三种海洋经济微藻对米氏凯伦藻生长的抑制效应

通过研究米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)与3种常见饵料性经济微藻:盐生杜氏藻(Dunaliella salina)、亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)和球等鞭金藻(Isochrysis galbana)在共培养体系下的生长竞争关系,结果表明:亚心形扁藻为抑制米氏凯伦藻生长的最有效藻种,在相同的接种密度下,米氏凯伦藻在9 d内几乎全部死亡;在竞争过程中,米氏凯伦藻具有特殊的生存策略来抵御环境胁迫作用,如形成暂时性胞囊和产生"粘性"云团。     

蒽与苯并芘对米氏凯伦藻的单一和联合毒性效应

在实验室条件下研究了多环芳烃(PAHs)蒽(ANT)和苯并芘(BaP)对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi Hansen)生长量的单一和联合毒性。结果表明:(1)蒽对米氏凯伦藻的生长有显著抑制作用,且随着蒽浓度的升高,抑制作用增强,蒽对米氏凯伦藻的96 h EC50为0.353 mg/L。(2)苯并芘对米氏凯伦藻的生长表现为低促高抑的现象。在较低浓度(0~0.3μg/L)时,苯并芘大大促进了米氏凯伦藻的生长,在较高浓度(0.3μg/L~0.7μg/L)时,则出现了抑制现象,苯并芘对米氏凯伦藻的96 h EC50为0.4736μg/L,因此,海洋水体中苯并芘的含量可以作为预测赤潮的一个参考指标。(3)经回归分析分别求得其EC50后定义0.5×EC50(蒽)+0.5×EC50(苯并芘)=1个毒性单位(TU),按照此比例将二者混合后进行联合毒性试验,蒽与苯并芘表现为拮抗作用。     

有机磷农药和重金属对海洋微藻的联合毒性研究

以三角褐指藻、盐藻和青岛大扁藻为实验材料，采用联合指数相加法，研究了有机磷农药和重金属对这三种海洋微藻的急性毒性和联合毒性效应。实验结果表明，铜对这三种微藻毒性顺序为： 青岛大扁藻＞ 三角褐指藻＞ 盐藻。丙溴磷农药对三种微藻毒性顺序为： 三角褐指藻＞ 青岛大扁藻＞ 盐藻。盐藻对两种污染物均表现出较强耐受性。联合毒性实验结果显示： 对于三角褐指藻、盐藻和青岛大扁藻，丙溴磷－ 铜联合毒性在毒性比１∶１ 情况下，７２ ｈ Ａ Ｉ分别为－ ０４６２ 、－ ０５５７ 和－ ０７０２ ，均为拮抗作用     

2,2’,4,4’—四溴联苯醚对2种赤潮微藻种间竞争的影响

基于Logistic种群增长模型,研究了2,2’,4,4’—四溴联苯醚(BDE-47)的亚急性毒性胁迫对不同初始接种生物量比的赤潮异弯藻(Heterosigmaakashiwo)和米氏凯伦藻(Kareniamikimotoi)种间作用的影响.结果发现:不同的初始接种生物量比影响微藻间的竞争.加入0.05、0.25 mg/LBDE-47后,对于K. mikimotoi而言,不同初始生物量比的处理组表现出高浓度组的最大环境容纳量、种群瞬时增长率均大于低浓度组(P<0.05),而H. akashiwo高浓度组的最大环境容纳量、种群瞬时增长率均小于低浓度组(P<0.05).微藻之间的竞争表现出向着对K. mikimotoi有益方向发展的规律,因此一定浓度下的BDE-47干扰了两种微藻之间的竞争.     

