 陳娟娟 朱 旗 吳小凱 駱其君 楊 銳 陳海敏

(1 寧波大學(xué)海洋學(xué)院，浙江省海洋生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 寧波 315211；2 寧波大學(xué)李達(dá)三葉耀珍伉儷李本俊海洋生物醫(yī)藥研究中心，浙江 寧波 315211)

銅藻(Sargassumhorneri)屬褐藻門(Phaeophyta)墨角藻目(Fucales)馬尾藻屬(SargassumC. Agardh)[1]，主要分布于我國遼寧(大連、金縣)、浙江(中街山列島、嵊泗群島)、福建(平潭、莆田廈門、漳浦、東山島)，以及廣東(惠來、饒平、南澳、海豐)等地[2]。銅藻生長快速，藻體片段可再生長，并具有大面積漂浮生長的特點(diǎn)，是海藻場構(gòu)建的主要褐藻之一[3]，可為其他生物提供棲息、避敵和繁殖的場所。此外，銅藻是藻膠工業(yè)的重要原料，富含多種有益物質(zhì)，已被廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)、食品、飼料和有機(jī)肥料方面，商品價(jià)值較高[4]。近年來，銅藻爆發(fā)性增殖的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生[5]，不僅可能阻塞相應(yīng)水域航道，而且當(dāng)藻體大量解體后也能使局部海域水體富營養(yǎng)化，爆發(fā)赤潮等一系列生態(tài)環(huán)境問題。此外，氣候變化以及淺海海水污染加劇等導(dǎo)致銅藻種群數(shù)量和棲息空間受到嚴(yán)重影響。眾所周知，光強(qiáng)、紫外輻射、溫度、CO2等環(huán)境因素對銅藻的生長漂浮起到了重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，高光強(qiáng)刺激下的銅藻相對生長速度為低光強(qiáng)刺激下的2.1倍；高濃度CO2能促進(jìn)銅藻的生長，為低濃度CO2培養(yǎng)條件下的1.16倍。此外，高光強(qiáng)和高濃度CO2培養(yǎng)條件下的銅藻中葉綠素a含量低于低光強(qiáng)和低濃度CO2培養(yǎng)條件。UV-A可提高藻體的葉綠素a、類胡蘿卜素含量，而UV-B輻射抑制了銅藻色素的合成[6-7]。綜上，銅藻的生長狀態(tài)與色素含量間存在一定關(guān)聯(lián)，但僅停留在利用分光光度法觀察葉綠素a和類胡蘿卜素總量的變化層面，未明確具體類胡蘿卜素種類，缺乏系統(tǒng)性的研究。

植物色素是藻類合成光合產(chǎn)物的重要集光色素，種類繁多。葉綠素和類胡蘿卜素廣泛存在于各種植物中，是植物體中具有重要生理功能的天然色素，與藻類的生長具有直接相關(guān)性。葉綠素是植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的重要色素，其功能是捕獲光能并驅(qū)動(dòng)電子轉(zhuǎn)移到反應(yīng)中心[8]。類胡蘿卜素是一類自然界中廣泛存在的有色物質(zhì)，可根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)分為胡蘿卜素和葉黃素兩大類，主要存在于海洋微藻和褐藻中。研究表明，類胡蘿卜素在調(diào)控細(xì)胞增殖分化、基因表達(dá)、信號傳導(dǎo)和細(xì)胞間隙連接通訊、機(jī)體抗氧化和免疫等方面有重要作用[9]。因此，以與生長狀態(tài)相關(guān)的光合色素為切入點(diǎn)，系統(tǒng)分析銅藻色素分布規(guī)律，有助于了解銅藻生長漂浮機(jī)制。目前，色素的檢測方法主要有光譜法[10-11]、毛細(xì)管電泳法[12-13]、氣相色譜法[14-15]、高效液相色譜法[16-18]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[19-23]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[24-25]等。其中液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)結(jié)合色譜的高分離能力和質(zhì)譜的高選擇性、高靈敏度，能夠提供相對分子質(zhì)量與結(jié)構(gòu)信息，已成為分析復(fù)雜微量成分的主流技術(shù)。本研究在已報(bào)道的5種色素分析方法基礎(chǔ)上[26]，采用高效液相色譜-三重四級桿串聯(lián)質(zhì)譜(high performance liquid chromactography coupled with triple quadrupole tandem mass spectrometry, HPLC-QqQ-MS)技術(shù)建立銅藻巖藻黃素、角黃素、玉米黃質(zhì)、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、ε-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素和ζ-胡蘿卜素11種色素的定量分析方法，并對不同產(chǎn)地、生態(tài)型及部位的銅藻進(jìn)行色素種類和含量分析，比較銅藻中色素的分布特征，以期為進(jìn)一步深入研究銅藻的漂浮生長機(jī)制提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

