海洋藻类病毒与赤潮防治

病毒是海洋中丰度最高的生物,全球海洋中大约有1030个病毒,海洋病毒的宿主包括从细菌到大型海洋生物等几乎所有的海洋生物.海洋病毒在调控种群结构及生物地球化学循环中起着至关重要的作用,并且,病毒可以通过水平基因转移来操控宿主的代谢活动.藻类病毒能够通过裂解藻类从而起到控制赤潮的作用.随着藻类病毒研究的不断发展,人们已经分离到大量的藻类病毒,包括双链或单链的DNA病毒及RNA病毒,其分布于细胞质或细胞核中.本文简要概述了海洋病毒研究方面的发展现状,及海洋病毒在生态环境中的重要作用.集中综述了藻类病毒(包括原核藻类病毒和真核藻类病毒)的研究进展,讨论了海洋藻类病毒与赤潮生物的关系.介绍了藻类病毒在赤潮控制方面所取得的一些成果,展望了藻类病毒调控赤潮的前景.我国在藻类病毒方面的探索研究还只是刚刚起步,研究藻类病毒的前景十分广阔.     

LC/MS/MS检测海洋中贝类毒素

海洋贝类毒素是由海洋生物贝类食用一些浮游藻类时,这些藻类经刺激而释放出的一类毒素.这些毒素会在贝类中蓄积,有时被代谢;海上漂浮的藻类会因环境的影响而高速繁殖,浓度达到一定值时,水面因之变色,形成赤潮,赤潮所含藻类几乎都有毒性.     

Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)对海洋单细胞藻的急性毒性效应

近年来,海洋重金属污染日益严重,为考察重金属对海洋藻类的生物毒性效应,进而评估其对海洋生态环境的影响,本研究采用一次性培养的实验方法,测定了2种重金属Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)对8种海洋单细胞藻的急性毒性效应,包括赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)、旋链角毛藻(Chaetoceros curv...     

2014年春季东海大面积甲藻赤潮的生态特征

为准确掌握东海近岸海域赤潮发生情况,深入了解东海海域赤潮发生时和未发生时的生态环境条件,根据浙江省舟山海洋生态环境监测站对东海近岸海域常年的监测结果,选定从杭州湾外侧向南到温州南麂列岛的东海近岸海域为赤潮高发区,开展生态环境研究.2014 年4 月和5 月利用专业海洋调查船,按《海洋监测规范》对东海赤潮高发海域进行了二次综合海洋生态环境调查,结果发现调查海域氮、磷营养盐含量普遍较高,4 月研究海域无机氮均值为0.406 mg·L^-1,活性磷酸盐均值0.013 mg·L^-1;5 月无机氮均值0.244 mg·L^-1,活性磷酸盐均值0.004 mg·L^-1.大多数样品无机氮超一类海水水质标准,尤其是4 月91.7%的样品超-类海水标准,5 月也有35.7%样品超-类海水标准.硝酸盐氮是无机氮的主要存在形式.2014 年5 月调查期间发生了大面积的赤潮,赤潮原因种是东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）,细胞密度平均在107/L 以上.分析赤潮发生前后的水环境变化,5 月调查海域海水温度有较大上升,各海域水温均超过了20 ℃,海域平均温度从4 月的15.9 ℃上升到5 月的21.9 ℃.通过本次研究发现在营养盐浓度普遍较高的调查海域,水温上升是引发赤潮的关键因素.使用专业统计软件SPSS17 发现赤潮藻类的细胞密度与水温、化学需氧量和溶解氧存在着极显著的正相关（P〈0.01）,与活性磷酸盐、硝酸盐氮和无机氮存在着显著负相关（P〈0.05）.另外本次调查还发现,大面积东海原甲藻赤潮暴发后,活性磷酸盐被大量消耗.综合目前有关东海原甲藻赤潮期间对活性磷酸盐的吸收动力学研究,发现今后应进一步加强这方面的调查研究.     

