氮、磷营养盐对东海原甲藻生长和硝酸还原酶活性的影响

在实验室培养条件下,研究了不同氮、磷浓度及氮磷比结构对东海原甲藻生长和藻细胞硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明,各培养组藻细胞在接种后d 2即进入指数生长期,但受氮、磷浓度及结构的影响,各培养组的比生长率和藻密度存在一定的差异.同东海原甲藻的生长类似,藻细胞的NRA也受氮、磷浓度及结构的影响.研究进一步发现,东海原甲藻硝酸还原酶活性的最大值(NRAmax)都出现在指数生长期,与最大比生长率出现时间基本一致,且当N/P=16时,酶活力有最大值,表明东海原甲藻的硝酸还原酶活性存在一定阈值.此外,藻的生长速率与营养盐的同化速率并不一致,存存一定的滞后效应.     

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.     

鼠李糖脂对东海典型甲藻赤潮生物生长抑制作用的影响

探讨了铜绿假单胞菌产鼠李糖脂类生物表面活性剂对东海典型甲藻赤潮生物锥状斯式藻(Scrippsiella trochoidea)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋原甲藻(Prococentrum marinum)和微小原甲藻(P.minium)生长的抑制作用,并对其不同抑制作用的机理进行了初步探讨.结果表明,鼠李糖脂在一定浓度范围内对几种甲藻的生长表现出明显的抑制作用,对几种甲藻生长抑制作用的强弱顺序为:锥状斯式藻>微小原甲藻>塔玛亚历山大藻>海洋原甲藻.对不同属的甲藻,这种抑制作用可能与藻细胞本身表面的附属物、内部物质组成及个体大小有关;而对于同一属的甲藻则与各甲藻的生物膜脂肪酸组成尤其是其多不饱和脂肪酸的含量有关,即甲藻的多不饱和脂肪酸含量越低,鼠李糖脂对藻细胞生长的抑制作用越明显,反之亦然.图1表2参18     

东海原甲藻的光周期效应研究

以东海原甲藻ProrocentrumdonghaienseLu为试验材料,设置了短光周期(A)和长光周期(B)两组试验:A组分光周期1、2、4、6、8、10和12h7个处理,B组分光周期12、14、16、18、20、22和23h7个处理,测定了东海原甲藻的细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量、生物量和可溶性糖等指标。结果表明,在13个不同的光周期处理中,随着光周期的不断延长,东海原甲藻的细胞密度等一系列指标值均不断上升,各指标和光周期的长度呈现正相关的关系。结果表明东海原甲藻是一种喜长光照的赤潮藻类。     

浮游植物程序性细胞死亡研究进展

浮游植物是水生生态系统的基础,在生物地化循环中起着非常重要的作用,浮游植物的死亡势必引起水生生态系统的改变。近年来的研究表明,浮游植物的死亡是浮游植物水华衰退的一个重要原因。浮游植物中是否存在与后生动物类似的程序性细胞死亡（Programmed cell death,PCD）途径,也因此成了一个热点问题。文章对近年来浮游植物死亡表型、PCD生化证据、诱发条件、分子基础方面研究进行了总结。大量证据表明,浮游植物中存在类似细胞凋亡、类凋亡、自噬等途径的PCD,但Caspase基因除具有死亡执行者功能外,还可能具有看家功能。活性氧（ROS）和一氧化氮（NO）在浮游植物PCD过程中可能起到死亡信号分子的作用。部分浮游植物的PCD可以改善种群生存,但其生态学意义总体而言仍存在许多争论。     