標(biāo)準(zhǔn)品：α-胡蘿卜素(純度>97%)、γ-胡蘿卜素(純度>96%)、ε-胡蘿卜素(純度>98%)、ζ-胡蘿卜素(純度>98%)，均購自上海西寶科技有限公司；β-胡蘿卜素(純度>95%)、葉綠素a(純度>95%)、葉綠素b(純度>90%)、葉黃素(純度>75%)、巖藻黃素(純度>95%)、玉米黃質(zhì)(純度>95%)及角黃素(純度>95%)均購自美國Sigma-Aldrich公司。

甲醇、乙腈，均為HPLC級，購自美國Sigma-Aldrich公司；丙酮(HPLC級)，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲酸(HPLC級)，購自美國Sigma-Aldrich公司；乙酸銨(HPLC級)，購自美國TEDIA公司。

TSQ Quantum Access液相色譜三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)，美國Thermo Fisher Scientific公司；Cascada Ⅱ.Ⅰ超純水系統(tǒng)，美國Pall公司； Discovery C16氨基色譜柱(150 mm×4.6 mm，5 μm粒徑，180?孔徑)，美國Supelco公司。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確稱取11種色素標(biāo)準(zhǔn)品各1.0 mg，分別用100%丙酮溶解并置于2 mL棕色容量瓶中，配置成1 mg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩＠L制工作曲線時(shí)，用甲醇將儲備液稀釋成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3 樣品采集

于2017年2月21分別采集山東青島(36°02′41″ N，120°21′25″ E)、日照(35°22′19″ N，119°36′04″ E)和威海(37°18′22″ N，22°34′48″ E)，以及江蘇南通(33°14′02″ N，121°03′32″ E)的漂浮型銅藻；于2017年3月24日分別采集浙江東極島(30°11′24″ N,122°40′02″ E)的漂浮型銅藻和定生型銅藻。此外，將東極島漂浮型銅藻和定生型銅藻進(jìn)行部位分類，分別收集莖、葉和氣囊部位。將采集的不同地點(diǎn)、生態(tài)型和部位的銅藻立即冷凍干燥48 h后，分別用液氮研磨成粉末并裝在塑封袋中，于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 色素的提取

分別稱取0.2 g不同地區(qū)、生態(tài)型和部位的銅藻樣品，置于10 mL棕色離心管中，加入1.8 mL冷丙酮后在冰浴中超聲2 min，以防止丙酮揮發(fā)。然后加入0.2 mL超純水，置于-20℃冰箱中靜置，過夜提取。第2天，樣品采用12 000 r·min-1的轉(zhuǎn)速離心10 min，取上清液，并用聚四氟乙烯(poly tetra fluoroethylene, PTFE)濾膜針筒過濾器過濾[27]。每個(gè)樣品設(shè)3次平行(所有操作均在暗室中的冰盒上進(jìn)行)，處理后的樣品在48 h內(nèi)完成上樣分析[28]。

1.5 高效液相色譜-質(zhì)譜條件

色譜條件：Supelco Discovery C16氨基色譜柱(150 mm×4.6 mm, 5 μm)。流動(dòng)相為：甲醇(A)、乙腈(B)和0.1%甲酸水溶液(C)，流速為1.0 mL·min-1。梯度洗脫程序[23]：0～7 min，由80%A+20%C至8%A+72%B+20%C；7～11 min，5%A+77%B+18%C；11～19 min，13%A+85%B+2%C；19～30 min，20%A+80%B；30～34 min，40%A+60%B；34～36 min，80%A+20%C；保持4 min，洗脫總時(shí)間為40 min。檢測波長為400～550 nm。進(jìn)樣量為10 μL。

