环介导等温扩增联合横向流动试纸条快速检测扁浒苔(Ulva compressa)的研究

本研究将环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)与横向流动试纸条(lateral flow dipstick,LFD)的可视化检测方法结合,建立了扁浒苔(Ulva compressa)的LAMPLFD快速检测技术。该方法以扁浒苔的内转录间隔区(ITS1-5.8S-ITS2)序列为检测靶标,设计了3对特异性引物(其中,上游内引物由生物素标记)和1条异硫氰酸荧光素标记的探针。结果表明,LAMP最适反应温度为63°C,扩增时间为60 min,从核酸扩增到LFD结果判读需70 min。利用LAMP-LFD可特异性检出扁浒苔,对浒苔、曲浒苔、缘管浒苔和孔石莼等石莼属绿藻以及塔玛亚历山大藻、无纹环沟藻、东海原甲藻、锥状斯克里普藻和赤潮异弯藻等常见微藻的检测结果为阴性。该方法最低可检测到0.1 pg的扁浒苔基因组DNA,是以Uco ITS-F3和Uco ITS-B3为特异性引物的PCR方法的100倍。对实际样品的检测结果表明,LAMP-LFD方法检测扁浒苔与传统的形态学观察的结果一致。因此,该方法可快速、特异地检测出扁浒苔,而且操作简单,仪器设备依赖性低,有潜力成为扁浒苔现场检测的常规技术手段。     

江苏－山东沿岸大型绿藻微观繁殖体时空分布特征研究

为研究暴发浒苔绿潮的黄海近岸水体中大型绿藻微观繁殖体时空分布和种群演替，以及绿潮对海域繁殖体群落结构的影响，本研究在江苏－山东沿岸设置4个站位，开展周年取样调查研究。通过室内培养和分子检测结合的方法，共鉴定出6种大型绿藻:缘管浒苔(Ulva linza)、浒苔(U. prolifera)、扁浒苔(U. compressa)、孔石莼(U. pertusa)、未命名种(Ulva sp.) 和盘苔(Blidingia sp.)。定量研究结果表明，各站位微观繁殖体丰度和种类组成具有明显时空变化特征，苏北浅滩与青岛近岸周年绿藻微观繁殖体丰度明显高于连云港燕尾港和日照岚山港站位；各站位丰度呈双峰型波动，春季到初夏达最高，秋季为次高峰，其他季节丰度较低。群落结构组成研究表明，苏北浅滩周年存在较高丰度的浒苔微观繁殖体(平均为77株/L)，其中造成黄海大规模绿潮的“漂浮生态型”浒苔占绝对优势，年均占浒苔微观繁殖体总数的75.7%；青岛近岸微观繁殖体种类组成波动显著，在夏季大规模浒苔绿潮到达时，优势种从缘管浒苔转变成浒苔，其中，“漂浮生态型”浒苔微观繁殖体数量急剧上升，并在绿潮消退时快速消失。对比研究显示，苏北浅滩海域是浒苔微观繁殖体“栖息地”，对维持浒苔种群、造成绿潮连年暴发具有重要作用；青岛近岸微观繁殖体群落受到大规模漂浮浒苔的季节性扰动，其组成结构在绿潮暴发期发生显著变化。     

不同温度与营养盐条件对浒苔（Ulva prolifera） 和肠浒苔（Ulva intestinalis） 的生长影响

2010 年4 月采集了江苏省南通市如东县紫菜养殖筏架上的浒苔（Ulva prolifera） 和肠浒苔（Ulva intestinalis） 样品, 对两种浒苔在不同温度和营养盐环境下的生长情况进行了研究,分析了其不同生长特点及对环境变化的响应。结果表明,浒 苔（U. prolifera）在15 益~25 益范围内,在浓度相对较高的营养盐组相对生长率较高。肠浒苔（U. intestinalis）在温度为10 益~ 20 益范围内,在浓度较低的营养盐组相对生长率较高。在两种浒苔相对生长率达到最大的同时,其对于营养盐的消耗量也达 到最大。据此,推测两种浒苔自身的生理生态特征及其对环境变化的响应是影响其生物量的重要因素。     

