棕囊藻的生物学概述 I.形态分类和生理生态学

海洋浮游植物棕囊藻Phaeocystisspp.在自然界常以游离单细胞和由粘胶质包裹的细胞集群体两种细胞形式轮换出现,它在世界各营养丰富的海域中无处不在,并可形成高细胞密度、暴发性繁殖及形成赤潮。rRNA基因研究数据说明,目前全世界海洋分布的Phaeocystisspp.有3个分开种,即Phaeocystispouchetii、Phaeocystisglobosa和Phaeocystisantarctica。棕囊藻奇特的生理学和生态学特征是独一无二的,它复杂的多形态变化生命循环导致海域植物性和海底食物网(如微量元素的生物地球化学)的结构与功能均发生了极大的变化。棕囊藻的生命循环体现了其主要的生态学特征,不同棕囊藻形态的生物化学和营养代谢与细菌,微型、中型和后生浮游动物的作用以及海洋环境中的物理结构均有关。在自然界,棕囊藻的生命循环中最常见和最重要的是它的集群体形态,集群体形态是一个具有整体生物学功能特征的生物实体。棕囊藻在生态系中起到重要作用的关键在于集群体形态在合成糖粘胶质的能力较强。     

棕囊藻的生物学概述Ⅱ．生理生化学

棕囊藻Phaeocystis sp.独特的生理、生态学特征使它能在不同营养条件、光照强度和温度变化的环境中生长,并且由于受自身的毒性和粘液质的保护使它不能作为摄食者的食物而被大规模摄取,这使它不仅成为高纬度和极地海域一种重要的浮游植物类群,而且在中、低纬度海域它也能旺发,达到非常高的细胞密度,或形成赤潮.棕囊藻对不同生存环境的可塑性,归属于它独特的生理适应性和生理学的某些特点.棕囊藻特有的生物学特征使它在全球范围内高丰度、富分布,对改变整个生态环境存在潜在的威胁,应当引起有关单位的重视.     

棕囊藻属(Phaeocystis)的种类多样性及地理分布特征研究进展

棕囊藻(Phaeocystis)是全球海洋广泛分布的有害藻华原因种,也是海洋初级生产力的重要贡献者,在极地和近海地区的碳、硫元素的生物地球化学循环、食物网结构及全球气候变化中都具有极其重要的作用.由于个体微小,形态特征观察困难,在常规观察中很容易被忽略.同时多数棕囊藻具有复杂的异型生活史,具有多种不同细胞形态,因此其传...     

中国新记录定鞭藻物种冠状棕囊藻的遗传进化分析

棕囊藻属(Phaeocystis)分类学上位于定鞭藻门(Haptophyta)定鞭藻纲(Haptophyceae)棕囊藻目(Phaeocystales)棕囊藻科(Phaeocystaceae)。迄今在我国海域仅分离鉴定到一种棕囊藻属物种,即自1997年以来在我国海域频繁形成有害藻华的球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)。作者从中国南海分离到一个单细胞鞭毛类株系CNS01077,结合形态特征观察及基于18S rDNA序列的系统发育分析,将其鉴定为冠状棕囊藻(Phaeocystis rex)。这是该棕囊藻物种在我国海域的首次报道。该研究构建了该物种的首个叶绿体基因组序列和首个线粒体基因组序列。与球形棕囊藻和南极棕囊藻的细胞器基因组比较分析发现冠状棕囊藻的细胞器基因组发生了显著的结构重排和序列变异。该物种在我国海域的发现及细胞器基因组的构建,将为棕囊藻的生物多样性组成和地理分布研究提供支撑。     

