化学信息对球形棕囊藻生活史转换的调控

棕囊藻（Phaeocystis）在全球海域广泛分布，可以引起大规模的有害藻华，导致严重的自然灾害及经济损失。棕囊藻具有复杂的异型生活史，游离的单细胞和囊体两种形态交替出现，但是关于生活史转换调控机制的研究非常有限。本文通过研究不同的浮游动物释放的化学信息对球形棕囊藻生长和囊体形成的影响，力图从摄食防御的角度理解和阐明棕囊藻生活史的转换机制。研究表明，当球形棕囊藻与安氏伪镖水蚤的化学信息接触后，游动单细胞数量减少，囊体数量和直径显著提高；与游仆虫的化学信息接触后，游动单细胞数量增多，但囊体直径和数量显著降低。不同浮游动物释放的化学信息可能诱导球形棕囊藻采取不同的防御策略:较大囊体的形成以阻碍较大粒径桡足类的摄食，而应对较小粒径的纤毛虫，形成较小的囊体即足以抵御摄食。棕囊藻对不同摄食者采取特异性防御策略，有效减少摄食死亡率，有助于形成藻华，从而影响海洋食物链结构和功能。     

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。     

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.     

富营养化湖泊刚毛藻建群特征及其影响因素

为研究富营养化湖泊刚毛藻建群过程及其影响因素,在草海沿岸带水深为5,25,45,65,85cm处分别放置大理石板作为刚毛藻建群的人工基质,监测人工基质上刚毛藻群落的生物量、藻丝长度以及附着硅藻的密度和组成.结果发现,2周后,水下25cm处的刚毛藻群落的生物量最大,为9.0mg/cm2.4周后,水下5cm处刚毛藻群落的生物量为14.0mg/cm~2,是25cm处刚毛藻群落生物量的1.62倍.整个实验期间,水下65,85cm处刚毛藻群落的生物量一直较少,生物量分别为2.86,1.39mg/cm~2.相对其它深度,5cm处刚毛藻藻丝长度最长,最高值为11.8cm.在第6周,水下5cm处刚毛藻群落中附着硅藻的密度最大,为7.8×10~6cell/cm~2.分析结果显示,NH_4~+-N浓度、水下光照强度和SRP浓度是显著影响刚毛藻群落特征(刚毛藻群落生物量、刚毛藻藻丝长度和附着硅藻密度)的因子,而NH_4~+-N浓度和pH值是影响硅藻群落组成的显著性环境因子.     

不同类型富营养化微型水体藻华暴发期微生物群落结构变化分析

与藻华有关的微生物群落对水体中的氮、磷循环起着关键性的作用,了解富营养化水体中细菌和藻类演替的驱动因素以及规律对预防藻类暴发和控制水体污染具有重要意义.本研究以岩口水库上游点源污染和面源污染池塘为研究对象,分析了藻华暴发期水质参数之间的相关性,并采用16S和23S测序分析了不同微型水体中细菌和藻类的群落结构组成特征,对细菌和藻类群落结构与水质参数之间的偶联关系进行了分析.相关性分析表明,不同微型水体中的叶绿素a浓度与其他水质参数之间的相关性并不明显;高通量测序结果表明,变形菌门、放线菌门和拟杆菌门均为不同微型水体中相对丰度较大的细菌门类;蓝藻和硅藻是点源污染池塘中的相对丰度较大的优势藻类,而蓝藻和裸藻是面源污染池塘中的相对丰度较大的优势藻类.冗余分析结果表明,总磷、高锰酸盐指数和不同形态氮浓度是影响点源污染池塘中菌藻群落结构的主要因素;高锰酸盐指数和不同形态氮磷浓度是影响面源污染池塘中菌藻群落结构的主要因素.本研究对富营养化微型水体藻华暴发期细菌和藻类的群落结构变化及其主要驱动因素进行了探究,可为富营养化微型水体的藻华控制以及污染治理提供科学依据.     