大型海洋绿藻5.8S rRNA基因序列及系统发育分析

采用PCR方法，将扩增的产物直接测序，测定了孔石莼Ulva pertusa和浒苔Enteromorpha prolifeFa的5．8S rRNA基因序列，与肠浒苔、扁浒苔、缘管浒苔、礁膜、北极礁膜、袋礁膜和格氏礁膜等7种已知的大型海洋绿藻的同一基因序列合并进行比较，分析了核苷酸序列差异和碱基替换特点，并构建系统发生树。结果表明，浒苔和孔石莼的颠换率为0．690％，小于浒苔与肠浒苔、扁浒苔、缘管浒苔的颠换率；且浒苔与孔石莼之间的Kimura双参数距离也小于浒苔与肠浒苔、扁浒苔以及缘管浒苔之间的平均Kimura双参数距离。相对于浒苔属的其他物种，浒苔与孔石莼的亲缘关系更近。在构建的系统发生树中，缘管浒苔与孔石莼聚为一类，表现出与石莼属物种更近的亲缘关系。     

细胞的氧化还原状态对浒苔孢子囊形成的影响

浒苔(Ulva prolifera)是我国黄海海域绿潮暴发的主要成因种,其孢子囊的形成和孢子的释放是浒苔大量、快速增殖的基础。本文以浒苔为研究材料,比较分析了还原剂(DTT)和氧化剂(H_2O_2)对直径为1 mm的圆形藻片从营养细胞形成孢子囊过程的影响。研究结果表明,DTT对浒苔孢子囊的形成具有明显的抑制作用,用H2O2处理的浒苔藻片与对照组相比没有显著性的差异,因此浒苔细胞处于还原状态时不利于孢子囊的形成。研究结果为探究浒苔孢子形成的调控机制提供了科学依据。     

苏北浅滩沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性

本研究通过在2017年秋冬季组织实施的2个绿潮种源调查航次,研究苏北浅滩紫菜养殖区沉积物中的大型绿藻微观繁殖体的垂直分布和物种多样性。对沉积物中的微观繁殖体的定量实验结果表明:表层泥样中绿藻微观繁殖体的丰度最高,随着深度的增加迅速降低。在9月份表层沉积物中丰度为9±2ind./g,而在11月份表层丰度达到98±25ind./g;与9月份相比, 11月份浅滩沉积物中绿藻繁殖体数量呈现出显著升高的趋势。通过对51个绿藻样品的分子鉴定发现:沉积物中存在石莼属(Ulva)、尾孢藻属(Urospora)、盘苔属(Blidingia)等大型绿藻的微观繁殖体;数量占优是石莼属繁殖体,主要包括曲浒苔(Ulva flexuosa)、浒苔(Ulva prolifera)、扁浒苔(Ulva compressa)、缘管浒苔(Ulva linza);其中曲浒苔占据的比例最高,在9和11月份分别达到80.94%和73.33%。在2个调查航次中,都从沉积物中发现了绿潮浒苔的微观繁殖体,这些微观繁殖体是绿潮浒苔在苏北浅滩种源维持的重要方式和关键阶段,也构成了黄海浒苔绿潮连年暴发的"种子库"。     

扁浒苔（Ulva compressa）的分子 鉴定及生活史的初步研究

对绿潮的主要组成种类之一扁浒苔进行了分子鉴定和生活史的初步研究。ITS 序列分析结果显示,12 个样品聚为3 个类群,即Ulva-linza-procera-prolifera（LPP） 复合体类群（7 个样品）、Ulva compressa类群（4个样品） 以及Ulva flexuosa 类群（1个样品）。扁浒苔的生活史主要包括单性生殖、无性生殖和有性生殖3 种方式,单性生殖最为常见,有性生殖相对 较少。     

江苏近岸紫菜养殖筏架区定生绿藻群落结构及其受控因素

基于2010年10月至2011年4月对苏北紫菜养殖筏架区定生绿藻及环境因素调查数据,分析研究了紫菜筏架上定生绿藻种群结构和数量变化及重要环境因子对其的影响并估算了调查区绿藻总生物量.结果表明,筏架上定生绿藻种类有浒苔(Ulva prolifera)、盒管藻(Capsosiphon groenlandicus)、缘管浒苔(Ulva linza)、肠浒苔(Ulva intestinalis)、条浒苔(Ulva clathrata)和扁浒苔(Ulva compressa).绿藻生物量变化呈倒抛物线型,4月份为主高峰14898吨,11月份为次高峰2034吨,2月份最低,仅为729吨,3-4月份绿藻几乎呈暴发性增长.种类多样性随季节变化有很大差异,养殖筏架刚入海的9、10月份,绿藻种类丰富,生物多样性高;12月至笠年2月,尽管生物量很低,但仍是多种并存;3-4月份随着生物量的猛增,种类多样性降至最低,盒管藻优势地位明显,生物量比例最大能到80%,浒苔比例呈指数增长,达20%～40%.水温对绿藻生物量及种类演替有直接调控作用,在水温< 10℃时,绿藻即能快速生长;而盐度作用不明显.开展紫菜筏架上定生绿藻群落动态变化及其生物量的估算,为追溯南黄海大规模绿潮发源地提供佐证,为绿潮预防和治理提供基础数据支撑.     