北黄海浮游植物群落季节变化

根据2009年5月21日—12月7日北黄海浮游植物4个航次调查资料,对该海域浮游植物的种类组成、优势种、细胞丰度及其分布、生物多样性等基本状况进行了分析,并采用站位聚类分析手段对北黄海浮游植物做区域划分。结果表明,4个航次调查共鉴定浮游植物3门22属56种,主要以温带近岸广温广盐性种为主。硅藻门种类数最多45种,圆筛藻属的种类最多为12种,其次为角毛藻属9种;甲藻门10种,种类数最多的是角藻属4种;金藻门1种。4个航次浮游植物细胞丰度介于0.3～18 103.5×104cells.m-3,平均为542.4×104cells.m-3。浮游植物丰度显示明显的季节变化,表现为冬季(2105.1×104cells.m-3)>秋季(29.4×104cells.m-3)>夏季(25.5×104cells.m-3)>春季(9.7×104cells.m-3)。4个航次浮游甲藻细胞丰度介于未检出～80.5×104cells.m-3,平均为6.9×104cells.m-3,浮游甲藻细胞丰度按季节变化规律为夏季(13.9×104cells.m-3)>秋季(8.5×104cells.m-3)>冬季(2.8×104cells.m-3)>春季(2.3×104cells.m-3)。北黄海重要优势种是具槽帕拉藻(Paralia sulcata),较为重要优势种有密联角毛藻(Chaetoceros densus)、辐射圆筛藻(Coscinodiscus radiatus)、大角角藻(Ceratium macroceros)、梭角藻(Ceratium fusus)、三角角藻(Ceratium tripos),季节优势种是圆筛藻spp.(Coscinodiscus spp.)、聚生角毛藻(Chaetoceros socialis)和威氏圆筛藻(Coscinodiscus wailesii)。Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别是2.024和0.636,二者分布共同特征是北黄海南部海域和丹东鸭绿江口外部海域较低。站位聚类分析表明北黄海浮游植物种类地区划分主要分为3个区域:鸭绿江口区、中部区和西部区。     

惠州西湖生态修复对浮游植物的影响

2007年广东惠州西湖子湖-南湖采用水生植被构建和修复等措施改变湖泊水质。通过2010年2月至11月对南湖和未修复的平湖的浮游植物群落的调查比较,研究湖泊生态系统修复对浮游植物群落结构的影响。结果表明：（1）南湖的浮游植物多样性指数高于平湖,两者峰值分别为1.93（nit）,0.88（nit）,分别在8月和2月,两湖均呈现2、8月高峰,5、11月低谷的变化特征。（2）南湖的浮游植物群落呈隐藻-绿藻（四尾栅藻Scenedesmus quadricuda）-甲藻（多甲藻Peridinium sp.）变化模式,平湖则全年以蓝藻门占绝对优势,优势种为银灰平列藻（Merismipedia sp.）和湖丝藻（Limnolothix sp.）。（3）南湖浮游植物的生物量和细胞丰度的平均值均远低于平湖。由此可知,重建水生植被为主的生态修复手段是抑制浮游植物发展和改善湖泊水环境的有效途径。     

丙烯酰胺对水环境中典型微藻的毒性效应

作为可疑致癌物,丙烯酰胺(acrylamide,AM)是目前各国政府和广大民众普遍关注的重要污染物.为探究AM对水体生物的毒性效应及可能存在的生态风险,本文以海洋微藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和淡水微藻莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究对象,采用室内培养法,测定了不同暴露浓度的AM对2种微藻生长、形态和生理状态的影响.结果显示,AM对2种藻类生长均有显著的抑制作用(P0.05),96 h半抑制质量浓度(EC_(50))分别为22.79 mg·L~(-1)和161.8 mg·L~(-1);最高无抑制浓度(NOEC)分别为1.04 mg·L~(-1)和9.84 mg·L~(-1).不同微藻对AM胁迫的响应存在较大的差异性,与莱茵衣藻相比,东海原甲藻对AM更敏感.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示,当受到AM影响时,2种藻细胞严重变形,表现出塌陷、质壁分离、空泡数量增多和叶绿体片层结构少量断裂等现象;叶绿素含量和F_v/F_m(PSⅡ最大光化学量子产量)测试表明AM可以通过破坏微藻的光合系统而抑制光合作用.AM对东海原甲藻属于中毒性物质,对莱茵衣藻属于低毒性物质.     

地西他滨暴露下2种典型甲藻生长及其抗氧化响应研究

地西他滨(decitabine, DAC),是一种DNA甲基转移酶抑制剂,具有一定细胞毒性。为了解DAC对海洋环境及海洋初级生产力的影响,本文研究了DAC对2种典型甲藻塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和血红哈卡藻(Akashiwo sanguinea)的生长及其抗氧化能力的影响。结果表明,在DAC暴露下,2种甲藻细胞生长均受到明显抑制,且DAC浓度越高,抑制效果越明显。DAC对血红哈卡藻和塔玛亚历山大藻生长的96 h半效应浓度(EC₅₀)分别为0.0016 mmol·L^-1(0.37 mg·L^-1)和0.116 mmol·L^-1(26.47 mg·L^-1)。藻细胞可溶性蛋白对DAC响应迅速,其含量随时间延长而逐渐升高。超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量均在暴露后24 h达到峰值,然后缓慢下降。DAC对藻细胞谷胱甘肽(GSH)具有促进作用,而且对血红哈卡藻细胞GSH的促进作用更为明显。结果表明,2种甲藻对DAC胁迫响应迅速,相较而言血红...     