双季铵盐对两种赤潮藻的去除研究

研究了双季铵盐对球形棕囊藻和塔玛亚历山大藻两种赤潮生物的杀灭和控制作用。结果表明,双季铵盐能有效地控制和杀灭球形棕囊藻和塔玛亚历山大藻,其中对球形棕囊藻96h有效浓度为0.8mg·L-1,对塔玛亚历山大藻有效浓度为0.4mg·L-1。双季铵盐具有高效、作用时效长的特点,是一种较理想的赤潮藻去除剂。     

溶洞硅藻群落特征及其与水质相关性分析

溶洞地下水水质和硅藻分布有较密切关系并有季节变化特征,研究溶洞硅藻种类组成对发展硅藻生物多样性和溶洞水质变化有一定价值。于2013年9月-2014年12月对毕节市七星关区层台镇玉龙村一溶洞地下水实地测定和采集样品,分析了硅藻的种类组成、个体密度、优势种及群落结构的季节变化特征。经鉴定共发现硅藻18属174种,主要的优势属有曲壳藻属(Achnanthes)、桥弯藻属(Cymbella)、脆杆藻属(Fragilaria)、舟形藻属(Navicula)等。并讨论了硅藻与水温、硝氮、电导率等理化因子之间的关系。相关性分析表明,硅藻与水温及水体中二氧化硅、总氮、氨氮、电导率有显著相关性。     

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。     

贵州百花湖水库浮游植物群落结构与季节变化

为揭示水库浮游植物群落结构对放养鲢、鳙鱼控藻的响应特征,分四季对百花湖的水质及浮游植物进行了调查和分析。浮游植物种类较多,共检出浮游植物147种,绿藻在种类组成上占绝对优势,共计76种,其次为硅藻31种、蓝藻27种、隐藻、甲藻和裸藻各4种,金藻仅1种。浮游植物丰度在9.69×106～150.89×106 cells/L之间,生物量在3.57～16.80mg/L之间;蓝藻在丰度上占优势,其主要物种类群是假鱼腥藻属;硅藻则在生物量上占优势。浮游植物组成随季节变化而不同,冬季以蓝藻、硅藻和绿藻为优势类群;春季硅藻和绿藻减少而蓝藻增加;夏季以蓝藻、硅藻和隐藻为优势类群;秋季以蓝藻、硅藻、隐藻和绿藻为混合优势类群。百花湖浮游植物形成以假鱼腥藻占绝对优势的群落结构可能与放养鲢、鳙鱼有关。     

有机改性蒙脱土去除球形棕囊藻赤潮研究

采用离子交换法制备出一种稳定的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性蒙脱土,考察了其对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)赤潮的杀灭控制作用和絮凝沉降动力学。结果表明,当藻细胞起始密度为1.1×106/mL、改性粘土用量为14 mg/L时,作用48 h后对球形棕囊藻的除藻率为87%;用量为22 mg/L时的除藻率可达91%,而当藻细胞起始密度增大为6.3×106/mL时,同等用量和时间条件下,除藻率分别为62%、73%,呈现出明显的剂量-效应关系,除藻率受藻细胞起始密度影响较大。絮凝沉降实验发现,10 mg/L的改性粘土在60 m in时的沉降率即可达到80%,表明改性粘土对球形棕囊藻有较强的沉降作用及较快的沉降速率。     

硅藻指数在嫩江支流甘河的适用性评估

为了筛选出适用于甘河水生态评价的硅藻指数,合理评价甘河水生态健康状况,2018年8月在嫩江支流甘河调查了19个点位的着生硅藻群落结构和水环境特征.应用21种硅藻指数对甘河水生态健康状况进行评价,采用箱体图法分析了所选硅藻指数的适用性,使用Spearman相关分析研究了硅藻指数与环境因子的相关性,最后应用多元线性回归方法分析了不同因素对硅藻指数在甘河评价正确率的影响.结果表明:①所选硅藻指数中,IBD（biological diatom index,硅藻生物指数）、EPI-D（diatom eutrophication pollution index,富营养污染硅藻指数）和IPS（specific pollution sensitivity index,特定污染敏感指数）的评价结果区分度最好,最适用于甘河水生态健康状况评价.②甘河丰水期水生态健康状况总体较好,约70%的点位水生态健康状况为健康、较好和一般,约30%的点位水生态健康状况为较差和极差,极差的点位全部位于甘河下游区域.③硅藻指数与COD_Cr的相关性对硅藻指数评价正确率有显著影响（P < 0.01）,硅藻指数与COD_Cr相关性越强,评价的正确率越高;物种覆盖度对硅藻指数评价的正确率也有影响,但不显著,各点位最小物种覆盖度高于65%时,物种覆盖度对藻指数评价的正确率影响较为明显.研究表明,硅藻指数可以有效地评价水生态健康状况,但硅藻指数与环境因子之间的相关性等因素会影响评价的正确率,因此选择合适的硅藻指数进行研究区域的水生态健康状况评价尤为重要.      

