大亚湾一次赤潮生消期间浮游植物群落变化研究

2003年8月12日至29日,广东省大亚湾的哑铃湾海域发生了小规模的赤潮,经现场跟踪监测发现是由锥状斯氏藻Scrippsiel latrochoidea和海洋卡盾藻Chattonella marina形成的混合赤潮。8月13日浮游植物群落由锥状斯氏藻占绝对优势,密度达6.52×106cells·L-1,占总细胞数量的99%以上;8月19日为赤潮高峰期,锥状斯氏藻密度最高时达5.59×107cells·L-1,约占总细胞数量的91%;而海洋卡盾藻在8月20日密度达到最大值1.17×107cells·L-1,约占总细胞数量的28%。以锥状斯氏藻、海洋卡盾藻占总细胞数量比例的不同,可将各站分为锥状斯氏藻控制区、海洋卡盾藻控制区及混合区3类,随环境条件的不断变化,这2种藻的数量随之变化,此3类区也处于变化之中。与海洋卡盾藻相比,锥状斯氏藻更适于在温度较高、盐度较低的情况下生长。还初步探讨了赤潮长时间持续的原因。     

海洋卡盾藻对青岛大扁藻的化感作用及其对UV-B辐射的响应

本研究以海洋微藻——赤潮藻海洋卡盾藻(Chattonella marina)与饵料藻青岛大扁藻(Platymonas helgolandica var.tsingtaoensis)为研究对象,采用单培养和共培养的方法,研究二者间的竞争关系,并在此基础上研究海洋卡盾藻去藻过滤液和藻细胞裂解液对青岛大扁藻的化感作用,同时进一步探讨两种海洋微藻间的化感作用对UV-B辐射增强的响应。结果显示:共培养条件下,海洋卡盾藻在2个高浓度下对青岛大扁藻的生长产生显著抑制(P0.05);海洋卡盾藻去藻过滤液和藻细胞裂解液对青岛大扁藻的生长也具有显著抑制作用(P0.05),且藻细胞裂解液的抑制作用更强,说明海洋卡盾藻对青岛大扁藻产生化感作用,且通过细胞间直接接触传递的化感物质多于通过介质传递的。不同密度比例的2种藻共培养组用UV-B辐射(2.16J/m2)处理后,海洋卡盾藻对青岛大扁藻生长的化感作用有所减弱。     

石油烃和营养盐的复合污染对海洋浮游植物的影响Ⅰ. 石油烃对海洋浮游植物吸收营养盐的影响

通过向具有相同营养盐浓度的培养体系中添加不同浓度的石油烃,对中肋骨条藻、赤潮异弯藻、微小亚历山大藻和锥状斯氏藻进行周期性培养,探讨了石油烃对微藻营养盐吸收动力学的影响.结果发现,在开始30min内,微藻对营养盐均有一非耗能的短暂快吸收,随后吸收速率下降并趋于稳定.石油烃对中肋骨条藻和赤潮异弯藻氮、磷的吸收都表现抑制作用,浓度从0.13 mg/L到8.25mg/L的石油烃所呈现的抑制作用基本表现为先减弱后逐渐增强,8.25mg/L浓度的石油烃抑制作用最强.与中肋骨条藻和赤潮异弯藻实验结果不同的是,石油烃对微小亚历山大藻和锥状斯氏藻的氮、磷吸收在低浓度时呈现促进作用,且促进作用的程度随石油烃浓度的增加有先增强后减弱的趋势,在高浓度下促进作用会消失,8.25mg/L的石油烃不表现促进作用.石油烃对微藻营养盐吸收动力学的影响表现出复杂性,这既受石油烃浓度的影响,也与浮游植物的种类有重要关系.     