海洋酸化对藻类生态学效应及作用机制的研究进展

目前全球海洋酸化(ocean acidification, OA)问题正在以前所未有的速度快速恶化,使海洋生物以及海洋生态环境面临着巨大的威胁。藻类作为海洋中最主要的初级生产者,贡献了约95%的初级生产力,是物质循环和能量流动的重要环节。海洋酸化能够改变藻类的初级生产力,从而影响海洋食物网中物质和能量从初级到次级生产者及更高营养级的传递,引发食物链效应,进而对整个海洋生态系统带来不可逆转的影响,因此评估海洋酸化对藻类的影响具有重要的生态学研究意义。本文总结了近年来海洋酸化对藻类的光合作用、碳固定、生长、钙化、繁殖等生理生化过程以及对代谢组分和显微结构的影响,归纳了海洋酸化对藻类的分子调控机制,同时围绕海洋酸化与环境因子以及海洋污染物对藻类的复合胁迫展开综述,并基于当前海洋酸化对藻类影响研究中存在的不足做出展望,以期为人们解决海洋酸化问题提供思路和方法。     

基于GOCI数据的浙江沿海赤潮监测

浙江是一个拥有丰富海洋资源的海洋大省,同时浙江沿海也是赤潮高发区,开展浙江海域赤潮监测的研究对于浙江省海洋生态保护和海洋经济发展具有重要的意义。遥感技术可以实现赤潮的高效监测,在赤潮监测研究中被广泛应用。文章基于高时空分辨率GOCI影像研究浙江沿海的赤潮监测。首先使用紫外波段大气校正方法获得GOCI的遥感反射率数据,进而基于遥感反射率数据反演得到浙江沿海的总悬浮物浓度(Total Suspended Particulate Matter,TPM)和赤潮指数(Red Tide Index,RI),最后在通过实验获得用于浙江沿海赤潮信息提取的TPM和RI的最佳阈值后进行赤潮监测。统计分析结果表明TPM和RI的最佳阈值分别为17mg·L~(-1)和0.23,即当水体TPM不大于17mg·L~(-1)且RI不小于0.23时判断为赤潮水体。使用TPM和RI最佳组合阈值提取2011—2016年间5次较为典型的赤潮事件的面积误差范围为20.45%—127.34%,平均面积误差为64.86%,表明本文赤潮提取结果的误差是可接受的;同时提取到的赤潮分布及位置信息亦与海洋公报中的记录基本吻合。赤潮提取结果所具有的位置准确性和较小的面积误差说明该文的方法可用于浙江沿海赤潮监测的参考。最后,又以2011年5月29日温州海域和2014年5月23日舟山海域的赤潮事件为例进行了浙江海域赤潮的日变化规律研究。结果表明浙江海域的赤潮发生面积存在明显的先增后减的日变化规律,并且在正午时刻左右达到最大值,这种赤潮面积的日变化可能与浮游植物昼夜垂直迁移有关。     

珠江口海域3种重要有害藻类的溶血毒性研究

从珠江口海域分离、鉴定出3种重要有害藻类小普林藻JX12(Prymnesium parvum)、剧毒卡尔藻JX24(Karlodinium veneficum)、红色赤潮藻JX14(Akashiwo sanguinea),在实验室条件下研究了不同反应温度和pH值对小普林藻溶血活性的影响,在此基础上对海洋微藻溶血活性的测定方法进行了优化,并进一步分析比较了不同藻株以及不同生长时期溶血毒性的变化特征。研究结果显示,在实验温度范围内(4~50°C),小普林藻的溶血活性随温度的升高而增大,37℃为其最佳反应温度,pH 8和50 min为其最佳反应条件。不同生长时期的小普林藻溶血毒性具有显著差异,对数期溶血活性(5.67×10~(-7)HU·cell~(-1))显著高于稳定期(2.32×10~(-7)HU·cell~(-1))和衰亡期(3.40×10~(-7)HU·cell~(-1))。分离自珠江口海域的3种微藻均检测出溶血毒性,单个细胞溶血活性由强到弱分别为红色赤潮藻(976.20×10~(-7)HU·cell~(-1))、小普林藻(5.67×10~(-7)HU·cell~(-1))、剧毒卡尔藻(2.58×10~(-7)HU·cell~(-1))。值得注意的是,红色赤潮藻中国株JX14的单位细胞溶血活性显著高于美国株AS2,是后者的2倍以上。本研究首次确认珠江口海域红色赤潮藻、小普林藻和剧毒卡尔藻均具有较强的溶血毒性,这些有害藻类一旦形成赤潮可能对河口生态系统安全以及水产养殖业造成严重危害。     