北部湾海域微型、微微型浮游植物类群季节变化及其与棕囊藻赤潮的关系初探

近年来，北部湾海域连年暴发球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）赤潮，对近海生态环境构成了潜在威胁。为了解北部湾海域球形棕囊藻赤潮生消过程及其与其他浮游植物类群的关系，自2016年9月至2017年8月期间，在北部湾海域开展了9个航次的调查，并应用流式细胞仪分析了微型真核藻类、微微型真核藻类、原绿球藻（Prochlorococcus spp.）和聚球藻（Synechococcus spp.）等4类浮游植物类群的变化情况。结果表明，北部湾海域各浮游植物类群主要分布在调查区北部钦州湾外侧海域和雷州半岛西侧近岸海域，其丰度有明显的季节变化。微微型真核藻类在春、秋两季丰度较高，而冬、夏季较低。微型真核藻类、聚球藻和原绿球藻的丰度均呈现夏季高、冬季低的特点，其中聚球藻丰度的季节变化最为显著，与水温变化密切相关。结合对球形棕囊藻赤潮生消过程以及调查海域水文条件的分析可以看出，北部湾海域球形棕囊藻赤潮发生过程中，海水温度下降至20℃左右，并且聚球藻和原绿球藻丰度具有明显变化，有望作为棕囊藻赤潮的预警指标，为该海域棕囊藻赤潮的预测和防控提供依据。     

紫外辐射对南极棕囊藻细胞DMSP合成和DMS释放率的影响

在不同紫外辐射波段下,南极棕囊藻(Phaeocystis antarctica)细胞的生长率、叶绿素a、细胞内DMSP含量和DMS释放量变化的测定结果表明;UV-B对南极棕囊藻细胞生长率和叶绿素a含量有抑制效应,UV-B还可加快DMSP分解成DMS和丙烯酸的分解速率,而UV-A对该藻细胞的DMSP合成有强烈的抑制效应。鉴于在每年春季极地海洋浮游植物繁殖期间,南极棕囊藻在南极海冰带海洋浮游植物种群结构中占有的优势地位,以及该藻是极地海洋浮游植物中DMS的主要释放者,推测南极“臭氧空洞”所增加的紫外辐射可能会对南极海域的DMS释放率产生一定的影响。     

福建沿岸海域主要赤潮生物的生态学特征

福建沿岸海域是中国的赤潮多发海区之一.据统计,1962～2008年间,福建沿岸海域共发生赤潮180起以上,潜在的赤潮生物有124种,已经引发过赤潮的种类有27种.本文对中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、角毛藻（Chaetocerosspp.）、夜光藻（Noctiluca scintillans）、东海原甲藻（Proro-centrum donghaiense）、米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、裸甲藻（Gymnodinium spp.）和球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）等福建沿岸海域主要赤潮生物的生态学特征和发生原因进行了分析和探讨,评述了福建沿岸海域赤潮发生的特点.福建沿岸海域引发赤潮频率最高的赤潮生物是夜光藻,米氏凯伦藻造成的水产养殖损失最大.其赤潮多发季节在春夏季的4～7月.其赤潮多发区主要分布在3个区域：宁德沿岸海域（以四礵列岛为中心）、厦门西港海域和平潭沿岸海域.对福建沿岸海域几种主要赤潮生物的研究表明,赤潮的发生与水温、盐度、气象、水动力、营养盐等环境条件密切相关.     

六株球形棕囊藻的色素组成特征研究

球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)是我国南方沿海近年来主要的赤潮原因种之一,由球形棕囊藻形成的赤潮对海水养殖业发展和海域生态环境构成了严重威胁。棕囊藻通常以囊状群体形式形成赤潮,很难获取其丰度数据,以往研究中多以19′-己酰氧基岩藻黄素(Hex-fuco)或19′-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco)作为其特征色素,利用化学分类软件CHEMTAX计算其生物量。为了解我国近海球形棕囊藻的色素组成特征,本文采用高效液相色谱方法,分析了6株球形棕囊藻的色素组成与含量状况,其中5株分离自我国近海。结果表明, 6株球形棕囊藻均以岩藻黄素和叶绿素a为主要色素,但其特征色素Hex-fuco却存在显著的株系间差异,即便是分离自相同海域的不同球形棕囊藻藻株也存在差别。对比棕囊藻游离细胞和囊状群体的色素组成,可以看出两者在色素组成上基本一致,但囊状群体中捕光色素(Light-harvesting pigment)含量低于游离细胞,而光保护色素(Photoprotective pigment)则高于游离细胞,可能与不同存在形态的棕囊藻对光照的适应特征差异有关。以上研究表明,在以CHEMTAX方法计算球形棕囊藻生物量时,需要充分调查海域棕囊藻的特征色素组成情况,获取其特征色素信息,构建合理色素比例初始矩阵,为球形棕囊藻赤潮监测奠定基础。     