大型海藻龙须菜与锥状斯氏藻间的营养竞争研究

利用生物和化学方法研究了大型海藻龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）与赤潮生物锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea （Stein） Loeblich Ⅲ）共培养时二者的生长情况,以及二者之间营养盐NO-3、PO3-4竞争的情况.结果显示,两者共培养时,由于龙须菜的影响,锥状斯氏藻的生长周期以及所能达到的最大细胞密度与对照组相比都有所下降,且受抑制程度随龙须菜起始密度的增大而增强;而锥状斯氏藻对于龙须菜的生长不构成明显的影响.当龙须菜起始密度较低时（0.2、0.1gFW/L）,共培养组微藻细胞密度的下降是因为水体中NO-3的耗尽;当龙须菜起始密度较高时（0.5gFW/L）,共培养组微藻细胞密度的下降可能是因为龙须菜与微藻之间的“互荫效应”,或者龙须菜能够分泌出足够浓度的克生物质所致.龙须菜可作为有效吸收营养盐的大型海藻,用以降低近海水域富营养化程度及有害赤潮发生的几率.     

基于羟基自由基高级氧化快速杀灭锥状斯氏藻孢囊的研究

随着船舶压载水的转运,我国面临严重的外来入侵生物风险,其中部分赤潮藻形成的孢囊可成为赤潮的"种源",严重危害近岸海洋环境,因而快速有效地杀灭赤潮藻孢囊至关重要。本文利用大气压强电离放电高效生成的羟基自由基（·OH）,对典型赤潮藻锥状斯氏藻孢囊进行杀灭研究。采用萌发实验、SYTOX Green荧光染色法确定·OH杀灭锥状斯氏藻孢囊的阈值和时间,扫描电子显微镜观察孢囊的形态变化。结果表明,·OH杀灭孢囊的CT阈值为0.49 mg·min/L,时间为10 s,·OH氧化降解孢囊体内叶绿素,破坏DNA,抑制萌发,具有其他方法无法比拟的优势。因此,·OH快速杀灭赤潮藻孢囊的新方法,对防控外来入侵生物引发的海洋赤潮灾害具有重要的作用。     

海洋卡盾藻的致毒机制研究进展

海洋卡盾藻 ( Chattonella marina ) 引起的赤潮近年来在中国频繁爆发,对水产养殖业及海洋生态系统造成了严重危害.海洋卡盾藻产生的神经毒素、溶血毒素、游离脂肪酸和活性氧等次生代谢物可能是造成鱼类大范围死亡的重要原因.对此进行综述,以期为阐明海洋卡盾藻赤潮的致毒机制与危害方式提供参考,为正确认识和评价卡盾藻赤潮的危害提供依据.     

针胞藻海洋卡盾藻(Chattonella marina)和硅藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)藻际细菌的分离、鉴定及影响研究

对实验室培养的两株海洋微藻海洋卡盾藻和中肋骨条藻的可培养细菌进行了分离鉴定，分别在海洋卡盾藻和硅藻中肋骨条藻不同生长时期分离得到48株和34株可培养细菌，去除重复序列后得到12株不同的菌株。这些菌株分属α-变形杆菌纲、γ-变形杆菌纲、拟杆菌和放线菌。α-变形杆菌纲在两种藻的藻际环境中占据优势，其中红杆菌科是最为常见的科，中肋骨条藻的藻际细菌比海洋卡盾藻更为多样化。海洋卡盾藻生长后期细菌密度大幅度上升，可能导致了藻细胞的衰亡。中肋骨条藻相关细菌中有一株对旋链角毛藻的生长具有明显抑制作用，而大部分海洋卡盾藻相关细菌对角毛藻的生长具有抑制作用。本研究结果说明海洋卡盾藻的藻际细菌也许对其与硅藻的种间竞争中具有一定作用。     

山东乳山近海海洋卡盾藻(Chattonella marina)赤潮发展过程及其成因研究

于 2008 年 8 月 10—28 日, 在山东乳山近海赤潮发生海域采用直接采水计数法对浮游植物种类组成进行了 4 次跟踪监测。结果表明, 此次赤潮主要由海洋卡盾藻引起, 面积约 100km², 平均密度 1.46×10⁶ cells/L, 占浮游植物总数的 91.32%。 从 8 月 19 日开始, 海洋卡盾藻赤潮开始消退, 同时中肋骨条藻和尖刺拟菱形藻密度增高, 到 8 月 28 日本次赤潮完全消失。研究发现, 该海域富营养化、低盐度的理     