中华原钩虾(Eogammarus possjeticus)对浒苔(Ulva prolifera)及其他类型饵料的摄食研究

采用生理生态学方法,研究了中华原钩虾(Eogammaruspossjeticus)对黄海绿潮原因种浒苔(Ulva prolifera)及海水池塘4种优势大型海藻,即肠浒苔(Ulva intestinalis)、扁浒苔(Ulva compressa)、线形硬毛藻(Chaetomorphalinum)和丝毛藻(Cloniophorasp.)的摄食率,比较了对浒苔与其他不同类型饵料(包括人工饵料)的摄食,开展了不同密度的中华原钩虾对浒苔的现场摄食研究。结果显示,中华原钩虾的摄食率、饵料吸收率与海藻的含水量成呈正相关,表明该端足类存在明显的补偿性摄食行为。对不同类型饵料的摄食结果显示,中华原钩虾除了摄食海藻,对豆粕、虾饲料等人工饵料也具有较高的饵料吸收率,表明其可人工投喂培育。中华原钩虾具有一定摄食节律,夜晚摄食量高于白昼,表明夜晚投喂有利于中华原钩虾摄食,可减少饵料污染,有利于清洁生产。现场摄食实验结果显示,中华原钩虾摄食量随养殖密度的增加而增加,但其摄食率和存活率与养殖密度呈负相关,表明高密度时中华原钩虾竞争摄食增加了饵料消耗,同时中华原钩虾为抵抗养殖密度过高造成的竞争而增加能量等消耗。     

苏北浅滩筏架附生绿藻群落结构变化及与环境因子的相关性探究

苏北浅滩是研究浒苔绿潮早期形成机制的重要区域,该区域紫菜养殖筏架上附生绿藻的群落结构变化对浒苔绿潮的发生具有重要影响,环境因素在其中发挥了重要作用。为了探明导致苏北浅滩绿藻群落结构变化的主要环境因素,本文通过分子生物学和种群生态学方法对筏架附生绿藻群落结构进行了研究,结果表明:(1)苏北浅滩筏架附生绿藻群落主要由浒苔(Ulva prolifera)、盘苔(Blidingia sp.)、缘管浒苔(Ulva linza)、曲浒苔(Ulva flexuosa)和其他绿藻5个类群构成;(2)绿藻群落具有明显的演替现象,环境温度是导致绿藻群落结构变化的关键环境因素,适低温性的绿藻逐渐被浒苔等适应较高温度的绿藻取代;(3)浒苔的生物量从3月的1.65 g/m增加到了5月的31.78 g/m,所占比例也从低于5%达到接近40%,生物量的大量积累为绿潮早期漂浮斑块的形成提供了物质基础。本文研究结果为黄海绿潮的早期预警和防控提供了生态学依据。     

海水温度对衰亡期浒苔释放生源硫影响的模拟研究

为研究浒苔释放生源硫的特征，本文对采集于黄海绿潮中期和末期的浒苔进行了实验室模拟培养，探讨了不同温度对衰亡期浒苔释放生源硫化物的影响。实验结果表明，在10~25℃温度范围内，温度升高能够加速浒苔的衰亡。二甲基硫（DMS）的平均释放速率范围为2.79~150.70 nmol/（L·g·d），二甲基硫基丙酸内盐（DMSP）的平均释放速率范围为2.16~113.26 nmol/（L·g·d）。温度升高能够使DMS和DMSP的释放速率加快，释放量增加，DMS最大平均释放速率在25℃条件下比10℃条件下升高了约60%，培养液中DMS浓度升高了2~3倍。采集于绿潮末期的浒苔培养液中的DMS和DMSP和采集于绿潮中期的浒苔相比，浓度有所增加，采集于浒苔绿潮末期浒苔培养液中DMS的最高平均浓度为418.41 nmol/L，约为中期的4倍；DMSP的最高平均浓度为316.14 nmol/L，是中期的3倍。浒苔绿潮的爆发会对水体中的硫体系循环产生影响，进而影响该海域生态环境。     