麻疯树胚乳类F-盒蛋白基因的克隆和载体构建

通过随机测序从本实验室构建的麻疯树胚乳cDNA文库中获得了一条与多种植物、动物F-盒家族(F-box)序列相似的EST序列,并进一步克隆得到含有完整编码框的cDNA全长和基因组序列(Jc-Fbl1).Jc-Fbl1cDNA全长1672bp,开放阅读框为1224bp,编码的蛋白质含有407个氨基酸残基.Jc-Fbl1推导的氨基酸序列与拟南芥、水稻中的同源F-box蛋白相似性分别为52%和75%;与人、斑马鱼、线虫等动物的F-box蛋白的相似性达到48%~56%.应用Pfam Search寻找功能结构域,发现其除了含有F-盒家族类结构域外,还有富含亮氨酸重复单位(leucine-rich repeats,LRRs).比对Jc-Fbl1的基因组序列和cDNA序列,发现Jc-Fbl1有两个长度分别为331bp和893bp的外显子和一个长362bp的插入序列,符合内含子的GT-AG法则,认为是Jc-Fbl1的内含子.水稻、拟南芥基因组中的同源序列也出现了这种两个外显子、一个内含子的结构,且内含子位置较为保守.为了进一步研究麻疯树F-box蛋白的功能,构建了同时含有Jc-Fbl1完整开放阅读框序列和绿色荧光蛋白标签的真核表达载体pBI121-Jc-Fbl1-GFP,并经酶切鉴定构建成功.     

Disease and cell death in white syndrome of Acroporid corals on the Great Barrier Reef

White syndromes (WS) are among the most prevalent coral diseases, and are responsible for reef demise on the Great Barrier Reef. The disease manifests as a clear differentiation between tissue and exposed skeleton and results in rapid tissue loss. Fluorescence in situ hybridisation (FISH) was used in conjunction with histology and transmission electron microscopy (TEM) to investigate bacterial communities and cell death associated with WS. No evidence of bacterial communities or microbial association (using six bacterial probes, TEM and histopathology) was evident within the lesion or adjacent tissues, despite the presence of dense possible secondary invaders in the exposed skeletal regions. Despite widespread reference to necrosis in coral disease literature, there was no evidence of necrosis in any WS lesion or the adjacent tissues in this study. However, in situ end labelling, light microscopy and TEM of WS and healthy coral tissue sections showed evidence of extensive programmed cell death (PCD) exclusively in WS. This study provides the first evidence of intrinsic or PCD as a primary mechanism of cell death in WS, and may provide some explanation for the failure to isolate pathogens from over 80% of identified coral diseases, many of which show similar lesion patterns and WS characteristics.     

Implication of nitric oxide in the heat-stress-induced cell death of the symbiotic alga <Emphasis Type="Italic">Symbiodinium microadriaticum</Emphasis>

One of the major consequences of global warming is a rise in sea surface temperature which may affect the survival of marine organisms including phytoplankton. Here, we provide experimental evidence for heat-induced cell death in a symbiotic microalga. Shifting Symbiodinium microadriaticum from 27 to 32°C resulted in an increase in mortality, an increase in caspase 3-like activity, and an increase in nitric oxide (NO) production. The caspase-like activity was strongly correlated with the production of NO in thermally challenged microalgae. For this experiment, the application of Ac-DEVD-CHO, a mammalian caspase 3-specific inhibitor, partly prevented (by 65%) the increase in caspase-like activity. To verify the relationship between NO and the caspase-like activity, S. microadriaticum were subsequently incubated with 1.0 mM of the following chemical NO donors: sodium nitroprusside (SNP), S-nitrosoglutathione (GSNO), S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP) and 3,3bis(Aminoethyl)-1-hydroxy-2-oxo-1-triazene (NOC-18). The supplementation of both SNP and NOC-18 caused a significant increase in caspase-like activity compared to the control treatment. Pre-treatment of the microalgae with the inhibitor Ac-DEVD-CHO before the supplementation of the different NO donors completely prevented the increase in caspase-like activity. These results suggest that NO could play a role in the induction of cell death in heat-stressed S. microadriaticum by mediating an increase in caspase-like activity.     