不同氮源对4种海洋微藻生长的影响

采用实验室一次性培养的方法,研究了硝氮、氨氮、尿素和混合氨基酸等4种不同氮源对典型赤潮藻赤潮异弯藻Heterosigma akashiwo、凯伦藻Karenia sp.、球形棕囊藻Phaeocystis globosa和常见浮游植物优势种类角毛藻Chaetoceros sp.生长的影响。结果表明,这4种海洋微藻不仅能利用无机氮硝氮和氨氮,而且也均能利用有机氮尿素和混合氨基酸。赤潮异弯藻、凯伦藻和角毛藻均在以硝氮为唯一氮源时,比生长速率分别达到最大值0.45、0.52和0.70 d-1;而球形棕囊藻在以硝氮和尿素为唯一氮源时,比生长速率均达最大值0.65 d-1。可溶性有机氮库中的重要组成成分尿素和氨基酸均能显著促进4种海洋微藻的生长;相比较而言,赤潮异弯藻和凯伦藻更加喜好有机氮氨基酸,而球形棕囊藻和角毛藻更加喜好尿素。海洋微藻具备利用有机氮源的能力,无疑扩展了其氮营养来源,在无机氮缺乏而有机氮丰富的水体中,它们在浮游植物群落中更具有竞争优势。     

4种典型有害赤潮原因种的溶血特性研究

对4种典型赤潮原因种的细胞和培养水中的溶血特性进行了研究.藻种分别是:赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)的两个品系,微小亚历山大藻(Alexandrium minutum),东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和微小卡罗藻(Karlodinum micrum).对各藻类的去藻上清液和超声破碎细胞提取液进行了溶血性检测,发现:几种赤潮种对鲫鱼红血细胞的溶血特性具有种间差异,同藻种的细胞与其培养水中的溶血强度存在差异.具体表现为:赤潮异弯藻具有最强的溶血性,去藻上清液的溶血性(60￣100%)远大于超声破碎细胞提取液的溶血性(30￣60%);微小卡罗藻超声破碎细胞提取液的溶血性(70%)大于去藻上清液的溶血性(30%),且是各藻超声破碎细胞提取液溶血性中最强的;东海原甲藻和微小亚历山大藻溶血性较弱,微小亚历山大藻去藻上清液的溶血性(30%)略大于超声破碎细胞提取液的溶血性(10%),东海原甲藻两部分的溶血性差异不显著.赤潮种类及其细胞内外的溶血特性在一定程度上显示了赤潮原因种在赤潮致害过程中的特征.     

赤潮生物伊姆裸甲藻(Gymnodinium impudicum)毒性和温度适应初步研究

2021年8月26日，我国广东省海门湾海域暴发了一起裸甲藻赤潮，现场藻细胞密度达3.39×10³ cells·mL^-1.本文对该次赤潮肇事种进行了形态学与系统发育学分析，对现场赤潮水样进行了海洋青鳉鱼(Oryzias melastigma) 48 h急性生物毒性分析，对赤潮藻纯培养细胞进行了卤虫(Artemia salina)48 h急性生物毒性分析、溶血活性测定以及最佳生长温度研究.结果表明，此次赤潮肇事种为伊姆裸甲藻(Gymnodinium impudicum).急性生物毒性实验结果表明，赤潮海水对海洋青鳉鱼无明显致死效应，海洋青鳉鱼48 h内游动正常，无异常反应.该藻纯培养藻种对卤虫具有一定的致死效应，藻密度4.32×10³ cells·mL^-1时，48 h卤虫死亡率为35%.溶血活性检测结果表明，该藻溶血活性较低，藻细胞密度为3.66×10³ cells·mL^-1时，溶血活性百分数为26.7%.实验室纯培养下，该藻对温度适应性较强，在20℃、25℃...     

陆生植物化感作用的抑藻研究进展

有效控制水华,治理富营养化水体是目前环境领域的研究热点和前沿。所谓化感物质,就是由植物、细菌、病毒和真菌所产生的二次代谢产物。利用水生植物的化感作用或化感物质抑制水体中藻类的爆发被认为是一种高效、低毒、环境亲合性好的方法而备受关注。然而,对于陆生植物应用于抑制藻类生长的研究却较少。文章在对化感作用的概念的演化、各种生物对藻类化感抑制作用、化感物质抑藻机理等方面进行了较系统的论述,总结了近年来国内外学者对于陆生植物化感作用抑藻的研究进展。文章认为相对于水生植物在抑藻方面的局限性,陆生植物的优势体现在对水生生态系统影响明显(化感作用明显)、所含抑藻化感物质种类丰富、不易受水生生态环境影响等方面,并对今后陆生植物抑藻技术的研究方向进行了展望,陆生植物中尤其是菊科植物化感抑藻应用前景广阔。最后指出,陆生植物的化感抑藻作用研究还存在进一步探索和改进化感物质的提取和鉴定方法、抑藻作用机理的研究、应用实际水体时的生态安全性等方面的问题。     