氮源对三角褐指藻、盐藻和米氏凯伦藻生长和种间竞争的影响

以3种常见海洋微藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、杜氏盐藻(Dunaliella salina)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)为实验材料,采用室内单种培养和混合培养方法,研究了不同氮源对3种微藻生长和种间竞争的影响。结果表明,单种培养时,三角褐指藻在尿素组中的最终细胞数量最大,且尿素组中的平均比生长速率达到0.63/d,是所有处理组中最高的;盐藻和米氏凯伦藻都是在Na NO3组和尿素组中的最终细胞数量较大,两个处理组之间差异不显著,且这两个处理组的平均比生长速率都显著高于NH4Cl组。混合培养时,三角褐指藻在Na NO3组和尿素组中的最终细胞数量较大,分别占总细胞数量的62%和65%,在这两个处理组中的平均比生长速率都显著高于NH4Cl组;盐藻在NH4Cl组中的最终细胞数量最大,占总细胞数量的58%,且在此处理组中的平均比生长速率显著高于Na NO3组和尿素组;米氏凯伦藻在3种氮源条件下的生长都受到抑制,NH4Cl组中的最终细胞数量最低,占总细胞数量的1%,而平均比生长速率只有0.058/d,在所有处理组中最低。     

有害甲藻米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）对海洋青鳉鱼（Oryzias melastigm）的急性毒性效应研究

米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）是我国近岸海域常见的有毒有害藻华肇事种,能产生多种毒素,其发生藻华时会使大量鱼类或贝类死亡。本研究从细胞生物学、氧化和免疫酶活性角度研究米氏凯伦藻对海洋青鳉鱼（Oryzias melastigma）的急性毒性效应（72 h）,以期揭示米氏凯伦藻对鱼类的致死原因。组织切片结果表明,高浓度的米氏凯伦藻[（1.37～1.52）×107 cells/L]可以导致海洋青鳉鱼鳃丝断裂,成团状与相邻鳃丝融合,鳃丝上皮细胞的细胞核发生偏移,并使肝细胞出现空泡化现象。高浓度的米氏凯伦藻能够抑制海洋青鳉鱼的鳃和肝组织的SOD酶活性和CAT酶活性,引起海洋青鳉鱼脂质过氧化,导致丙二醛（MDA）含量升高,对组织造成损伤。本研究结果表明,米氏凯伦藻可能通过氧化应激反应使海洋青鳉鱼的鳃和肝组织受损,为深入阐明米氏凯伦藻的毒性机制提供参考。     

pH对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)种群生长、营养吸收及无机碳亲和力的影响

随着海水酸化以及沿海赤潮爆发诱发水体pH的上升,pH对海洋藻类生理生态影响逐渐为人类所关注。本实验以东海常见赤潮藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)为研究对象,研究不同pH对其生理状态的影响。结果显示,pH对米氏凯伦藻的生长、营养吸收、叶绿素、光合速率以及对无机碳的亲和力存在显著影响。当pH=6.2时,米氏凯伦藻的生长受到抑制,细胞生长速率,营养盐吸收率,最大光合速率以及对无机碳的亲和力都最低;当 pH=8.2时,细胞的生长最快,对营养盐的吸收也最快而且最大光合速率达到最高; pH=7.2和9.2时,藻细胞能维持较高的生长,且对无机碳的亲和力高于pH=8.2实验组。总而言之,过高或过低的pH胁迫会引起米氏凯伦藻生理状态的不良变化,尤其当pH过低时米氏凯伦藻生理状态受到严重影响。     

浒苔对米氏凯伦藻生长的克生作用

研究了浒苔(Ulva prolifera)对赤潮微藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的克生效应。结果表明,浒苔鲜组织对米氏凯伦藻的生长具有强烈的克生效应;一次性添加浒苔培养水过滤液对米氏凯伦藻生长没有显著的抑制作用,而半连续添加对米氏凯伦藻生长具有显著的克生作用;浒苔干粉末和水溶性抽提液对米氏凯伦藻的生长产生显著的抑制作用。实验结果证明抑制米氏凯伦藻生长物质很可能更多地存在于浒苔组织内,向环境中分泌的克生物质较少,因而克生物质的连续分泌是有效克制米氏凯伦藻生长的关键。同时,克生作用存在着明显的浓度效应,当抑制物浓度达到一定阈值才表现明显的克生作用,在阈值之上浓度越高克生作用越强。     

重金属Cu对两种海洋微藻的毒性效应

研究了重金属Cu对两种海洋微藻中肋骨条藻和三角褐指藻的生长以及藻细胞超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,较高浓度的Cu2 对中肋骨条藻和三角褐指藻的生长都产生了明显的抑制作用,72h EC5o分别约为(0.546±0.068)和(0.531±0.037)mg/L.对两种海洋微藻的SOD和POD活力的影响,均表现为低浓度诱导,高浓度抑制,MDA含量则随着Cu2 浓度的提高逐渐上升.在72hEC50浓度分别对相应藻种的胁迫下,SOD和POD活力表现为前期诱导后期抑制,MDA含量则随着胁迫时间的延长逐渐升高.两种海洋微藻的SOD、POD活力和MDA含量的改变与添加的Cu2 浓度具一定的相关性,因此可以考虑作为监测重金属Cu污染的有价值的生物标志物.     