太子河流域硅藻群落与驱动因子的定量关系

定量研究水生生物对水环境参数的适宜值是评估栖息地质量和维持生物完整性的主要途径. 以辽宁省太子河流域为研究范例,选择Y(优势度指数)大于0.000 1的硅藻为研究对象,结合水环境参数,采用CCA(典范对应分析)、CART(分类回归树)和WA(加权平均回归分析)等方法,分析硅藻与水环境因子的关系,并计算硅藻对驱动因子的最适值. CCA结果表明,IOS(底质指数)、ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)和ρ(COD_Mn)是硅藻群落的驱动因子;CART预测结果表明,IOS高的水环境硅藻密度高于IOS低的水环境,ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)低的水环境硅藻密度高于ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)高的水环境;WA结果显示,96种硅藻对IOS、ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)的最适值范围分别为1.00~6.44、60.29~820.30 mg/L和0.46~2.89 mg/L. 钝端菱形藻解剖刀变种和尖端菱形藻适宜栖息于IOS较低而ρ(COD_Mn)较高的水环境, Gomphonema trancatum和肿大桥弯藻则适宜栖息于IOS较高的水环境;缠结异极藻二叉变种和尖细异极藻适宜栖息于ρ(TDS)较高的水环境,弧形峨眉藻和克洛钝脆杆藻则适宜栖息于ρ(TDS)较低的水环境;弧形峨眉藻和隐头舟形藻威蓝变种适宜栖息于ρ(COD_Mn)较低的水环境. 针杆藻和桥弯藻对IOS的最适值高于舟形藻和菱形藻以及其他藻种,96种硅藻对ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)的最适值均表现为菱形藻和异极藻较高、针杆藻和桥弯藻较低.      

抚仙湖硅藻群落的时空变化特征及其与水环境的关系

抚仙湖是我国重要的深水型淡水湖泊且水体水质总体处于I类水平,近年来在流域开发、全球变暖等影响下其生态环境功能呈现退化的趋势,需要对湖泊生物的群落组成、分布模式及其驱动因子进行系统评价.本研究于2015年选取抚仙湖的南、中、北湖区共3个采样点开展了表层水体硅藻群落和水环境特征的逐月分析.样品中共发现硅藻31个属、166个种且以浮游类型为主,其中云南特有硅藻种Cyclotella rhomboideo-elliptica基本消失.硅藻群落结构的逐月变化在3个采样点中均呈现明显的季节演替特征,其中1、2月优势种主要为Fragilaria crotonensis,3月优势种为Aulacoseira granulata,4月C.ocellata与F.crotonensis同为优势种,而在其余月硅藻群落结构较为单一且优势物种皆为C.ocellata(相对丰度占~80%).而空间尺度上,硅藻优势属种分布和群落结构具有较高的一致性.主成分分析显示,不同湖区的硅藻群落结构组成和水体环境在时间尺度上存在较大差异,而在空间尺度上差异较小;冗余分析和变差分解等分析结果进一步表明,影响群落结构时空变化的主要驱动因子是气象与物理因子(包括水温、风速和透明度),共解释了硅藻群落变率的27.6%,表明了该深水湖泊水体热力分层的厚度与持续时间是影响硅藻群落构建的重要过程.同时,湖泊营养水平与水体离子浓度也对硅藻群落结构产生了明显影响,分别解释了硅藻群落变率的21.2%和9.4%.因此,持续的区域变暖和流域开发明显影响了抚仙湖的生物群落构建与生态系统健康,对抚仙湖的生态保护不仅需要控制营养盐等流域污染物的输入,同时应该积极应对气候变化的长期影响.     

