硅藻与棕囊藻囊体形成的相关性研究进展

棕囊藻（Phaeocystis）因其频以囊体形式引发大面积有害藻华,而备受人们关注。因此棕囊藻成囊作用在其生态竞争以及藻华发生与发展中起着十分重要的作用。越来越多的研究表明硅藻与棕囊藻的成囊作用有着密不可分的关系。因此,本文将对硅藻与棕囊藻囊体形成的相关性研究进展进行介绍,包括硅藻与棕囊藻囊体的附着现象与发现、硅藻参与棕囊藻生活史的发展过程、硅藻促进棕囊藻囊体形成的作用性质、棕囊藻和硅藻之间附着关系的种类选择性、以及棕囊藻和硅藻之间附着关系的性质,进而揭示硅藻于棕囊藻赤潮的发生、发展的生态学意义。     

海洋尖尾藻选择性摄食研究

异养甲藻是海洋浮游植物的主要摄食者,在海洋碳循环和营养再生过程中具有关键作用。本研究选择异养甲藻的代表物种—海洋尖尾藻为研究对象,通过喂食单种食物和混合食物,分析食物粒径和种类对异养甲藻摄食率、生长速率和细胞体积的影响。结果表明,海洋尖尾藻摄食的食物种类多样性高,隶属于穗鞭藻、定鞭藻、绿藻、硅藻和褐藻等门类的7种藻种均可被其摄食。海洋尖尾藻的摄食明显依赖于食物颗粒的体积,粒径显著影响了海洋尖尾藻的摄食率、生长率和细胞体积。能够被海洋尖尾藻摄食的浮游植物粒径范围在为2～128 μm,但是海洋尖尾藻对粒径为7.4～13 μm的土生杜氏藻、赤潮异弯藻和威氏海链藻的摄食率最高,并且摄食后生长速率和细胞体积最大。粒径为2～4.5 μm的抑食金球藻、赫氏颗石藻、球形棕囊藻单细胞和粒径为128 μm的布氏双尾藻显著降低了海洋尖尾藻的摄食率。当存在其他食物可供选择摄食时,海洋尖尾藻不再摄食布氏双尾藻。由于摄食行为的粒径选择性,异养甲藻可能对浮游植物的粒径结构和种群动态起到重要的调控作用。     

海洋尖尾藻的营养升级功能研究

异养甲藻作为连接浮游动物和浮游植物的中间环节,在海洋生态系统物质循环和能量流动过程中具有关键作用。本文以异养甲藻的模式生物——海洋尖尾藻作为实验对象,研究了海洋尖尾藻在摄食土生杜氏藻、赤潮异弯藻、球形棕囊藻、盐生舟形藻4种浮游植物后脂肪酸种类和含量的变化。研究表明:海洋尖尾藻对4种浮游植物均可摄食,但是对杜氏藻摄食率远高于其他3种浮游植物。4种浮游植物细胞内均未检出二十二碳六烯酸,摄食了4种浮游植物后的海洋尖尾藻细胞中均含有二十二碳六烯酸,含量最高可达（86.98±7.44）μg/mg C,表明其具有独立合成二十二碳六烯酸的能力。海洋尖尾藻独立合成脂肪酸的能力表明其有能力将低质量的物质升级为营养物质,从而高效的供应二十二碳六烯酸达到下一营养级。     