重金属离子胁迫对赤潮微藻的急性毒性

重金属污染和赤潮都是较为突出的海洋环境问题,为给相关研究提供基础试验数据,在实验室条件下研究了Cu2+、Cd2+、Zn2+对米氏凯伦藻和微小原甲藻的急性毒性效应. 通过2种藻的EC₅₀(半数抑制浓度)比较了其敏感性差异,分析了不同浓度重金属胁迫对微藻的影响;同时,利用TEM (transmission electronic microscopy,透射电镜技术)和FCM (flow cytometry,流式细胞术)研究了重金属Cu2+的急性毒性胁迫在亚细胞水平上对米氏凯伦藻的损伤. 其中,Cu2+、Cd2+、Zn2+对微小原甲藻的48 h EC₅₀和96 h EC₅₀分别为0.514和0.276 mg/L、0.835和1.215 mg/L及4.376和7.976 mg/L;对米氏凯伦藻的48 h EC₅₀和96 h EC₅₀分别为1.881和1.881 mg/L、5.405和6.268 mg/L及13.134 和18.732 mg/L. 结果表明:2种微藻的种群相对增长率随着胁迫浓度的增加而下降,3种重金属离子的毒性表现出Cu2+>Cd2+>Zn2+的趋势,微小原甲藻对重金属胁迫更敏感;Cu2+胁迫可使米氏凯伦藻细胞体积增大,内容物复杂程度增高,但叶绿素a的MFI(mean fluorescence intensity,平均荧光强度)的变化不明显;Cu2+胁迫对藻膜结构的损伤较明显,但对线粒体及叶绿体的结构影响不明显.      

福建沿海米氏凯伦藻赤潮对皱纹盘鲍的危害原因

针对2012年在福建沿海致鲍鱼大量死亡、造成了巨大经济损失的米氏凯伦藻赤潮,为验证鲍鱼短时间内大量死亡的原因是否来源于米氏凯伦藻自身的毒性效应,本文初步研究了不同环境条件下,分离自赤潮现场的一株米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)对皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)的急性毒性效应。实验过程中,监测了曝气与非曝气条件下,环境因素中氨氮(TAN)、pH、DO的变化。研究发现,曝气条件下,实验体系中DO的变动范围为7.3~7.8 mg/L,pH的变动范围为7.5~8.2,TAN浓度的变动范围为0.0035~0.084 mg/L(能维持贝类正常生存),此时米氏凯伦藻趋近于赤潮现场藻细胞数量时(3107/L),鲍鱼48 h死亡率为33.3%,96 h内死亡率达100%,说明此时鲍鱼的急剧死亡是由米氏凯伦藻本身的毒性效应引起的。在非曝气条件下, DO由7.1 mg/L降低至1.8 mg/L,实验体系中pH的变动范围为7.2~8.1,TAN的变动范围为0.007~0.051 mg/L,此时米氏凯伦藻藻细胞数量为3107/L时,鲍鱼16 h内死亡率达100%,说明低氧的环境条件可以导致赤潮对鲍鱼的毒性效应加剧。由此可以推测,赤潮发生时皱纹盘鲍短时间内的大量死亡与米氏凯伦藻本身的毒性效应有关,而低氧等环境条件可以导致毒性效应加剧。     

久效磷对海洋微藻毒性机理的初步研究III.超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的变化

报道了久效磷对3种海洋微藻细胞内2种清除活性氧的关键性酶--超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的影响.结果显示:1.在久效磷的胁迫下,扁藻和三角褐指藻细胞的超氧化物歧化酶(SOD)活性均表现出下降的总变化趋势,而叉鞭金藻细胞的SOD活性时而上升,时而下降,在整个胁迫过程中呈现出无规律性的变化.2.随着久效磷胁迫时间的延长,3种微藻细胞的过氧化物酶活性均逐渐下降,表现出相同的变化规律性.这说明不同的藻种,久效磷对其细胞内酶活性的影响不尽相同.推测超氧化物歧化酶和过氧化物酶(POD)活性的降低是微藻细胞内过量产生活性氧,进而引起藻细胞膜脂过氧化伤害的主要原因之一.     

