旋链角毛藻对中肋骨条藻化感作用的影响因素

在已知旋链角毛藻对中肋骨条藻具有化感作用的前提下,进行了温度、生长时期、光照、细菌等因素对旋链角毛藻化感作用的影响、化感物质的萃取及粗提物对中肋骨条藻的化感效应检验等实验,研究了旋链角毛藻化感物质的性质、降解特点,并初步测定了化感物质的结构。结果表明:旋链角毛藻化感作用与生长时期有关,指数期滤液化感作用强于衰亡期;旋链角毛藻的化感物质在50℃以下保持稳定,光和细菌均引起旋链角毛藻化感物质的降解,且细菌降解强于光降解;旋链角毛藻的乙酸乙酯萃取物具有明显的化感活性,该萃取物在255～260 nm处有特征吸收峰。综合以上结果,推测旋链角毛藻化感物质可能为分解温度在50℃以上的易被光和细菌降解的苯衍生物,从极性上看较易溶于乙酸乙酯。     

化感作用对中肋骨条藻与东海原甲藻竞争演替的影响

为了检验化感作用对赤潮藻类生长和竞争的影响,对中肋骨条藻滤液进行了培养实验,结果显示中肋骨条藻滤液对其自身的生长呈现出化感抑制现象,而且抑制作用在磷限制条件下尤为显著。自化感作用的程度与藻的生长阶段有关,指数期滤液对中肋骨条藻的抑制作用比衰亡期滤液略强。不同滤液添加比例实验进一步验证了中肋骨条藻自化感作用的存在。降解实验表明在某些机制的作用下,化感物质会随时间而发生降解。在所有的滤液培养实验中,中肋骨条藻对东海原甲藻的生长没有明显影响,这可能是由于东海原甲藻对滤液中的化学物质有较强的耐受能力。中肋骨条藻滤液的共培养实验结果显示,中肋骨条藻与东海原甲藻表现出演替现象,东海原甲藻最终获得竞争优势。实验结果表明化感作用可能会影响中肋骨条藻和东海原甲藻的竞争演替。     

球等鞭金藻与4种海洋微藻间的化感作用

利用交叉培养的方法,研究了球等鞭金藻与纤细角毛藻、牟氏角毛藻、新月菱形藻和三角褐指藻等4种海洋微藻间的化感作用。并利用高效液相色谱分析了这4种海洋微藻的胞外滤液萃取物。结果表明,(1)球等鞭金藻胞外滤液浓度大于40%时,显著抑制三角褐指藻、新月菱形藻和牟氏角毛藻的生长,而对纤细角毛藻的生长则有明显的促进效果,但当胞外滤液浓度大于80%时则对纤细角毛藻的生长也表现出抑制作用。纤细角毛藻、新月菱形藻、牟氏角毛藻的滤液浓度大于40%时,对球等鞭金藻表现出显著抑制作用,三角褐指藻胞外滤液浓度大于80%时才能抑制球等鞭金藻的生长。(2)4种海洋微藻胞外滤液的萃取物能明显抑制球等鞭金藻的生长。(3)纤细角毛藻、牟氏角毛藻、新月菱形藻和三角褐指藻的胞外滤液分别包含8种、5种、6种和7种物质,同时结果还表明4种海洋微藻产生的抑制球等鞭金藻生长的化感物质并不相同。     

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。     

黄海绿潮浒苔提取物的化感效应及化感物质的分离鉴定

化感作用是浒苔绿潮暴发的重要原因之一，目前，对于浒苔产生化感物质的结构、种类以及产量的研究鲜有报道。本文针对黄海浒苔绿潮致灾藻种，利用毒性鉴别程序（TIE）对其体内的化感物质进行分离提取及结构鉴定，明确了浒苔产生化感物质的主要成分。首先用石油醚、乙酸乙酯和甲醇3种有机溶剂分别对新鲜浒苔进行提取，得到3种不同溶剂粗提物，其中乙酸乙酯粗提物的抑藻活性最强，对测试物种中肋骨条藻的半数有效浓度（96h-EC₅₀）值为22.25 mg/L；其次对乙酸乙酯粗提物进行萃取分离得到初步提纯物，其对中肋骨条藻的96h-EC₅₀值为21.12 mg/L；然后用硅胶层析柱对上述初步提纯物进行分离，共得到6种组分，其中抑藻活性最强的组分对中肋骨条藻的96h-EC₅₀值为10.57 mg/L；最后，对新鲜浒苔提取物用红外光谱和气相色谱-质谱联用仪进行检测，实验结果表明主要化感物质为:4，7，10，13，16，19-二十二碳六烯酸、2-十六碳烯酸、棕榈酸、5，8，11，14，17-二十碳五烯酸、9，12-十八碳二烯酸、9，12，15-十六碳三烯酸、花生四烯酸、13-二十二碳烯酸等8种脂肪酸。研究结果对于系统阐释浒苔绿潮暴发机制具有重要意义。     