细胞凋亡的线粒体途径调控

细胞凋亡是近年来研究的一个热点问题，涉及到细胞内许多复杂的生化过程．线粒体是真核生物能量和代谢的中心，也是细胞凋亡信号传导途径中起关键调节作用的细胞器，对细胞凋亡的线粒体途径调控机制进行研究具有重要意义．本文综述了细胞凋亡过程中线粒体途径的信号传导及其调控机制、线粒体对细胞凋亡信号的反应、细胞凋亡过程中线粒体功能丧失几方面的研究进展．图1参43     

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.     

DNA宏条形码（metabarcoding）技术在浮游植物群落监测研究中的应用

保护生物多样性和生态系统健康是维持生态系统功能和实现人类可持续发展的必要条件。浮游植物作为水生生态系统的初级生产者发挥着重要的生态功能,同时有毒藻类的爆发也会威胁水生态安全。然而,基于形态学的物种鉴定方法难以满足日益增长的水生态环境监测的需求。DNA条形码技术利用基因组特定基因上、短的DNA序列来鉴别生物物种,目前已广泛用于快速物种鉴别。然而其在水生生态系统浮游植物群落的监测中才刚刚起步。由于浮游植物物种多样性高,单基因DNA条形码往往不足以识别所有浮游植物种类;近年来,采用多基因条形码、全叶绿体基因组序列的超级条形码,以及特定DNA条形码方法在单物种和群落水平上区分浮游植物种类的潜力很大。本文综述了浮游植物DNA条形码技术在物种鉴别研究方面的进展,以及DNA宏条形码技术（DNA metabarcoding）在水生浮游植物环境监测的应用现状及前景。     

DNA宏条形码(metabarcoding)技术在浮游植物群落监测研究中的应用

保护生物多样性和生态系统健康是维持生态系统功能和实现人类可持续发展的必要条件。浮游植物作为水生生态系统的初级生产者发挥着重要的生态功能,同时有毒藻类的爆发也会威胁水生态安全。然而,基于形态学的物种鉴定方法难以满足日益增长的水生态环境监测的需求。DNA条形码技术利用基因组特定基因的DNA序列来鉴别生物物种,目前已被广泛用于快速物种鉴别。然而其在水生生态系统浮游植物群落的监测中才刚刚起步。由于浮游植物物种多样性高,单基因DNA条形码往往难以识别所有浮游植物种类;近年来,采用多基因条形码、全叶绿体基因组序列的超级条形码,以及特定DNA条形码方法在浮游植物种类鉴别中有很大潜力。本文综述了浮游植物DNA条形码技术在物种鉴别研究方面的进展,以及DNA宏条形码技术(DNA metabarcoding)在水生浮游植物环境监测的应用现状及前景。     

Responses of phytoplankton and periphytic diatoms to environmental factors in a tropical riverine reservoir北大核心CSCD

Riverine reservoirs have a short water retention time, which is ecologically more similar to that of rivers. Generally, phytoplankton-based approaches are used for lakes and periphytic diatom-based approach for rivers. To understand the differences in the responses of phytoplankton and periphytic diatoms to environmental variables for riverine reservoirs, we collected periphytic diatom samples on artificial substrata as well as phytoplankton samples from a tropical reservoir with a resident time less than 10 days. Our results showed that 131 phytoplankton species and 138 periphytic diatoms were detected; the variation of phytoplankton community was mainly reflected by the dominant species with a strong response to the environmental variables at a time scale, whereas the variation of periphytic diatom community was noted in both the species composition and the dominant species, with a strong response at spatial-temporal scales. The multivariate regression analysis and redundancy analysis showed that environmental factors have higher explanations for the variance of the periphytic diatom community (R2 = 0.27). Temperature was the key explanatory variable for phytoplankton, planktonic diatoms and periphytic diatoms (P < 0.01). However, dissolved oxygen and nitrate were also detected as significant explanatory factors associated with periphytic diatom community (P < 0.01). Thus, the periphytic diatoms were concluded to be more sensitive to environmental change and were associated with more environmental variables than phytoplankton. Periphytic diatoms appear to provide more ecological information than phytoplankton for riverine reservoirs. © 2018 Science Press. All rights reserved.