太湖浮游硅藻时空演化与环境因子的关系

利用1992年至2002年每月1次的监测资料,系统分析了太湖北部3个区域(河口、梅梁湾、湖心)浮游硅藻(Planktonic diatoms)生物量周年变化和空间分布情况.同时,水中磷酸盐(PO43--P)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)和硅酸盐(SiO23--Si)含量等相关资料也被用于解释太湖浮游硅藻时空分布的原因.结果显示,直链硅藻(Aulacoseira sp.)是太湖浮游硅藻的优势种,其它常见种有小环藻(Cyclotella sp.)、针杆藻(Synedrasp.)等.硅藻总生物量占浮游藻类生物量百分比平均值约为20%.太湖浮游硅藻生物量在河口最大,梅梁湾其次,湖心最小,究其原因可能与河口的特殊生态环境(水流速度)有关,另外,河口丰富的营养盐,特别是磷酸盐和氨氮也是一个重要因素.温度可能是影响太湖浮游硅藻生物量季节变化的关键因素.Pearson相关分析证实,磷酸盐、氨氮和温度均与硅藻生物量显著相关(p<0.01),且蓝藻生物量百分比与硅藻生物量百分比呈显著负相关.研究结果说明,太湖浮游硅藻的生长分布受多种环境因子(磷酸盐、氨氮、温度)的影响限制,太湖浮游硅藻与蓝藻可能存在着竞争演替的趋势.     

综合硅藻指数的建立及其在淡水生态评价中的应用

硅藻在水生态系统中具有重要作用,具有分布广泛、繁殖周期短、对环境变化反应敏感等特点,被广泛用于水体质量监测. 为建立适用于我国水体生态评价的硅藻指数,2017年8月—2018年8月调查了长江下游主要湖泊和青弋江水系的着生硅藻群落结构及环境特征,使用Speraman相关分析研究硅藻指数与环境因子的关系,使用箱形图分析硅藻指数的适用性. 结果表明:①通过研究长江下游主要湖泊和青弋江水系硅藻与环境因子的关系,确定了114种硅藻对水体TP、TN和COD_Mn浓度变化的最优值和耐受值及环境指示,建立了一个适用于青弋江和长江下游湖泊水体环境评价的综合硅藻指数(comprehensive diatom index, CDI). ②Spearman相关分析结果显示,无论在河流水体还是在湖泊水体中,CDI与TP、COD_Mn、TSP和TN的浓度均呈显著相关. ③箱形图结果显示,CDI在河流和湖泊中均呈现随水质梯度增加而变大的趋势,说明CDI可以很好地反映水体的环境质量. 研究显示,使用CDI评价长江下游湖泊及青弋江水系水体质量,得到较好的结果,是一种评价水体质量较好的生物评价方法.      

蒙古高原北部Gun Nuur硅藻属种组成与分布特征

本文通过对蒙古高原北部表层沉积物中硅藻属种的鉴定,探讨硅藻属种的分布特征及对水环境变化的响应。Gun Nuur湖泊中共鉴定出2纲7科12属21种硅藻,以羽纹纲为主,Cymbella cistula、Amphora ovalis、Amphora baltica、Amphora ovalis var.pediculus等为相对优势种,且平均相对含量分别为24.4%、23.8%、16.9%、15.6%,其余属种均少于10.0%。优势硅藻种Cymbella cistula表明了Gun Nuur湖泊主要为淡水、偏碱性水体,pH值为8.0左右,距湖岸较近位置有大量的水生生物发育。Anomoeoneis costata和Anomoeoneis sphaerophora var.sphaerophora、Navicula oblonga反映出湖泊由于蒸发作用而导致水体咸化,湖泊矿化度升高,并且湖水属于Na-Ca/Cl-SO4型。在高纬度气候非常寒冷地区的湖泊中,硅藻生长受到严重的抑制作用。偏"胖"的特征有利于硅藻浮游以适应水体温度的变化,湖泊边沿结冰后向湖泊中心游动。湖泊在冰封后可以阻止风浪作用,并且在低于水温的季节中,冰封可以使湖泊水体在阳光照射条件下保持高于外部环境的温度而有利于硅藻的生长。广盐性、真静水性硅藻Epithemia intermedia反映了这种湖泊长期冰封下静水特征。     