中国沿海球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的分类、分布及其藻华

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)是全球海洋广泛分布的有害藻华种类。1997年10月,中国东南沿海首次暴发了此种藻类的大规模藻华,其后陆续在福建、广东、广西、海南、河北及天津等省市沿海暴发多起同种藻华。中国近海的球形棕囊藻藻华呈现两大独有的特点,即藻类囊体较大(可达3厘米),以及藻华可毒害养殖业。历经20多年,球形棕囊藻在中国沿海已从一个"藻华新记录种"变成了"藻华常见种"。值得注意的是, 2014年以来,广西北部湾海域棕囊藻藻华肆虐,威胁核电冷源安全,受到了社会高度关注,也对球形棕囊藻藻华的研究提出了新的挑战与要求。针对这一生态灾害的最新发展趋势,本文总结了20年来中国球形棕囊藻及其藻华灾害的发生与发展状况,分别就棕囊藻的分类、生活史特征、营养特性、藻华形成的环境驱动因素、生态毒理等诸多方面开展简要综述,冀望为棕囊藻藻华的研究及防治提供基础资料及思路。     

海洋沉积物中氮的形态及其生态学意义

海洋沉积物作为生源要素氮的重要源与汇，在其生物地球化学循环中起着至关重要的作用。该项研究旨在查清海洋沉积物中氮的存在形态及其生态学意义。氮是生物生命活动必需的营养要素，海洋中的氮往往是海洋初级生产力的限制因子，氮的吸收与再生释放在估算海洋新生产力和生源要素的生物地球化学循环率上也有重要贡献。海洋沉积物中的氮作为海水中氮的重要供给源是海洋生物赖以生存的重要物质基础，对维持海洋生态平衡、修复失衡的海洋生态环境具有重要意义。但由于不同海区海洋沉积物的来源和环境不同，氮的形态和含量亦不相同，可被生物吸收和利用的数量就不相同，因此造成了不同海区生物种群和环境不同，进而影响生态环境。因此，研究海洋沉积物中氮的形态，了解各个形态与沉积物中生物种群及与环境的关系，确定其生物和化学活性，査清氮不同形态的生态学功能，对于深入探讨海洋生物资源可持续利用的方法和策略具有重要意义。本文主要阐述海洋沉积物中氮的存在形式与分布、氮的早期成岩和去营养化作用、硝化和反硝化作用以及氮与生物特定种群的关系等，探讨了影响海洋沉积物中的氮循环的主要因素，并分析了海洋沉积物中的氮与生态系的关系，以期对研究氮的海洋生物地球化学过程有所帮助。     

南黄海首次暴发“巨囊”生态型球形棕囊藻藻华

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)常在热带至温带近海海域形成有害藻华,该种具有种内遗传多态性,且有囊体大小、特征色素组成等性状分化。在我国南海形成有害藻华的球形棕囊藻可形成“巨型囊体”,以19''-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco)为特征色素,是一种独特的“巨囊”生态型。2021年11月底至12月初,南黄海青岛沿岸暴发大规模球形棕囊藻藻华。藻华发生期间,对青岛沿岸3个站位的水文和化学要素进行了观测,分析了球形棕囊藻囊体的数量、直径和色素组成,并应用一种高分辨率种下分子标记——叶绿体rbcS-rpl27基因间隔区分析了其遗传特征。结果表明,藻华发生期间青岛沿岸表层海水温度较低 (12~14℃),海域营养盐组成具有高溶解有机氮、低溶解无机氮的特征;球形棕囊藻囊体丰度超过20个/L,最大囊体直径为18 mm,以But-fuco为特征色素, rbcS-rpl27序列分析表明其与南海“巨囊”生态型球形棕囊藻具有相同的遗传特征。南黄海首次暴发的球形棕囊藻藻华是由“巨囊”生态型形成,该藻华可能对海洋生态系统、水产养殖业发展和核电设施运行等构成威胁,亟待开展藻华成因与监测预警对策研究。     