链霉素对海洋微藻的毒物刺激效应

实验选用链霉素对六种海洋微藻进行实验 ,发现六种海洋微藻普遍对链霉素具有抗性。其中只有角毛藻和三角褐指藻在实验范围内 (0～ 50 0 mg/ L)测到了 72 h的半抑制浓度 ,EC50 分别为346 mg/ L和 4 4 5mg/ L。其它四种均未测到。而且当链霉素浓度为 30 mg/ L时 ,对六种海洋微藻普遍具有生长刺激效应 ,即毒物刺激效应。     

2006年夏季渤海湾赤潮重点监控区的赤潮生物

2006年5月至8月渤海湾赤潮重点监控区共发生3次赤潮,引发赤潮的赤潮生物分别为赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、赤潮异弯藻-海洋卡盾藻(Heterosigma akashiwo- Chattonelta marina)、夜光藻(Noctiluca scintillans)。本文研究了赤潮生消过程中赤潮生物的变化和发展情况,揭示赤潮生物的生长特性及其危害,为赤潮的预警提供基础资料。     

Effects of temperature and organic and inorganic nutrients on the growth of Chattonella marina (Raphidophyceae) from the Daya Bay, South China Sea

The effects of temperature and different forms of nutrients on Chattonella marina growth have been investigated in strains isolated from the Daya Bay,the South China Sea.The strain of C.marina preferred high temperatures, with an optimal temperature of 25°C,and 18 °C was the minimum for its survival.Higher cell number and growth rate were obtained in high nitrogen and phosphorus concentrations (500 μ g/L, 74 μ g/L) than under nutrient limitation.Nitrogen influenced the growth most, as the specific growth rate and maximum cell density were lower in nitrogen-limited cultures than noted under phosphorus limitation or under limitation from both.C.marina was capable of using many kinds of organic nitrogen sources including L-serine (L-Ser),glycine (Gly),alanine (Ala),L-threonine (L-Thr), glutamic acid (Glu) and urea, but could not utilize uric acid.Various forms of organic phosphorus compound such as glucose-6-phosphate (G6P),sodium glycerophosphate (GYP),adenosine triphosphate (ATP),adenosine monophosphate (AMP),cytidine monophosphate (CMP),guanosine monophosphate (GMP),uridine monophosphate (UMP),4-nitrophenylphosphate (NPP) and triethyl phosphate (TEP) supported the growth as well. Algal cells had the ability to sustain growth under nitrogen-and/or phosphorus-free conditions particularly under phosphorus depleted condition.These results led to the hypothesis that high loading of nitrogen has played an important role in frequent C.marina blooms in the past decade,and its capability for utilization of diverse forms of organic nutrients and growth in low nutrient conditions make this species a likely recurrent dominant in the Daya Bay phytoplankton assemblages,visible as     

石油烃胁迫下3种微藻的生长动力学研究

为探讨石油烃对海洋生物的毒性效应机制,并对海洋石油污染的预防和治理提供理论依据,本文研究了0#柴油石油烃对3种海洋微藻生长的影响。实验结果表明石油烃对微藻有"低促高抑"的现象:当石油烃质量浓度10 mg/L时,抑制青岛大扁藻的生长;当石油烃质量浓度30 mg/L时,则抑制三角褐指藻的生长;抑制聚球藻的石油烃质量浓度范围为20 mg/L,且质量浓度越大抑制效果越明显。但低质量浓度石油烃污染物则易促进其生长。在Logistic生长模型的基础上,结合Lorentz方程和Exponential方程,引入石油烃污染物质量浓度项,建立石油烃污染物条件下的海洋浮游植物生长的模型。Lorentz方程可描述0#柴油烃对浮游植物生长速率参数的影响,Exponential方程可描述0#柴油烃对浮游植物生物量的影响,实验验证该模型是合理的。     