几种海洋微藻的碱性磷酸酶性质初步研究

对5种海洋微藻产生的碱性磷酸酶的性质进行了初步研究并确定了碱性磷酸酶的测定条件。结果表明,在pH 8.2的环境中,各藻产生的碱性磷酸酶最佳反应温度在40~50℃内,且存在一定差异;40℃下酶促反应恒速时间及米氏常数也有所不同,酶活恒速时间顺序为东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)<强壮前沟藻(Amphidinium carterae)<旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)<中肋骨条藻(Skeletonema costatum)<塔玛亚历山大藻(Al-exandrium tamarense);米氏常数大小顺序为塔玛亚历山大藻<东海原甲藻<中肋骨条藻<强壮前沟藻<旋链角毛藻。碱性磷酸酶测定条件为:温度40℃,反应时间90 min,底物浓度260μmol/L。     

温度和pH变化对旋链角毛藻生长及释放二甲基硫化物的影响

以旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)为研究对象,通过实验室培养,研究了温度和pH变化对其生长周期内生物量及培养液中二甲基硫(DMS)和二甲巯基丙酸内盐(DMSP)含量的影响。设置的4组实验条件分别为pH=7.8,20℃、pH=7.8,25℃、pH=8.1,20℃和pH=8.1,25℃。实验结果表明,pH=8.1,20℃时,旋链角毛藻生长情况最佳,而pH=7.8,25℃时,旋链角毛藻生长情况最差。温度升高时藻密度、比生长率、DMS和DMSP浓度均有明显的降低,pH减小时四者略有降低。四组实验中旋链角毛藻单细胞释放DMS浓度的峰值(4.54×10~(-5),2.71×10~(-5),4.67×10~(-5),3.46×10~(-5)μmol·cell~(-1))均出现于藻类生长的衰亡期。说明旋链角毛藻衰亡期细胞破裂会导致大量DMSP进入培养液中,进而降解生成DMS。     

网状原角藻化感作用的初步研究

为明确海洋甲藻——网状原角藻(Protoceratium reticulatum)对海洋微藻的化感作用,揭示其化感物质作为植物源抑藻剂的开发潜能,本文探讨了网状原角藻藻细胞和无细胞滤液对几种海洋微藻——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、拟旋链角毛藻(Chaetoceros pseudocurvisetus)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响,并进一步选取东海原甲藻和赤潮异弯藻作为受体藻种,以塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)作为阳性对照,比较了2种甲藻的藻细胞培养液和无细胞滤液对东海原甲藻、赤潮异弯藻生长的影响差异。通过比较发现,网状原角藻的无细胞滤液比塔玛亚历山大藻能更明显的抑制东海原甲藻和赤潮异弯藻的生长,尤其是对东海原甲藻,基本阻断其生长。     

绿潮藻浒苔对赤潮藻中肋骨条藻化感抑制作用初探

研究了绿潮藻浒苔Ulva prolifera对赤潮藻中肋骨条藻Skeletonema costatum生长的化感抑制作用。分别测定了不同浒苔新鲜藻体密度、不同浒苔藻体干粉末含量、不同浒苔新鲜藻体培养过滤液体积对中肋骨条藻生长的抑制效果。结果发现,第12天共培养系统中,各浒苔新鲜藻体密度组对中肋骨条藻生长抑制率均高达100%,其中5g·L-1密度组第8天对中肋骨条藻生长的抑制已达到100%;第12天1.2g·L-1浒苔藻体干粉末含量组对中肋骨条藻生长抑制率也可达到50%左右,表明绿潮藻浒苔对中肋骨条藻生长抑制作用具有量效关系,且对中肋骨条藻生长不仅存在营养竞争抑制作用,而且还具有化感物质抑制作用。进一步采用添加浒苔新鲜藻体培养过滤液实验发现,一次性添加浒苔培养过滤液对中肋骨条藻生长抑制作用不十分明显,而半连续添加浒苔培养过滤液对中肋骨条藻生长抑制效果十分明显,其中第12天对中肋骨条藻生长抑制可达75%左右,可见浒苔藻体内的化感物质是逐步向环境中分泌的。该研究为进一步研究绿潮藻对赤潮藻化感抑制效应量效关系奠定了基础。     