氧化石墨烯对邻苯二甲酸二丁酯藻毒性的影响

以海洋微藻青岛大扁藻(Platymonas helgolanidica var.tingtaoensis)为受试对象,研究了氧化石墨烯(graphene oxide,GO)与邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)单独及共同对青岛大扁藻的急性毒性效应,考察了藻细胞的生长状况,光合色素产量,细胞通透性,氧化应激指标及扫描电镜,以探讨GO的加入对DBP藻毒性的影响.结果表明,低浓度GO(0.1~10 mg·L~(-1))对青岛大扁藻的藻密度和叶绿素产量无明显影响,但藻细胞通透性随GO浓度升高显著增加(P0.05),10mg·L~(-1)时达到空白组的2.2倍.DBP对青岛大扁藻的EC50,96 h为(11.14±0.80)mg·L~(-1),其毒性远大于GO(EC50,96 h大于100mg·L~(-1)).1 mg·L~(-1)GO的加入使DBP的EC50,96 h降低到(4.93±2.14)mg·L~(-1),低浓度GO对DBP藻毒性表现出一定的增强作用.1 mg·L~(-1)的GO加入时,对低浓度DBP组(0.1~2 mg·L~(-1))的藻密度、叶绿素产量、细胞通透性水平没有显著性影响,但加剧了高浓度DBP组(4 mg·L~(-1))对藻密度、叶绿素产量的抑制,使单个藻细胞内ROS和SOD平均增加了21%和7%.扫描电镜结果发现GO对藻细胞具有覆盖,包裹及聚集作用,这些可能是DBP藻毒性增强的主要原因.该结果为揭示新型污染物碳纳米材料对海洋生物的风险提供了数据支持.     

有机磷农药对海洋微藻致毒性的生物学研究Ⅰ．四种海洋微藻对久效磷的耐受力与其SOD活性的相关性

本文研究了久效磷农药对扁藻、三角褐指藻、金藻和盐藻的毒性实验。结果表明，四种海洋微藻对久效磷的耐受力依次为：盐藻＞三角褐指藻＞金藻＞扁澡。对微藻细胞内过氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性的测定表明，四种海洋微藻对久效磷的耐受力与其ＳＯＤ活性具相关性，耐受力最强的盐藻其细胞内ＳＯＤ活性较高，并在久效磷的胁迫下保持相对稳定；耐受力较弱的三角褐指藻和金藻其细胞内ＳＯＤ活性随着久效磷浓度的提高逐渐下降；而耐受力弱的扁藻在久效磷胁迫下，其细胞内ＳＯＤ活性迅速下降。因此，可从ＳＯＤ活性及其变化规律上判断久效磷对海洋环境污染的程度以及海洋微藻的耐受力。     

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.     

久效磷对海洋微藻毒性机理的初步研究Ⅲ.超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的变化

报道了久效磷对３种海洋微藻细胞内２种清除活性氧的关键性酶－超氧化物歧化酶和过氧化酶活性的影响。结果显示：１．在久效磷的胁迫下，扁藻和三角褐指藻细胞的超化物歧化酶活性均表现出下降的总变化趋势，而叉鞭金藻细胞的ＳＯＤ活性时而上升，时而下降，在整个胁迫过程中呈现出无规律性的变化。２．随着久铲磷胁迫时间的延长，３种微藻细胞的过氧化酶活性均逐渐下降，表现出相同的变化规律性。     