Uptake and metabolism of arsenate by anexic cultures of the microalgae Dunaliella tertiolecta and Phaeodactylum tricornutum

Axenic cultures of the microalgae species, Dunaliella tertiolecta and Phaeodactylum tricornutum were grown at arsenic (As) concentrations typically found in uncontaminated marine environments ( 2 µg L^− 1) under different phosphorus concentrations. D. tertiolecta accumulated higher arsenic concentrations (mean: 13.7 ± 0.7 µg g^− 1 dry mass) than P. tricornutum (mean: 1.9 ± 0.2 µg g−1 dry mass). Media phosphorus concentrations (0.6–3 mg/L) had little influence on microalgae growth rates or arsenic accumulation. Arsenic was present as lipid bound (29–38%; 4.2–9.5%), water-soluble (20–29%; 26–34%) and residue bound (41–45%; 57–69%) arsenic species in D. tertiolecta and P. tricornutum respectively. Hydrolysed lipids contained mostly glycerol arsenoribose (OH- ribose), dimethylarsinate (DMA) and inorganic arsenic (As(V)) moieties. Water-soluble species of microalgae were very different. D. tertiolecta contained inorganic arsenic (54–86%) with variable amounts of DMA (7.4–20%), arsenoriboses (5–25%) and traces of methylarsonate (MA) ( 1%). P. tricornutum contained mostly DMA (32–56%) and phosphate arsenoribose (PO₄-ribose, 23–49%) and small amounts of OH-ribose (3.8–6.5%) and As(V) (9–16%). Both microalgae contained an unknown cationic arsenic species. The residue fractions of both microalgae contained predominately inorganic arsenic (99–100%). These results show that at natural seawater arsenic concentrations, both algae take up substantial amounts of inorganic arsenic that is complexed with structural elements or sequestered in vacuoles as stable complexes. A significant portion is also incorporated into lipids. Arsenic is metabolised to simple methylated species and arsenoriboses.     

重金属锌对海洋微藻藻源氨基酸产出的影响

锌是海洋微藻生长必需的金属元素,低浓度时可促进微藻的生长,而在高浓度时则表现为抑制其生长。受人类活动的影响,海洋中锌有富集增加的趋势,从而会对海洋微藻的生长产生影响。本论文探究了锌离子以及纳米氧化锌对硅藻中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)和新月菱形藻(Nitzschia closterium)生长的影响,特别是对藻源氨基酸产生的影响,结果发现:纳米金属颗粒会通过释放离子的形式抑制海洋浮游植物的生长,中肋骨条藻比新月菱形藻对锌的响应更敏感。锌离子和纳米氧化锌可通过抑制浮游植物的生长来减少氨基酸的释放量和改变藻源氨基酸的种类,从而可能会对海洋氮循环过程产生影响。     

A Linked Physical and Biological Framework to Assess Biogeochemical Dynamics in a Shallow Estuarine Ecosystem

The littoral zone of Chesapeake Bay contains a mosaic of shallow vegetated and nonvegetated habitats with biotic components that are sensitive to changes in biological and physical driving factors. Static and dynamic modelling frameworks provide an integrative way to study complex hydrodynamic and biogeochemical processes in linked estuarine habitats. In this study we describe a spatial simulation model developed and calibrated relative to a specific littoral zone, estuarine ecosystem. The model consisted of four distinct habitats that contained phytoplankton, sediment microalgae, Zostera marina (eelgrass), and Spartina alterniflora. There was tidal exchange of phytoplankton, particulate and dissolved organic carbon and dissolved inorganic nitrogen between the littoral zone ecosystem and the offshore channel. Physical exchange and biogeochemical transformations within the habitats determined water column concentrations in each habitat. Predicted subtidal water column concentrations and Z. marina and S. alterniflora biomass were within the variability of validation data and the predicted annual rates of net primary production were similar to measured rates. Phytoplankton accounted for 17%, sediment microalgae 46%, the Z. marina community 24% and S. alterniflora 13% of the annual littoral zone primary production. The linked habitat model provided insights into producer, habitat and ecosystem carbon and nitrogen properties that might not have been evident with stand-alone models. Although it was an intra-ecosystem sink for particulate carbon, the seagrass habitat was a DOC source and responsible for over 30% of the littoral zone carbon and nitrogen primary production. The model predicted that the Goodwin Islands littoral zone was a sink of channel derived POC, but a source of DOC to the surrounding estuary. The framework created in this study of estuarine ecosystem dynamics is applicable to many different aquatic systems over a range of spatial and temporal scales.     