三亚湾近岸两种优势砂壳纤毛虫对硅藻的摄食初探

浮游纤毛虫是近岸生态系统中的重要原生动物,对初级生产者有较高的摄食压力,其摄食行为对物质在食物网中的传递至关重要。近岸生态系统中浮游植物群落多以硅藻为优势类群,为更好地认识纤毛虫对初级生产者尤其是硅藻的摄食调控作用,本研究于2015年4月在三亚湾近岸采集了两种优势砂壳纤毛虫（妥肯丁拟铃虫Tintinnopsis tocantinensis和斯氏拟铃虫T.schotti）,运用分子生物学方法分析其食物组成。结果表明,两种纤毛虫中共检测到8属13种硅藻来源的食物,分别隶属于骨条藻（Skeletonema）、细柱藻（Leptocylindrus）、根管藻（Rhizosolenia）、海链藻（Thalassiosira）、拟菱形藻（Pseudo-nitzschia）、波纹藻（Cymatosira）、星杆藻（Asterionellopsis）和角毛藻（Chaetoceros）。两种纤毛虫均摄食骨条藻、细柱藻、根管藻和海链藻,其中对中肋骨条藻（S.costatum）的摄食比例最高（达>60%,序列数百分比）。粒径较大的斯氏拟铃虫摄食多样性（11种）略高于粒径较小的妥肯丁拟铃虫（7种）,而且环境中最优势的拟菱形藻（49.12%,浮游植物丰度百分比）仅在斯氏拟铃虫中检测到（15.55%,序列数百分比）,说明两种纤毛虫具有一定的摄食选择性且存在种间差异。本研究表明以纤毛虫为代表的原生动物对硅藻的广泛摄食是初级生产者在食物链传递的重要环节,这对理解近岸生态系统的物质传递和砂壳纤毛虫重要生态作用具有重要意义。     

澜沧江硅藻的地理分布模式与关键驱动因素

硅藻作为重要的初级生产者,在水域生态系统中发挥重要作用,然而目前对于大型河流中硅藻的地理分布特征和驱动因素知之甚少.本文以我国西南地区典型大河澜沧江干流1200 km河段为研究区域,基于真核微生物高通量测序数据集,探究浮游硅藻和底栖硅藻在不同河段的分布特征和关键驱动因子.结果表明,澜沧江浮游硅藻和底栖硅藻的物种多样性在上游自然河段较高,两类硅藻的群落结构在不同河段间存在显著差异,建坝对两类硅藻的优势属相对丰度均产生显著影响.方差分解分析结果表明,扩散限制是浮游硅藻和底栖硅藻地理分布的主导驱动因子,解释率分别为16.7%和29.8%.共现网络分析结果表明,相比底栖硅藻,浮游硅藻的种间竞争关系和网络连通性较强;梯级库区段两类硅藻的网络连通性均高于上游自然河段.本研究补充了大型河流硅藻地理生态分布的认知不足,同时揭示了河流硅藻群落对水电开发的响应.     

青海湖硅藻组合及其季节变化——来自沉积物捕获器的初步研究

通过对青海湖捕获器中2010年7月至2011年10月份沉积物样品与青海湖湖岸7个地点表层样品的分析,获得青海湖现代硅藻组合及季节变化特征。捕获器沉积物样品中共鉴定出硅藻2纲32属56种,主要为咸水种与微咸水种。其中,优势种为Berkeleya rutilans、Cocconeis placentula var. euglypta、Cyclotella choctawhatcheeana和Nitzschia inconspicua,此四种占总数的82%以上。硅藻组合变化具显著的季节性差异,冬季主要以浮游种Cyclotella choctawhatcheeana占优势;非冰封期则以附生种Berkeleya rutilans、Nitzschia inconspicua与Cocconeis placentula var. euglypta占优势。青海湖湖水具有高碱度,硅藻的保存率不高,其保存率具有夏季高、冬季低的季节性变化,但这不是造成硅藻组合显著季节性变化的主要原因,其季节性变化主要取决于水生植物的生长与湖区冰情。