質(zhì)譜條件：采用大氣壓化學(xué)電離源(APCI)模式。設(shè)置噴霧電壓2 500 Ⅴ，鞘氣(N2)流量為25 L·min-1，輔助氣(N2)流量為5 Arbs，離子傳輸毛細(xì)管溫度設(shè)置為250℃，噴霧器溫度450℃。為提高定量靈敏度，選擇母離子和特征子離子為定量離子對，結(jié)合選擇反應(yīng)監(jiān)測(selective reaction monioring, SRM)模式掃描分析。碰撞能量見表1，采集時(shí)間均為0.2 s，碰撞氣體采用高純氬氣，碰撞氣壓力1.5 mTorr。Q1和Q3分辨率均設(shè)定為半峰寬0.7 Da。

表1 HPLC-APCI-QqQ-MS SRM模式下色素標(biāo)準(zhǔn)品的特征離子碎片和碰撞能量Table 1 Characteristic ion fragments and collision energy of the pigments by standard HPLC-APCI-QqQ-MS in SRM mode

2 結(jié)果與分析

2.1 色素定量方法的建立

采用液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜的SRM模式對不同部位、生態(tài)型和地點(diǎn)的銅藻中α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素、ε-胡蘿卜素、ζ-胡蘿卜素、葉黃素、巖藻黃素、玉米黃質(zhì)、角黃素、葉綠素a和葉綠素b共11種色素進(jìn)行分析，并根據(jù)色素結(jié)構(gòu)及離子化效率在正離子模式下獲得較強(qiáng)的信號峰，其中葉綠素a、葉綠素b、巖藻黃質(zhì)和角黃素的[M+H]+離子分別為m/z 893.6、907.6、659.3和565.3，而α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、ε-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素、 ζ-胡蘿卜素、玉米黃質(zhì)和葉黃素產(chǎn)生[M]+離子分別為m/z 536.4、536.3、536.3、536.38、540.4、564.8和568.4。在二級質(zhì)譜分析中依據(jù)色素的質(zhì)譜裂解途徑，選取特征碎片離子作為定量離子，建立起SRM條件下的離子通道。11種色素標(biāo)準(zhǔn)溶液在APCI源的SRM模式下的總離子流圖見圖1。

注：a：α-胡蘿卜素；b：β-胡蘿卜素；c：ε-胡蘿卜素；d：γ-胡蘿卜素；e： ζ-胡蘿卜素；f：葉黃素；g：角黃素；h：玉米黃質(zhì)；i：巖藻黃素；j：葉 綠素a；k：葉綠素b。Note: a: α-carotene. b: β-carotene. c: ε-carotene. d: γ-carotene. e: ζ-carotene. f: Lutein. g: Canthaxanthin. h: Zeaxanthin. i: Fucoxanthin. j: Chlorophyll a. k: Chlorophyll b.圖1 色素標(biāo)準(zhǔn)品在SRM模式下的總離子流圖Fig.1 Total ion chromatogram of the pigments standard in SRM mode

為明確方法的精密度，按照低、中、高三種濃度點(diǎn)，分別取1、5、10 μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，計(jì)算方法的精密度。在一天內(nèi)連續(xù)進(jìn)樣測定5次，記錄11種色素的峰面積及保留時(shí)間，分別計(jì)算各色素的保留時(shí)間和峰面積的精密度。結(jié)果表明，保留時(shí)間的日內(nèi)精密度為0.08%～1.85%，峰面積的日內(nèi)精密度為0.04%～1.13%；連續(xù)5天每天連續(xù)進(jìn)樣測定5次，計(jì)算各色素的保留時(shí)間和峰面積的日間精密度，分別為0.07%～1.07%和0.15%～0.34%之間。精密度試驗(yàn)結(jié)果表明本方法的精密度良好。

為了評估方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)測定。將銅藻平均分成兩等份，一份不添加標(biāo)準(zhǔn)品作為對照(樣品A)，一份添加100 ng·mL-1色素標(biāo)準(zhǔn)品溶液(標(biāo)樣B)作為加標(biāo)樣品(樣品C)，分別采用上述提取方法進(jìn)行提取，平行測定3次。按照公式：回收率=[m(樣品C)-m(樣品A)]/m(標(biāo)樣B)×100%計(jì)算可知，11種色素的加標(biāo)回收率均在73%～104.61%之間，且RSD低于15%，說明該方法滿足了對樣品中色素含量的測定要求。基于此，后續(xù)利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對銅藻中的植物色素進(jìn)行含量測定。

表2 不同地區(qū)漂浮型銅藻中的色素含量Table 2 The pigments contents of floating-type S. horneri from different localities /(μg·g-1)

注：ND：未檢測出。同行不同小寫字母表示差異極顯著 (P<0.01)。

Note: ND: Not detected. Different lowercase letters in the same line indicate extremely significant difference at 0.01 level.