浒苔绿潮消亡腐败过程中的营养盐释放及其对近海环境的影响

为探讨浒苔绿潮消亡腐败过程中的营养盐释放规律以及浒苔绿潮聚积腐烂对海水水质的影响，在室外模拟近岸浒苔绿潮聚积腐烂过程，并于2018年6月在浒苔绿潮靠岸前开始对主要浒苔绿潮聚积地(鳌山湾、鳌山湾口的海参池、石老人海域)进行观测，实时记录浒苔腐烂状况及对周边环境的影响。模拟实验结果表明:各形态氮、磷营养盐在浒苔腐烂分解过程中升高明显，且以溶解有机态、颗粒态为主。其中生物量为5 g/L实验组溶解有机氮(Dissolved Organic Nitrogen，DON)、颗粒态氮(Particulate Nitrogen，PN)、溶解有机磷(Dissolved Organic Phosphorus，DOP)、颗粒态磷(Particulate Phosphorus，PP)的浓度在浒苔腐烂分解过程中达本底浓度的5～10倍以上。现场调查结果显示，随着浒苔绿潮在青岛近岸聚积，各调查站点的溶解无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen，DIN)、DON、DOP受浒苔绿潮吸收影响均降至最低值，后随着浒苔绿潮腐烂逐渐上升，水质恶化。其中鳌山湾受浒苔绿潮腐烂影响最为严重，在调查期间水体甚至劣于二类水质。PN、PP为调查区内营养盐的主要赋存形式，其中鳌山湾海域PP变化最为明显，随着浒苔绿潮聚积腐烂达到最高值(2.02 μmol/L)。相比于鳌山湾，石老人海域海水交换能力强且在浒苔绿潮靠岸后进行了及时拦截打捞，受浒苔绿潮消亡腐烂影响较小。浒苔绿潮靠岸聚积腐烂，使海域内营养盐含量与结构明显变化，影响海域浮游植物群落结构的稳定,可能引发赤潮等次生生态灾害。因此需要及时清理聚积在青岛近岸的浒苔，避免其腐烂对周边环境造成影响。     

苏北浅滩绿藻从定生到漂浮过程中的组成及其生长特性

本文研究了苏北浅滩紫菜养殖筏架上附生的定生绿藻及海面上的漂浮绿藻在3月底和5月初的群落组成及其演替变化。分别通过设置滩涂围隔实验和船基围隔实验,研究附着态和漂浮态绿藻和浒苔(Ulvaprolifera)的相对生长率,分析浒苔在苏北浅滩的实际生长状况以及滩涂潮水涨落对于浒苔成为优势种的影响,以期了解其暴发绿潮的原因。结果显示3月底定生绿藻群落主要以曲浒苔(U. flexuosa)和盘苔(Blidingia minima)为主要优势种,未见浒苔出现。5月初定生绿藻群落中主要以盘苔和扁浒苔(U.compressa)为优势种,其中浒苔只占15%。而在5月初海面漂浮的绿藻中,浒苔成为主要优势种,比例达到76%。在设置的船基围隔和滩涂围隔的生长实验中,均以5月初定生绿藻为初始生物量,其中附着态浒苔在转变为漂浮态浒苔过程中都获得了较高生长率,其平均相对生长率分别为53.0和64.2%/d,而漂浮态浒苔在船基围隔中获得相对生长率则较低,为19.1%/d。实验结果表明,定生绿藻中定生浒苔更快适应漂浮状态,可以通过高生长率迅速成为漂浮绿藻中的绝对优势种,为其暴发绿潮奠定生物量基础。     

黄海浒苔绿潮防灾减灾现状与早期防控展望

截至2019年，浒苔绿潮连续12年大规模暴发，对近海生态系统、沿岸环境与社会经济造成严重影响，已经成为黄海最严重的生态环境问题。本文总结了黄海浒苔绿潮防灾减灾现状与成效，分析了存在的问题，然后基于对该绿潮起源与成因的认识，将其早期分为3个关键过程，即浒苔微观繁殖体在养殖设施上的着生与生长过程，定生浒苔脱离附着基形成漂浮浒苔过程，浅滩漂浮浒苔进入深水区形成大面积绿潮过程。最后分别从加强新材料与技术研发防控绿藻着生、强化养殖设施回收管理严控定生绿藻落滩、浅滩汇聚通道拦截打捞等3种途径提出了早期防控措施建议，以期为黄海浒苔绿潮的源头防控提供科学依据。     