不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对2种海洋赤潮藻生长影响的研究

探讨海区环境容量的估算,为海水水质标准的制订提供理论依据,采用1次培养实验方法,研究了3种不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum(Greville)Cleve)的生长影响.采用抑制率-重金属离子浓度的对数方程拟合求算出3种浓度营养盐(NO3-N、PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对2种赤潮藻的96hEC50值,分别为8373,2563,2307;18523,10445,3494μg·dm-3,并根据方程应用origin7.0拟合3种不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下旋链角毛藻和中肋骨条藻在不同浓度Pb(Ⅱ)条件下的生长曲线.实验结果表明,较低浓度Pb(Ⅱ)对旋链角毛藻和中肋骨条藻生长都有一定的促进作用,最佳促进藻类生长浓度分别为454,258,51;351,194,35μg·dm-3;高浓度Pb(Ⅱ)对它们的生长则表现为抑制作用,并且随着营养盐(NO3-N,PO4-P)浓度的增加,Pb(Ⅱ)对两种赤潮藻生长的抑制作用是逐渐降低的,营养盐(NO3-N,PO4-P)与Pb(Ⅱ)之间可能存在着拮抗作用.     

磷酸盐、硝酸盐组成对海洋赤潮藻生长的影响

应用 1次培养实验方法研究了不同组成磷酸盐 (PO4- P)和硝酸盐 (NO3 - N)对新月菱形藻、旋链角毛藻和中肋骨条藻 3种海洋赤潮藻生长的影响。结果表明 ,L ogistic生长模型可以很好地描述不同组成 PO4- P和 NO3 - N条件下 3种海洋赤潮藻生长状况 ,其中拟合相关系数 R2 =0 .95± 0 .0 3。进一步研究表明 ,3种海洋赤潮藻均存在营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 ,在本文实验条件下新月菱形藻的 C*PO4为 1.72μmol· L-1,C*NO3 为 4 0 .4 2μmol· L-1;旋链角毛藻的分别为 2 .0 7μmol· L-1和 4 4.76 μmol· L-1;中肋骨条藻的分别为 1.13μmol· L-1和 30 .2 6 μmol· L-1。当 PO4- P,NO3 - N初始浓度分别小于其营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 时 ,随其初始浓度增加会促进 3种赤潮藻生长 ,但当初始浓度大于营养盐生长阈值时 ,随营养盐初始浓度增加反而会逐渐限制其生长。这表明 3种海洋赤潮藻都存在 1个适宜其生长的 (N∶ P) 最佳值 ,其中新月菱形藻的 (N∶ P) 最佳值 =2 0∶ 1,旋链角毛藻的 (N∶ P) 最佳值 =19∶ 1,中肋骨条藻的 (N∶ P) 最佳值 =32∶ 1。     

中肋骨条藻与微小亚历山大藻间的他感作用研究

在f/2全营养培养条件下,采用共培养以及滤液交叉培养的方法研究了中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)之间的竞争作用,结果表明: 微小亚历山大藻指数生长后期的无藻细胞滤液对中肋骨条藻的生长没有抑制作用,但中肋骨条藻滤液明显抑制了微小亚历山大藻的生长,且抑制作用随着中肋骨条藻滤液比例的增大而增大,他感作用是影响这两种微藻间竞争的重要方式之一;通过向培养基中添加自他感物质标准品15S-hydroxy-5Z,8Z,11Z,13E,17Z-eicosapentaenoic acid (15(S)-HEPE)考察其对中肋骨条藻自身以及微小亚历山大藻生长的影响,发现15(S)-HEPE在中肋骨条藻滤液中并不是能够抑制微小亚历山大藻生长的他感物质,今后应进一步深入分析中肋骨条藻释放的抑制微小亚历山大藻生长的他感物质。     