几种典型有害藻对皱纹盘鲍急性毒性及其抗氧化酶活性的影响

为更好地了解有害藻华对鲍的影响及其原因,本文选择米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）、东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和抑食金球藻（Aureococcus anophageffferens）4种典型有害藻,开展对皱纹盘鲍（Haliotis discus hannai）的急性毒性及其成体抗氧化酶活性研究。研究发现,米氏凯伦藻和链状亚历山大藻均可致皱纹盘鲍幼虫、幼鲍和成体死亡。在米氏凯伦藻藻华现场密度下（5000/mL）,皱纹盘鲍幼虫的致死效应最显著,96 h时的存活率为4.7%。暴露在4000/mL藻密度链状亚历山大藻中,96 h时幼虫存活率为25.5%,暴露在10000/mL藻密度链状亚历山大藻中,48 h时幼鲍和成体存活率降至3.3%和6.7%。东海原甲藻和抑食金球藻对幼鲍和成鲍没有急性毒性影响,但能够降低皱纹盘鲍幼虫的存活率。米氏凯伦藻和链状亚历山大藻能够抑制皱纹盘鲍鳃的SOD酶活性和CAT酶活性、肝胰组织的SOD酶活性和GSH-Px酶活性,对皱纹盘鲍免疫系统造成损伤,而东海原甲藻和抑食金球藻对鲍体内的3种抗氧化酶活性的影响不明显。以上结果表明,米氏凯伦藻和链状亚历山大藻藻华能对鲍养殖产业造成严重威胁,东海原甲藻和抑食金球藻藻华可对鲍的资源补充存在不利影响。     

5种多溴联苯醚同系物对海洋饵料藻(亚心型扁藻和盐生杜氏藻)的急性毒性

本研究选择5种多溴联苯醚同系物(BDE-28、BDE-47、BDE-99、BDE-153和BDE-209)对2种海洋饵料藻(亚心型扁藻和盐生杜氏藻)进行急性毒性试验。96 h半抑制浓度(96 h EC50)计算结果表明,BDE-28 和BDE-47的毒性较高,随溴原子取代数的增加,PBDE同系物对海洋饵料藻的毒性呈下降趋势,5种PBDE同系物对亚心形扁藻、盐生杜氏藻的96 h EC50由小及大依次为:BDE-28(128,75 g/L)、BDE-47(114,120 g/L)、BDE-99(383,572 g/L)、BDE-153(996,1249 g/L)和 BDE-209(2056,1868 g/L)。目前全球近岸海水中PBDEs浓度尚不会对海洋饵料藻产生急性毒性。海洋微藻对同种PBDE同系物的敏感性差异较大(96 h EC50相差1~2个数量级),为客观评价PBDEs的海洋生态风险性,应研究PBDEs对更多种类微藻的毒性效应。     

有机磷农药对海洋微藻致毒性的生物学研究

本文研究了久效磷农药对扁藻、三角褐指藻、金藻和盐藻的毒性实验。结果表明，四种海洋微藻对久效磷的耐受力依次为：盐藻〉三角褐指藻〉金藻〉扁澡。对微藻细胞内过氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性的测定表明，四种海洋微藻对久效磷的耐受力与其ＳＯＤ活性具相关性，耐受力最强的盐藻其细胞内ＳＯＤ活性较高，并在久效磷的胁迫下保持相对稳定?耐受力较弱的三角褐指藻和金藻其细胞内ＳＯＤ活性随着久效磷浓度的提高逐渐下降；而耐受力弱     

久效磷对海洋微藻毒性机理的初步研究Ⅲ.超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的变化

报道了久效磷对３种海洋微藻细胞内２种清除活性氧的关键性酶———超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的影响．结果显示：１在久效磷的胁迫下，扁藻和三角褐指藻细胞的超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性均表现出下降的总变化趋势，而叉鞭金藻细胞的ＳＯＤ活性时而上升，时而下降，在整个胁迫过程中呈现出无规律性的变化．２随着久效磷胁迫时间的延长，３种微藻细胞的过氧化物酶活性均逐渐下降，表现出相同的变化规律性．这说明不同的藻种，久效磷对其细胞内酶活性的影响不尽相同．推测超氧化物歧化酶和过氧化物酶（ＰＯＤ）活性的降低是微藻细胞内过量产生活性氧，进而引起藻细胞膜脂过氧化伤害的主要原因之一．