2.2 不同地區(qū)漂浮型銅藻中植物色素分析

比較分析威海、青島、日照、南通、東極島漂浮型銅藻中的色素分布，共檢測到10種植物色素，包括α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素、ζ-胡蘿卜素、葉黃素、巖藻黃素、玉米黃質(zhì)、角黃素、葉綠素a和葉綠素b。由表2可知，巖藻黃素和葉綠素a為漂浮型銅藻中的主要色素。東極島漂浮型銅藻中葉綠素a含量最高，極顯著高于與其他地區(qū)(P<0.01)，達(dá)到日照的22.6倍。葉綠素b含量遠(yuǎn)低于葉綠素a，其中，威海和青島的漂浮型銅藻中葉綠素b含量均較低，但兩者差異不顯著；日照和南通中葉綠素b含量略微升高至0.8 μg·g-1，東極島中的葉綠素b含量急劇升高至3.6 μg·g-1，為威海中葉綠素a含量的6.0倍。

巖藻黃素在不同地區(qū)漂浮型銅藻中分布有所差異。從威海、青島、日照到南通，巖藻黃素的含量逐漸升高至282.4 μg·g-1，而東極島的巖藻黃素含量降為威海的0.87倍。從威海到東極島，玉米黃質(zhì)和葉黃素含量整體呈下降趨勢，威海漂浮型銅藻中玉米黃質(zhì)和葉黃素含量最高，分別為53.4、47.1 μg·g-1，東極島最低，分別約為威海中玉米黃質(zhì)和葉黃素的0.12倍和0.15倍。威海、青島、日照和南通銅藻漂浮型的β-胡蘿卜素含量無顯著性差異，在0.1～0.4 μg·g-1之間，但東極島漂浮型銅藻的β-胡蘿卜素含量極顯著高于其他地區(qū)(P<0.01)，達(dá)到401.5 μg·g-1；僅在威海、青島和日照這3個(gè)地區(qū)的漂浮型銅藻中檢測到ξ-胡蘿卜素，其中青島漂浮型銅藻ξ-胡蘿卜素含量(7.8 μg·g-1)為其他兩個(gè)地區(qū)的3.7倍；α-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素和角黃素含量極低，僅在部分地區(qū)檢測到?？傊瑬|極島漂浮型銅藻中葉綠素a、葉綠素b和β-胡蘿卜素含量高于其他地區(qū)，而最北的威海地區(qū)漂浮型銅中葉黃素、玉米黃質(zhì)含量最高，東極島最低；南通漂浮型銅藻巖藻黃素含量最高，東極島最低。

2.3 不同生態(tài)型銅藻中植物色素分析

東極島的2種生態(tài)型銅藻(漂浮型和定生型)藻中共檢測到7種植物色素(圖2)，包括巖藻黃素、葉黃素、玉米黃質(zhì)、葉綠素a、葉綠素b、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素。其中，巖藻黃素、β-胡蘿卜素(僅限漂浮型)和葉綠素a含量均大于222.4 μg·g-1，為銅藻的主要色素，而α-胡蘿卜素、葉黃素、玉米黃質(zhì)和葉綠素b的含量較少，在3.6～79.3 μg·g-1之內(nèi)。此外，巖藻黃素、葉黃素、玉米黃質(zhì)、葉綠素a和葉綠素b在定生型銅藻中的含量均高于漂浮型銅藻，具有極顯著差異(P<0.01)。α-胡蘿卜素僅在定生型銅藻中檢測到，β-胡蘿卜素僅在漂浮型銅藻中檢測到。從色素總量角度分析，定生型銅藻的色素總量是漂浮型銅藻的1.6倍。

注：**表示差異極顯著(P<0.01)。Note: **indicates extremely significant difference at 0.01 level.圖2 東極島不同生態(tài)型銅藻中植物色素的含量Fig.2 The contents of plant pigments from different types of S. horneri in Dongji is land