六种大型藻浸提液对中肋骨条藻的抑制及活性成分分离

为比较大型藻抑制赤潮藻的能力,研究了孔石莼、羊栖菜、长浒苔、马尾藻、蜈蚣藻和裙带菜的干粉末海水浸提液对中肋骨条藻的化感抑制作用并从长浒苔中分离出具有强抑制作用的组分.分析6种大型藻浸提液对中肋骨条藻的生长抑制率(Inhibitory rate,IR％)和120 h的半效应浓度(Effect concentration,EC50,120h)发现,孔石莼、羊柄菜、长浒苔、马尾藻和蜈蚣藻的浸提液在浓度达到2.4 g/L时可在实验周期内使中肋骨条藻全部致死,抑制率达到100％,全部致死所需时间分别为96、120、96、144和144 h,当浓度达到4.8 g/L时,6种大型藻均可全部杀死中肋骨条藻,6种大型藻对中肋骨条藻的EC50、120h分别为1.0、1.0、1.1、1.4、1.5和4.7 g/L.从长浒苔浸提液中分离的乙酸乙酯萃取组分具有强抑藻效果,受试条件下,其EC50值为0.08 mg/L.乙酸乙酯相气相色谱-质谱分析表明,组分至少包含14种物质,其中9-十八炔和邻苯二甲酸二异丁酯是含量最大的2种物质,各物质的抑藻活性尚需进一步研究.长浒苔具有很强的抑藻效果,具有应用于赤潮藻控制的潜力,研究结果为分离鉴定抑制中肋骨条藻的化感物质奠定了基础.     

旋链角毛藻和小普林藻对二甲基硫和二甲巯基丙酸的释放研究

通过实验室培养研究了旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus Cleve)和小普林藻(Prymnesium parvum Carter)生长周期内培养液中二甲基硫(DMS)和二甲巯基丙酸(DMSP)的含量。结果表明,2种微藻均能释放DMS,但小普林藻单细胞释放的DMS浓度约是旋链角毛藻的500倍。在藻类生长的不同阶段,它们释放DMS和DMSP的能力存在较大差异,但2种藻类DMS大量释放均出现在衰亡期。同时研究了盐度对2种微藻DMS释放的影响,结果表明高盐度会促进小普林藻DMS和DMSP的释放,而对旋链角毛藻DMSP的释放未有显著影响。     

光照对东海赤潮高发区春季硅藻生长的影响

2005年3月在东海赤潮高发区的ZA3和ZC18b站通过现场培养探讨了光照对东海硅藻生长和演替的影响。培养期间,ZA3站优势种为中肋骨条藻,没有发生演替现象;ZC18b站,当光照低于6.7MJ.m-2.d-1,由角毛藻演替为中肋骨条藻,光照高于6.7MJ.m-2.d-1,角毛藻为第一优势种,浮动弯角藻为第二优势种。Logistic生长模型可以很好地描述不同光照下硅藻的生长状况,其拟和系数为0.92±0.03。终止生物量以及优势种生长速率与光照的关系表明,温度13.0℃左右,中肋骨条藻的最适生长光照为5.0MJ.m-2.d-1,角毛藻sp.和浮动弯角藻的最适生长光照均为6.7MJ.m-2.d-1。在富营养化条件下,光照是影响硅藻生长和演替的因子。     

东海原甲藻对中肋骨条藻的他感作用初探

在实验室内将不同生长期的东海原甲藻(Prorocentrum donghaienseLu)培养液滤液用切向超滤技术分级处理后,培养中肋骨条藻(Skeletonema costatum),发现东海原甲藻的滤液对中肋骨条藻的生长具有促进作用,不同生长期的东海原甲藻分泌物在粒级100 ku～0.45μm的培养液中对中肋骨条藻的促进作用最明显,表明东海原甲藻可以产生大小不同的可促进中肋骨条藻生长的他感物质,且在100 ku～0.45μm范围含量较大。东海原甲藻对中肋骨条藻的生长促进作用在不同生长期作用强度不同,促进作用最明显的是消亡期,其次为平台期,指数生长期的藻液是3种藻液中促进作用最小的。     