风浪扰动促进中肋骨条藻和球形棕囊藻增殖的模拟研究

利用中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)两种海洋微藻为研究材料,设置以摇床震荡模拟风浪扰动培养处理与摇床静止培养处理,着重测定藻液光密度(OD680)、比生长速率、藻体生物量和叶绿素含量等生理生化指标,研究风浪扰动对海洋微藻细胞增殖的作用效应,比较不同海洋微藻对风浪扰动的响应差异,探讨风浪扰动对海洋微藻生消的影响。结果表明,模拟风浪扰动处理显著地促进了中肋骨条藻和球形棕囊藻的细胞增殖:模拟风浪扰动处理下中肋骨条藻和球形棕囊藻的最大生长速率分别为0.77/d和0.54/d,而静止培养处理下中肋骨条藻和球形棕囊藻的最大生长速率分别只有0.44/d和0.32/d。同样地,中肋骨条藻和球形棕囊藻在模拟风浪扰动处理下的生物量(分别为277.78和435.56 mg/L)和叶绿素a含量(分别为1.68和3.63 mg/L)也显著高于他们在静止培养处理下的生物量(分别为82.22和50.00 mg/L)和叶绿素a含量(分别为1.23和0.91 mg/L)。结果揭示,适宜的风浪扰动有利于海洋微藻的生长繁殖,进而可能会促成海洋赤潮的爆发;不同海洋微藻对扰动的响应性差异,可能是引起海洋生态系统中赤潮藻群落动态更替变化的一个重要因素。     

应用原子力显微镜研究盐度对棕囊藻生长的影响

研究不同盐度梯度下棕囊藻的生长,实验设计了10个盐度梯度,结果表明:在盐度8~32范围内,棕囊藻的生长正常,最佳生长盐度为16,当盐度低于8或高于32时,藻的生长明显受到抑制,细胞数量增长缓慢,最大细胞数远低于16盐度组。研究发现:棕囊藻在盐度为0的环境下仍能缓慢生长,说明海洋中的棕囊藻赤潮在内陆的淡水湖也可能暴发,用原子力显微镜研究比较盐度为0及36的棕囊藻细胞表面形态,发现两者差异较显著,前者藻细胞的直径大于后者,且后者藻细胞表面形成了明显的塌陷。     

温度、盐度和光照对球形棕囊藻生长和产毒的影响研究

为阐明溶血毒素的生物合成机制、正确认识和评价球形棕囊藻赤潮的危害,设计了盐度、温度、光照三因素三水平正交实验,考查了不同盐度、温度、光照条件下球形棕囊藻的生长和产毒的变化,分析了盐度、温度、光照强度对球形棕囊藻生长和产毒的影响.结果显示,温度是影响球形棕囊藻生长和产毒的显著因子,盐度和光照的影响不显著.30℃时球形棕囊藻比生长速率最大,藻细胞产毒能力最强,但所能到达的藻密度最小.在盐度为22、33、40,温度为20、25、30 ℃,光照为2000、4000、5000 lx的所有实验组合中,盐度为40、温度为30℃、光照为4000 lx时球形棕囊藻细胞产毒能力最强,盐度为40、温度为30℃、光照为5000 lx时球形棕囊藻的比生长速率最大.     

玉米叶对我国几种典型赤潮藻生长的影响研究

研究了玉米叶对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的影响,以期为筛选新的、无污染的、廉价高效的除藻剂提供思路,为不同的有害赤潮的治理提供参考.结果表明,玉米叶对塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻、赤潮异弯藻、东海原甲藻和球形棕囊藻生长的影响明显不同.玉米叶可显著抑制塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻和赤潮异弯藻的生长,但对东海原甲藻生长的影响不大,对球形棕囊藻的生长则有显著的促进作用.这些结果表明,玉米叶对赤潮藻生长的抑制作用存在一定的选择性,这种选择性与藻的种属与细胞结构并无明显的相关性.     

利用小麦秸控制赤潮生物生长的研究

以球形棕囊藻为研究对象,探讨了小麦秸用于赤潮生物控制的可行性,研究了微生物、吸附作用在抑藻效应中的可能作用,运用扫描电子显微镜观察了小麦秸对藻细胞形态的影响,对小麦秸抑藻机理进行了分析和讨论。结果表明,小麦秸是一种比较理想的抑藻材料,无需微生物的降解,适度切割后能够吸附藻细胞、释放出抑藻活性物质,从而有效控制赤潮生物——球形棕囊藻的生长。抑藻活性物质的释放是小麦秸抑藻的主要机制。     