2.4 不同部位銅藻中植物色素分析

注：A：定生型銅藻；B：漂浮型銅藻。不同大寫字母表示差異顯著(P<0.05)。Note: A: Fixed S. horneri. B: Floating S. horneri. Different capital letters indicate significant difference at 0.05 level.圖3 東極島銅藻不同部位中植物色素的含量Fig.3 The contents of plant pigments in different parts of S. horneri in the Dongji Island

由圖3-A可知，定生型銅藻中共檢測到6種色素，分別為葉綠素a、葉綠素b、葉黃素、巖藻黃素、玉米黃質(zhì)和α-胡蘿卜素，其中，葉綠素a含量在莖中最高，氣囊中最低，莖中葉綠素a含量分別為葉和氣囊的1.11倍和1.35倍；葉綠素b含量在葉中最高，分別為莖和氣囊的2.29倍和3.32倍，葉綠素b含量表現(xiàn)為氣囊<莖<葉，且三者間差異顯著(P<0.05)。巖藻黃素含量僅次于葉綠素a，其含量依次表現(xiàn)為莖<葉≈氣囊；葉黃素與玉米黃質(zhì)含量變化趨勢一致，為葉>氣囊>莖；α-胡蘿卜素僅在莖和葉中檢測到，其中莖中 α-胡蘿卜素含量為葉的2.62倍。由圖3-B可知，漂浮型銅藻中共檢測到7種色素，包括葉黃素、巖藻黃素、葉綠素a、葉綠素b、玉米黃質(zhì)、α-胡蘿卜素和β胡蘿卜素，其中，β-胡蘿卜素僅在漂浮型銅藻中檢出，主要分布在莖中，含量為338.50 μg·g-1；葉綠素a和巖藻黃素為漂浮型銅藻中的主要色素，其含量在莖、葉和氣囊中的分布與定生型銅藻類似，葉綠素a在莖中的含量分別為葉和氣囊的1.25倍和2.36倍；巖藻黃素在葉中的含量分別為莖和氣囊的1.15倍和1.27倍；葉綠素b在氣囊中的含量為莖和葉的1.75倍和2.10倍；葉黃素和玉米黃質(zhì)含量均表現(xiàn)為氣囊>莖>葉；α-胡蘿卜素僅分布于莖和葉中，葉中的α-胡蘿卜素含量為莖的16.66倍(P<0.05)。

3 討論

液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀中常用ESI和APCI離子源，其中APCI適用于弱極性物質(zhì)，而本研究的銅藻色素，特別是類胡蘿卜素的極性較小，由此開發(fā)基于APCI離子源的HPLC-QqQ-MS色素定量分析方法，相比于常規(guī)的ESI離子源的HPLC-QqQ-MS色素定量方法，響應(yīng)值高了一個(gè)數(shù)量級。此外，已報(bào)道的色素相關(guān)研究主要集中于葉綠素a、葉綠素b、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、葉黃素、巖藻黃素，尚未建立常見色素的系統(tǒng)全面定量分析方法。銅藻中常用的色素檢測方法為分光光度法測定葉綠素a、類胡蘿卜素總量，HPLC法分析巖藻黃素和玉米黃質(zhì)，但靈敏度均低于HPLC-QqQ-MS法。因此針對11種色素，采用APCI離子源并結(jié)合SRM模式，建立快速、靈敏的液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜定量分析方法。本研究結(jié)果表明，不同地區(qū)、生態(tài)型和部位銅藻中共檢測到10種色素，包括α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、γ-胡蘿卜素、ζ-胡蘿卜素、葉黃素、巖藻黃素、玉米黃質(zhì)、角黃素、葉綠素a和葉綠素b。在當(dāng)前儀器檢測靈敏度條件下，只有ε-胡蘿卜素未檢測出。經(jīng)查閱文獻(xiàn)，在藍(lán)藻的類胡蘿卜素合成途徑中，γ-胡蘿卜素通常是作為β-胡蘿卜素的前體形式存在[29]，而大型藻類中β-胡蘿卜素的研究較多，針對ε-胡蘿卜素的報(bào)道較少，亦未有銅藻中檢測出該種色素的報(bào)道。