藻体部位、藻质量、碳源、水流对铁钉菜和羊栖菜营养盐吸收的影响

采用实验室生态学研究方法,进行了藻体部位、藻质量、碳源质量浓度及水流流速对铁钉菜(Ishige foliaceaokamurai)和羊栖菜(Sargassum fusiforme)氮磷营养盐吸收影响的研究。结果表明:2种大型海藻不同部位对营养盐的吸收速率不同,铁钉菜下部的吸收速率最大,其次是固着器;羊栖菜顶部的吸收速率最大,其次是中部。铁钉菜藻质量1.0g的吸收速率最大,其次是1.5g;羊栖菜藻质量0.5 g的吸收速率最大,其次是1.0g;2种藻类2.0g和2.5g的吸收速率相差不多。碳源质量浓度为1200mg/L时,铁钉菜的吸收速率最大,其次是碳源800mg/L;碳源质量浓度为800mg/L时,羊栖菜的吸收速率最大,其次是碳源400mg/L;2种海藻对照组的吸收速率均相对较低。相同流速下,2种海藻均以PO4-P对照组的吸收速率最大;NO3-N、NH4-N吸收速率在流速为50cm/s时最大。     

海洋线虫Litoditis marina低氧胁迫响应的转录组分析

全球气候变化导致海洋氧含量降低,海水低氧胁迫对海洋无脊椎动物的生长、发育和繁殖造成了严重的威胁。以海洋线虫Litoditis marina为实验对象,观察了其在不同氧浓度(21%、3%、1%和0.5%)条件下的生长发育速率,并对不同氧浓度条件下的L1幼虫样品进行了转录组测序和分析。实验结果表明,当环境氧浓度从21%下降至3%时, L. marina的发育成熟速度明显加快,进一步下降至1%时,产卵时间延长并和21%氧浓度接近,但当氧浓度为0.5%时,L.marina的产卵时间显著延迟。比较转录组分析表明,相比于21%氧浓度环境, 3%、1%和0.5%低氧条件下L. marina的糖酵解、糖异生、硫代谢和线粒体碳代谢等通路相关基因的表达显著上调;而寿命调控通路、细胞色素P450代谢通路和ABC转运蛋白相关基因的表达显著下调。研究结果发现的海洋线虫应对氧浓度胁迫的基因表达变化模式,为深入理解海洋无脊椎动物应答低氧胁迫分子机制提供了重要参考。     

养殖水体中氨氮对大菱鲆的急性毒性效应研究

为了评估大菱鲆(Scophthalmus maximus)耐氨氮性状的遗传参数和为循环水养殖大菱鲆提供科学指导,作者研究了养殖海水中氨氮对4月龄和8月龄大菱鲆的急性毒性效应,同时对比了氨氮对白化和正常个体、雌性和雄性个体的急性毒性效应差别。结果表明:非离子氨对4月龄大菱鲆的24、48、72、96 h LC50分别为2.19、1.94、1.80、1.72 mg/L,对8月龄大菱鲆的24、48、72、96 h LC50分别为3.64、3.02、2.93、2.86 mg/L,非离子氨对4月龄和8月龄大菱鲆的安全质量浓度分别为0.17和0.29 mg/L;氨氮对白化和正常大菱鲆以及雌性和雄性大菱鲆的急性毒性效应均没有显著性差异,研究结果为进一步选育大菱鲆的耐氨氮品系提供科学依据。