海洋微藻对游离氨基酸的利用特性研究

分别以4种游离氨基酸——丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸为唯一氮源,采用实验室一次性培养的方法,研究典型赤潮藻——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、球形棕囊藻(Phaeoecystis globosa)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)及常见种类中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生长特性、光合特征及对氨基酸的吸收动力学特征,以无机氮源硝氮、氨氮作为对照.研究结果表明,在无菌条件下,东海原甲藻和球形棕囊藻可以利用多种游离氨基酸快速生长,而米氏凯伦藻和中肋骨条藻在以游离氨基酸为唯一氮源条件下不能维持生长.东海原甲藻和球形棕囊藻在丙氨酸中的生长速率最高,天冬氨酸和谷氨酸次之,甘氨酸最低.氨基酸处理组的Fv/Fm值在培养后期降幅小、降速慢,且高于无机氮处理组.东海原甲藻和球形棕囊藻对丙氨酸的最大吸收速率和半饱和常数分别为3.32、0.41pmol·cell-1·h-1和6.99和20.54pmol·L-1.因此,海洋微藻对游离氨基酸的吸收利用具有显著的种间差异,东海原甲藻和球形棕囊藻具有更广的氮营养生态位,在近海有机污染不断加剧的背景下,更容易形成优势甚至暴发赤潮.     

广东省沿岸海域藻华发生的时空特征

本文收集了1980—2017年广东省沿岸藻华发生数据,并进行了系统分析,结果表明藻华发生区域主要集中于珠江口附近、大鹏湾和大亚湾水域,具有明显的时空特征。不同区域的藻华种类差异明显,广东西部多发硅藻藻华,广东中部多发甲藻藻华,广东东部多发金藻藻华。且各地区主要藻华种类的发生也呈现出不同的年际和季节差异,广东沿岸中部地区每年几乎都有藻华出现,其中大鹏湾海域在2000年以后无硅藻藻华发生,大亚湾海域在2002年之前以硅藻藻华为主,2002年以后以甲藻藻华为主;而东部和西部在2000年以前几乎无藻华发生,直到2000年以后才开始频繁出现藻华。西部地区（湛江海域）夏季多发硅藻藻华,中部地区的珠江口春季多发有毒藻华,大鹏湾春季多发夜光藻（Noctiluca scintillans）藻华,大亚湾夏秋季节多发锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea）藻华,广东东部的球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）藻华可在全年出现。综上,广东省藻华原因种类分布具有明显的地域和季节特征,因此需要对不同地区的藻华发生情况和可能诱因进行有针对性的监测和研究,采取区域化的管理,以期能够更合理高效地利用和保护广东省的海洋资源。     

球形棕囊藻与红树林细菌Flavobacterium sp.相互关系的研究

从深圳福田红树林中分离出一株细菌,对球形棕囊藻有溶藻活性,通过形态鉴定为假单胞菌属细菌。将球形棕囊藻、藻过滤液和提取的溶血毒素与细菌共培养,通过荧光显微计数及平板计数研究活细菌数和可培养细菌数,结果表明:当细菌直接与棕囊藻共培养时,细菌很快进入VBNC状态,细菌能够促进棕囊藻溶血毒素的积累。而将细菌置于透析袋中与棕囊藻一起共培养时,棕囊藻对细菌的VBNC状态影响不大,细菌对棕囊藻溶血毒素的积累无影响。对数期、稳定期棕囊藻培养过滤液和溶血毒素均可使细菌很快进入VBNC状态,溶血毒素可能在球形棕囊藻在被牧食及抑制其他竞争者中(化感作用)扮演着重要的角色。     

Detection of Phaeocystis globosa using sandwich hybridization integrated with nuclease protection assay (NPA-SH)

Phaeocystis globosa Scherffel is one of the common harmful algae species in coastal waters of the southeastern China. In this study, sandwich hybridization integrated with nuclease protection assay (NPA-SH) was used to qualitatively and quantitatively detect P. globosa. Results showed that this method had good applicability and validity in analyzing the samples from laboratory cultures and from fields. The linear regression equation for P. globosa was obtained, and the lowest detection number of cells was 1.8×104 cells. Statistics showed that there was no distinct difference between the results of detecting the microalgae by NPA-SH and traditional microscopy. This technique has good reliability, accuracy, and can give a remarkably high sample processing rate. Sandwich hybridization integrated with nuclease protection assay will provide an efficient alternative to microscopic method for monitoring and investigating the bloom of P. globosa.     