不同状态浒苔对东海原甲藻生长的影响

近年来富营养化等海洋污染现象日益加重，我国近海每年都会暴发浒苔绿潮和微藻赤潮现象。本文在实验室模拟条件下，研究了不同状态不同含量的浒苔（Ulva prolifera），即浒苔新鲜藻体、浒苔培养液和浒苔干粉末与东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）共培养时产生的竞争抑制作用。结果表明，浒苔新鲜藻体、浒苔培养液和浒苔干粉末在初始质量含量大于1 g/L的条件下都会对东海原甲藻产生抑制作用，浒苔干粉末的抑制强度远远超过浒苔培养滤液和浒苔新鲜藻体。在二者共培养时，出现了“低促高抑”的现象，即浒苔含量较低时会促进东海原甲藻的生长，而高含量的浒苔则抑制东海原甲藻的生长，且抑制作用随浒苔含量的升高而增大。浒苔对东海原甲藻的这种抑制作用，一方面可能来自于营养物质的竞争和消耗，另一方面可能来自于浒苔释放的化感物质对东海原甲藻产生的影响。利用浒苔对东海原甲藻的抑制作用，可为东海原甲藻赤潮的生物防治提供一种思路与方法。     

紫菜养殖筏架上定生浒苔对黄海绿潮的贡献

Green tides caused by the unusual accumulation of high floating Ulva prolifera have occurred regularly in the Yellow Sea since 2007. The primary source of the Yellow Sea green tides is the attached algae on the Pyropia aquaculture rafts in the Subei Shoal. Ulva prolifera and Blidingia(Italic) sp. are the main species observed on Pyropia aquaculture rafts in the Subei Shoal. We found that U. prolifera has strong buoyancy and a rapid growth rate, which may explain why it is the dominant species of green tides that occur in the China's sea area of the Yellow Sea. The growth rate of floating U. prolifera was about 20%–31% d–1, which was much higher than Blidingia(Italic) sp. There were about 1.7 × 10~4 t of attached algae on the Pyropia aquaculture rafts in May 2012. We found that 39% of attached algae could float when the tide rose in the Subei Shoal, and U. prolifera accounted for 63% of the floating algae. Our analysis estimated that about 4 000 t of attached U. prolifera floated into the surrounding waters of the Subei Shoal during the recycling period of aquaculture rafts. These results suggest that the initial floating biomass of large-scale green tides in the Yellow Sea is determined by the U. prolifera biomass attached to Pyropia aquaculture rafts, further impacting the scale of the green tide.     

不同氮磷比值下浒苔与石莼的竞争作用研究

近年来，海水富营养化导致近海海域大型海藻过量繁殖，成为世界性的环境问题。自2007年以来，浒苔绿潮在黄海海域连续暴发，造成巨大经济损失。为探究浒苔大规模暴发与氮磷比值(N/P)的关系，及其与其他大型绿藻在不同N/P下的竞争机制，研究了浒苔(Ulva prolifera)与石莼(Ulva lactuca)在不同N/P下单独培养和共培养时的生长情况，探究了浒苔及石莼生长的变化；结合苏北浅滩海域现场N/P的调查结果，分析了浒苔绿潮暴发的可能机制。研究结果表明:(1)浒苔单独培养时，在一定范围内高N/P能促进浒苔的生长，氮对于浒苔的影响大于磷。(2)石莼单独培养时，低N/P下石莼长势最好，但改变N/P对石莼的影响并不显著。(3)浒苔和石莼共培养时，浒苔生长受到了一定限制，低N/P下浒苔生长受限更显著。(4)苏北浅滩海域高N/P更适合浒苔的生长，可能是浒苔绿潮能够大规模暴发的原因之一。     

光和温度对两种绿潮藻光合途径及抗氧化功能的影响

绿潮是潮间带绿藻大量增殖形成的高生物量生态灾害，其暴发不仅受到温度、营养盐等环境因素的驱动，而且与自身光合能力的强弱密切相关。本研究以绿潮物种—肠浒苔(Ulva intestinalis)和Ulva expansa为研究对象，通过室外培养实验，检测了它们在夏季高温、高光强条件下的光合途径与抗氧化生理特征，并分析了与光合产物的对应关系。研究结果表明，肠浒苔与U. expansa的光合途径与抗氧化能力存在显著差异。前者的C₄光合途径关键酶活性在光合作用过程中出现高表达特征，与光、温度存在显著相关性，C₃光合途径关键酶活性在中午受到强光抑制；组织δ13C的变化范围为?17.1‰～?15.7‰，表明其光合作用可能由C₃和C₄途径共同参与。后者的C₄光合途径关键酶活性表达较弱，且与光、温度不存在显著相关性，C₃光合途径关键酶活性没有出现明显的光抑制现象；组织δ13C的范围为?23.5‰～?21.9‰，表明其光合作用主要依靠C₃途径进行。此外，肠浒苔在培养过程中表现出了较强的抗氧化能力，可能与其在高温、高光强条件下启动C₄光合途径密切相关。肠浒苔与U. expansa的比较研究说明，藻类C₄光合途径存在显著种间差异性。