六种大型藻浸提液对中肋骨条藻的抑制及活性成分分离

为比较大型藻抑制赤潮藻的能力,研究了孔石莼、羊栖菜、长浒苔、马尾藻、蜈蚣藻和裙带菜的干粉末海水浸提液对中肋骨条藻的化感抑制作用并从长浒苔中分离出具有强抑制作用的组分。分析6种大型藻浸提液对中肋骨条藻的生长抑制率(Inhibitory rate,IR%)和120 h的半效应浓度(Effect concentration,EC50,120 h)发现,孔石莼、羊栖菜、长浒苔、马尾藻和蜈蚣藻的浸提液在浓度达到2.4 g/L时可在实验周期内使中肋骨条藻全部致死,抑制率达到100%,全部致死所需时间分别为96、120、96、144和144 h,当浓度达到4.8 g/L时,6种大型藻均可全部杀死中肋骨条藻,6种大型藻对中肋骨条藻的EC50,120 h分别为1.0、1.0、1.1、1.4、1.5和4.7 g/L。从长浒苔浸提液中分离的乙酸乙酯萃取组分具有强抑藻效果,受试条件下,其EC50值为0.08 mg/L。乙酸乙酯相气相色谱-质谱分析表明,组分至少包含14种物质,其中9-十八炔和邻苯二甲酸二异丁酯是含量最大的2种物质,各物质的抑藻活性尚需进一步研究。长浒苔具有很强的抑藻效果,具有应用于赤潮藻控制的潜力,研究结果为分离鉴定抑制中肋骨条藻的化感物质奠定了基础。     

黄海两种典型硅藻的磷胁迫生理研究

在实验室批次培养条件下,研究黄海两种浮游植物优势种玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)在低磷条件下的生长特性、环境中不同形态磷浓度的变化以及磷饥饿状态下浮游植物的营养吸收动力学和碱性磷酸酶动力学。结果表明,玛氏骨条藻在磷胁迫情况下可利用自身较高的吸收速率和较小的细胞体积有效摄取环境中的无机磷快速生长并取得优势,而旋链角毛藻在无机磷的利用上并无优势,其比玛氏骨条藻需要更多的细胞颗粒磷去维持细胞活性,而且更容易诱导碱性磷酸酶分解利用有机磷,推测在有机磷丰富的环境下旋链角毛藻会在二者竞争中取得优势。这些生理特性有可能是二者在黄海季节性水华发生过程中大量存在的原因。     

剧毒卡尔藻与东海原甲藻间的化感作用研究

为研究剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)与东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)之间的化感作用,在f/2营养盐条件下,分别采用了混合培养及滤液培养的方法。结果表明:剧毒卡尔藻指数生长后期的无藻细胞滤液明显抑制了东海原甲藻的生长,而东海原甲藻滤液对剧毒卡尔藻的生长几乎无影响,化感作用作为重要的影响因素使剧毒卡尔藻获得竞争优势。将剧毒卡尔藻指数生长末期的无藻细胞滤液置于固相萃取(SPE) C18小柱,经吸附、不同比例的甲醇溶液洗脱,考察不同洗脱部分对东海原甲藻生长的影响,发现80%的甲醇洗脱部分明显抑制了东海原甲藻的生长。本研究为了解剧毒卡尔藻的竞争机制提供了重要的科学依据,今后将重点分析剧毒卡尔藻释放的有效抑制东海原甲藻生长的化感物质。     

温度对海洋硅藻吸收或释放一氧化氮的影响

基于全球变暖的背景,研究了温度对三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)、小新月菱形藻(Nitzschiaclosteriumf.minutissima)和中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)生长的影响,并初步探讨了温度对海洋硅藻生长过程中吸收或释放一氧化氮(NO)的影响。培养温度分别为20℃和25℃。结果显示,温度升高,中肋骨条藻的比生长速率降低(P0.05),而对三角褐指藻和小新月菱形藻的生长没有明显影响。不同种类硅藻对高温的适应能力不同,且在不同生长阶段对NO呈现不同的吸收或释放规律。与20℃培养条件相比,25℃条件下三角褐指藻对NO的净吸收速率在指数生长期、生长平台期和衰亡期分别升高了40.2%、98.2%和16.0%;小新月菱形藻对NO的净吸收速率在生长的平台期升高了5.7倍;中肋骨条藻对NO的净释放速率在生长的平台期升高幅度最大,为11.5倍。结果表明全球变暖对不同种类的硅藻代谢NO的促进程度不同。