陆生植物化感作用的抑藻研究进展

有效控制水华,治理富营养化水体是目前环境领域的研究热点和前沿。所谓化感物质,就是由植物、细菌、病毒和真菌所产生的二次代谢产物。利用水生植物的化感作用或化感物质抑制水体中藻类的爆发被认为是一种高效、低毒、环境亲合性好的方法而备受关注。然而,对于陆生植物应用于抑制藻类生长的研究却较少。文章在对化感作用的概念的演化、各种生物对藻类化感抑制作用、化感物质抑藻机理等方面进行了较系统的论述,总结了近年来国内外学者对于陆生植物化感作用抑藻的研究进展。文章认为相对于水生植物在抑藻方面的局限性,陆生植物的优势体现在对水生生态系统影响明显（化感作用明显）、所含抑藻化感物质种类丰富、不易受水生生态环境影响等方面,并对今后陆生植物抑藻技术的研究方向进行了展望,陆生植物中尤其是菊科植物化感抑藻应用前景广阔。最后指出,陆生植物的化感抑藻作用研究还存在进一步探索和改进化感物质的提取和鉴定方法、抑藻作用机理的研究、应用实际水体时的生态安全性等方面的问题。     

水动力条件对藻类影响的研究进展

水动力过程是影响水体富营养化状态和水华爆发的重要因素,水动力因素对藻类影响的研究对于富营养化水体藻类控制具有重要意义。归纳分析近年来关于流速、流态对藻类生长和种类变化的研究报道;就水动力条件对藻类的影响及其作用机理等详细地进行了文献综述。水动力条件对藻类生长的影响分为流速和流态两个方面,不论是单一藻种还是混合藻类,低流速、小扰动有利于藻类的生长和聚集,流速增大则导致Chla浓度先递增后递减,不同藻类的临界流速并不相同;藻类生长随着湍流程度的增加而逐渐受到抑制,抑制作用与水流流态（层流、过渡流、湍流）无明显相关关系,水体流态的变化造成水流剪应力的变化,藻类种类的差异导致其对水流剪应力的响应变化。水动力条件变化引起的藻类种群结构变化,主要表现为水体混合加剧导致优势种群的转换。水动力条件对藻类影响的作用原理主要是引起了光强的改变、细胞长度的变化、营养盐运送及捕食行为变化等。综观当前的研究成果,水动力能否真正阻止藻类细胞的生长或聚集,影响藻类生长或种类变化的扰动的最低水平以及水动力对藻类影响的作用机理是这一领域未来研究的重点所在。     

海洋中微塑料的环境行为和生态影响

微塑料一般指直径小于5 mm的微小型塑料颗粒或碎片，海洋中常见的微塑料类型主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由于形状、颜色多变，分子量大，结构稳定，粒径范围与浮游植物相近，海洋中的微塑料很容易被对浮游植物、浮游动物和其他海洋动物等产生影响。微塑料还可以为病毒、细菌提供附着载体，影响浮游植物分布，进入海洋生物消化道或进一步转移到组织中对机体产生毒性效应，甚至通过捕食作用沿食物链传递，对高等动物及人类健康造成威胁。此外，微塑料可以作为海水中痕量化学物质的吸附载体，对生物产生联合毒性。根据目前对微塑料的研究进展情况，未来应加强对海洋微塑料分离、鉴定技术的研发以及海洋微塑料的生物毒性效应和生物传递效应机制等问题的研究。     

Carbohydrate metabolism in the marine diatom Skeletonema costatum

This is a study on the metabolism of the algal biochemical constituents of a marine diatom, Skeletonema costatum. The carbohydrates, protein, and lipid, of the diatom grown under light and dark conditions were analyzed. The composition of the organic compounds did not vary in the alga grown under continuous light conditions throughout the experiment, although a little accumulation of carbohydrate and lipid was observed in the stationary phase of the algal growth. When the diatom, at maximum growth stage, was transferred to darkness, 44.4% of the carbohydrate, 57.8% of the protein, and 27.0% of the lipid were used by respiration within a few days. Detailed analysis of the algal carbohydrate demonstrated that low molecular weight carbohydrates, consisting of glucose, and -1,3-glucan, were readily metabolized by algal respiration, leaving cell-wall carbohydrates consisting of mannan and pentosan which are immune to algal respiration. The respiratory utilization of carbohydrates is discussed in relation to the rapid decay of glucan from marine particulate matter during the course of its sinking to further depths in the ocean, as observed previously by the present author.     