葉綠素a和葉綠素b是重要的光合色素，而β-胡蘿卜素具有多個(gè)共軛多烯雙鍵的特殊結(jié)構(gòu)，它能與含氧自由基發(fā)生不可逆反應(yīng)，達(dá)到清除自由基及淬滅單線態(tài)氧的作用[30]，因此對植物中的葉綠素具有一定的保護(hù)作用。本研究中，東極島漂浮型銅藻中的葉綠素a、葉綠素b和β-胡蘿卜素含量顯著高于其他地區(qū)。東極島位于舟山群島最東側(cè)，而舟山群島海域地處亞熱帶，氣候溫濕，受長江、錢塘江、甬江等沿岸流影響，東極島海域海水具有低鹽、水質(zhì)肥沃等特點(diǎn)。加之受臺灣暖流影響，每年3-9月份東極島周圍海域受西南季風(fēng)作用，水溫、鹽度、透明度明顯上升，給海洋藻類生長創(chuàng)造了有利條件[31]，這也表現(xiàn)為東極島漂浮型銅藻中參與光合作用的重要色素——葉綠素a、葉綠素b和β-胡蘿卜素含量高。此外，銅藻中玉米黃質(zhì)和葉黃素含量變化一致，整體呈下降趨勢，這是因?yàn)槿~黃素與玉米黃素互為同分異構(gòu)體，兩者在結(jié)構(gòu)上相似，僅有一個(gè)雙鍵位置不同，多將其作為一個(gè)整體進(jìn)行報(bào)道[32]，一般認(rèn)為兩者在自然界中共同存在，因此變化趨勢相同。

葉綠素是植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的重要色素，能夠捕獲光能并驅(qū)動(dòng)電子轉(zhuǎn)移到反應(yīng)中心[8]。巖藻黃素作為藻類植物的捕光色素，可以吸收能量并傳遞給葉綠素，并且可以轉(zhuǎn)移過量光能，使細(xì)胞免受傷害[33-35]，含量僅次于葉綠素a。本試驗(yàn)結(jié)果表明，東極島中定生型與漂浮型銅藻中的色素結(jié)果顯示葉綠素a和巖藻黃素是主要的光合色素。分析色素總量發(fā)現(xiàn)，定生型銅藻的色素總量是漂浮型銅藻的1.6倍，這可能是因?yàn)槎ㄉ豌~藻生長在潮下帶淺海巖礁上，陽光對其的輻射強(qiáng)度小，而漂浮型銅藻生長于海面之上，隨海浪漂浮，使得比表面積較大，陽光對其的輻射強(qiáng)度大。由此可知，定生型銅藻接受陽光的量要低于漂浮型銅藻，因此需要更大量的光合色素葉綠素和類胡蘿卜素，以增強(qiáng)收集和傳遞光能的作用，滿足藻體自身的光合效率。以往的研究在褐藻中未檢出α-胡蘿卜素[29]，而本研究改進(jìn)了檢測方法，在東極島定生型和漂浮型銅藻中均檢出α-胡蘿卜素。此外，本研究發(fā)現(xiàn)定生型和漂浮型銅藻氣囊中均含有葉黃素、巖藻黃素、玉米黃質(zhì)、葉綠素a和葉綠素b，其含量大小為葉綠素a>巖藻黃素>葉黃素≈玉米黃質(zhì)>葉綠素b，說明通常認(rèn)為的藻類氣囊僅起到使藻類植株漂浮于海面的作用不完全準(zhǔn)確，氣囊中色素的存在說明它們也具有光合供養(yǎng)的作用，但相關(guān)作用機(jī)制仍需進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)在前人研究基礎(chǔ)上，建立了11種銅藻色素的液質(zhì)聯(lián)用方法，并首次對不同地區(qū)、生態(tài)型、部位的銅藻進(jìn)行了色素種類與含量的分析，結(jié)果表明，不同地區(qū)、生態(tài)型、部位間銅藻中均存在色素種類與含量的差異，其中，定生型銅藻的色素總量是漂浮型銅藻的1.6倍，氣囊中含有大量的葉黃素、巖藻黃素、玉米黃質(zhì)、葉綠素a和葉綠素b，說明在銅藻的生長過程中，氣囊扮演著十分重要的角色，這為了解銅藻漂浮生長機(jī)制奠定了一定的研究基礎(chǔ)，也為進(jìn)一步從健康、可控的角度探究銅藻漂浮機(jī)制提供了數(shù)據(jù)支撐。