钦州湾外湾海域浮游植物群落结构季节变化及其影响因素分析

2013—2014年在钦州湾外湾海域共进行了4次现场调查,研究了水采浮游植物群落结构季节变化特征及其与环境因子的相关关系。共鉴定出浮游植物8门71属148种（包括变型和变种）,群落组成以硅藻为主,甲藻次之。优势种仅在2014年12月为定鞭藻球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）,其他航次均为多种硅藻,并多为广温性种。不同站位、不同季节的浮游植物物种组成和细胞丰度差异明显。除2014年12月,其他3个航次浮游植物群落多样性指数及均匀度指数较高,群落结构较稳定;2014年12月钦州湾爆发棕囊藻赤潮,与环境条件密切相关,对该海域浮游植物群落结构组成造成影响。使用PRIMER 6进行多元统计分析表明,4个航次浮游植物群落结构存在显著性差异,丰度与环境因子之间有良好的相关性,其中丰度在2013年11月和2014年12月与氮存在较好的相关性;在2014年4月也体现出与无机磷较好的相关性;温度、盐度与丰度相关性主要体现在2014年8月。调查研究发现近年来,钦州湾浮游植物群落结构较为稳定。     

富马酸单甲酯抑制球形棕囊藻生长的研究

研究了富马酸单甲酯对球形棕囊藻赤潮生物的抑制作用。结果表明:富马酸单甲酯可以有效延长藻细胞的生长适应期,降低生长量,缩短生长稳定期和诱导藻体细胞自溶。同时,运用量子化学原理从理论上论证了富马酸单甲酯分子控制赤潮藻类生长的作用机理。     

芽孢杆菌 B1胞外活性物质对球形棕囊藻的溶藻特性研究

从珠海香洲码头赤潮海水中分离获得1株对球形棕囊藻有显著溶藻效果的芽孢杆菌B1,研究了B1对棕囊藻的溶藻作用方式,溶藻过程中藻细胞结构变化,并采用透析、乙醇沉淀、有机溶剂萃取、酸碱及热稳定性分析等方法探讨了溶藻活性物质的性质.结果表明,B1无菌滤液对棕囊藻有较强的溶藻效应,除藻率达94.9%,B1通过分泌活性物质间接对球形棕囊藻的生长产生抑制;藻培养液中加入B1无菌滤液16 h后,藻细胞发生团聚,细胞壁失去完整性,56 h后藻细胞破碎,胞内物质溶出;相对分子质量<3 500的分泌物是溶藻过程中起主要作用的活性物质,具有较强极性和热稳定性,在121℃加热20 min后,仍然有良好的溶藻能力,除藻率达92.6%,活性物质在pH 9.0左右溶藻能力较强,在乙醇中不发生沉淀反应,由此推测该活性物质为含有酸性或碱性基团的非生物活性分子,不属于蛋白质、核酸、多糖等物质.     

球形棕囊藻对Pb2+的吸附动力学

研究了球形棕囊藻对金属离子Pb2+在球形棕囊藻上的生物吸附特性.结果显示,Pb2+在球形棕囊藻上的生物吸附可以分为2个阶段,第1阶段为物理吸附,在10min内快速达到平衡;第2阶段为金属离子向藻内部的迁移,过程缓慢.通过拟合得到了吸附过程的准二级动力学方程,参数k为0.0025 g·mg-1·min-1,qe为19.8 mg·g-1.吸附等温线结果表明.Pb2+在球形棕囊藻上的生物吸附可以用Langmuir来描述,最大吸附量qmax为20.2 mg·g-1.     

渤海湾赤潮特征研究

对1977年至2018年渤海湾发现的赤潮进行统计,分析研究了赤潮的规模变化、引发物种、空间分布以及时间规律特征。结果表明:渤海湾赤潮多为面积在1000 km2以下的小规模赤潮,引发物种主要是夜光藻（Noctiluca scintillans）、中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、叉角藻（Ceratium furca）、球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）、米氏凯伦藻（Kareniamiki motoi）和红色中缢虫（Mesodinium rubrum）,主要暴发地点为渤海湾西北近岸海域,高发期为8月—9月。