海洋中微塑料的环境行为和生态影响

微塑料一般指直径小于5 mm的微小型塑料颗粒或碎片,海洋中常见的微塑料类型主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由于形状、颜色多变,分子量大,结构稳定,粒径范围与浮游植物相近,海洋中的微塑料很容易对浮游植物、浮游动物和其他海洋动物等产生影响。微塑料还可以为病毒、细菌提供附着载体,影响浮游植物分布,进入海洋生物消化道或进一步转移到组织中对机体产生毒性效应,甚至通过捕食作用沿食物链传递,对高等动物及人类健康造成威胁。此外,微塑料可以作为海水中痕量化学物质的吸附载体,对生物产生联合毒性。根据目前对微塑料的研究进展情况,未来应加强对海洋微塑料分离、鉴定技术的研发以及海洋微塑料的生物毒性效应和生物传递效应机制等问题的研究。     

化感物质的抑藻作用研究、应用及生态安全性评价

水体富营养化日益严重,水华频繁爆发,如何有效控制水华,治理富营养化水体是目前水环境领域的研究热点和前沿。目前湖泊藻类控制技术主要有：物理方法、化学法、生物法,但是这些方法都有其固有的缺点。利用植物化感作用抑制有害藻类生长具有廉价、生态安全等优点近年来备受关注。化感作用就是生物体产生的生物活性物质即化感物质在生物体之间传递信息并导致生物体相互作用。归纳了国内外不同生活型水生植物化感作用研究的主要成果（包括已报道的抑藻水生植物种类、已从水生植物体内和种植水中分离鉴定得到的化感物质）,以及化感物质的联合作用研究,讨论了化感物质的生态安全性。通过化感作用能有效控制引起水体富营养化的各种藻类生长,优化水生生物的组成结构。例如,水体中投放大麦秆可以增加无脊椎动物以及鱼类的数量,从而达到改善水生生态系统的目的。展望了植物化感作用用于水环境治理的发展前景。以期为利用植物化感作用控制水华的发生提供理论基础。     

昆虫病毒增效蛋白的研究进展

杆状病毒是专化性很强的一类双链ＤＮＡ病毒,主要感染无脊椎动物,特别是鳞翅目昆虫．杆状病毒科又分为３个亚组：核型多角体病毒ＮＰＶ（Ｎｕｃｌｅａｒｐｏｌｙｈｅｄｒｏｓｉｓｖｉｒｕｓ）、颗粒体病毒ＧＶ（Ｇｒａｎｕｌｏｓｉｓｖｉｒｕｓ）和非包涵体型杆状病毒（...     

A mechanism of “red-tide” formation

Three semi-continuous culture experiments were conducted by using natural algal populations [dominants: Skeletonema costatum, Thalassiosira sp., Gymnodinium sp., Heterosigma sp. (formerly called Olisthodiscus luteus) and Eutreptiella sp.] collected from Tanigawa Harbor, Japan, where red-tides occurred occasionally. The effects of macro- and micro-nutrients onto the growth of different species of algae were specifically evaluated by a dialysis bag culture technique. Two types of responses for nutrients were clearly observed; macro- and micro-nutrient dependency. The former group includes S. costatum, Thalassiosira sp. and Eutreptiella sp. which mainly stimulated their growth by macro-nutrients. Heterosigma sp. was in the latter group which was stimulated by micronutrients. Gymnodinium sp. showed an intermediate type. A red-tide of Heterosigma sp. formed during the experiment in the harbor and is discussed with the results of the present culture experiments and some field observations.     

Algal plating as a tool for investigating allelopathy among marine microalgae

Chemical interactions among marine microalgae were studied in cultures of pennate diatoms on agar plates. Nine marine and freshwater pennate diatoms were surveyed as potential bioassay organisms; Cylindrotheca fusiformis was most favourable for assays because of its rapid and even growth on agar. Diatom and bacterial bioassays were used to screen cell and filtrate extracts of 14 microalgal cultures. A number of these algal species, which were grown axenically, produced extractable, intracellular and/or extracellular substances that inhibited the growth of C. fusiformis. Our results suggest that the culturing of pennate diatoms on a solid medium can provide a simple bioassay for screening algal extracts which potentially contain growth inhibitors involved in microalgal allelopathy.