磷限制对球形棕囊藻生长及TEP形成的影响

广西北部湾近岸海域虽常年为磷限制状态,但球形棕囊藻（Phaeocystis Globosa）赤潮灾害频繁发生。球形棕囊藻暴发时主要以囊体形式存在,赤潮衰退后,囊体破裂产生大量的透明胞外聚合颗粒物（Transparent Exopolymer Particles,TEP）,在海洋动力作用下形成高碳、高黏性泡沫,影响渔业和核电取水安全。本文通过设置氮磷比为32∶1和64∶1的半连续培养实验,探讨磷限制对球形棕囊藻的生长,以及透明胞外聚合颗粒物产量的影响。结果表明：在氮磷比为32∶1和64∶1的磷限制条件下,球形棕囊藻的细胞密度、叶绿素a浓度、囊体密度及囊体表面细胞数,在培养的后半期都受到了抑制。与控制组相比,两个磷限制的处理组在囊体直径上并没有表现出显著的差异（显著性水平p> 0.05）。在氮磷比为32∶1的条件下,球形棕囊藻的TEP生产量与控制组相比没有显著差异（p> 0.05）,在氮磷比为64∶1的条件下,TEP的生产量显著降低（p <0.05）,磷限制程度的加剧对球形棕囊藻细胞分泌TEP产生影响。研究结果为进一步研究环境胁迫下球形棕囊藻TEP形成机制提供了依据。     

棕囊藻赤潮原因种的分子鉴定和起源分析

测定了发生于我国东南海域赤潮原因种Phaeocystis sp.及相关种类P.globosa和P.pouchetii 18S rDNA序列,并以Phylip35分析软件构建序列距离矩阵和分子系统发育树图.结果表明,该赤潮原因种与球形棕囊藻P.globosa 18S rDNA序列完全相同,从分子水平鉴定了该原因种为P.globosa.分子系统发育树图表示的P.globosa和P.pouchetii的分化顺序表明,分布于我国东南海域的P.globosa可能是一种本地起源的暖水种.Phaeocystis globosa不同株系的形态差异,可能是适应不同生活环境的结果.根据分子生物学的数据对有害赤潮藻类进行系统发育分析,并设计用于有害赤潮藻快速鉴定的特异性分子探针,对赤潮的监控和防治具有重要意义.     

杭州湾浮游动物群落与水团的相关性研究

1 引言 海洋浮游动物是一个生态学范畴的概念,是依据其生活方式而划分的一类生物类群.浮游动物在海洋食物网中处于枢纽位置,担负着将单细胞藻类通过光合作用固定的能量向高营养层次传递的任务,在海洋物质循环中起着承上启下的作用,是一类对能量和物质循环起调控作用的关键功能群[1-3].     

北部湾棕囊藻藻华原因种分析

近年来, 棕囊藻已成为我国北部湾海域藻华发生的主要原因种, 严重影响北部湾海洋生态环境、水产增养殖业和防城港核电安全, 急切需要对棕囊藻藻华原因种作进一步分析确认。2017年2月和3月在钦州湾和涠洲岛藻华发生海域分离得到9株棕囊藻, 采用光学显微镜进行形态学初步鉴定, 并通过核糖体小亚基序列(SSU rDNA)进行系统进化分析。研究结果表明, 北部湾9株棕囊藻与球形棕囊藻形态特征基本符合, 系统发育树与不同海域来源的球形棕囊藻聚在同一大分支上, 与其他海域来源的球形棕囊藻遗传距离为0.0000~0.0071, 其中北部湾WZS3-1株与墨西哥湾株CCMP627、苏里南株CCMP628、厄瓜多尔株CCMP1528、南非株P162、中国海株RCC:K1398及汕头株Santou97的球形棕囊藻亲缘关系最近, 遗传距离为0.0000, 而北部湾WZS1、WZS2、WZS4、WZS5株与香港株SKLMP_T005和渤海株BOHAI1亲缘关系最近, 遗传距离为0.0000。球形棕囊藻的种内遗传距离(0.0000~0.0073)明显小于种间遗传距离(0.0084~0.0440), 因此可确定来自北部湾不同海域的9株棕囊藻均为球形棕囊藻。此外, 球形棕囊藻各藻株间的亲缘关系远近与其地理位置分布不能完全对应。本研究结果将为我国棕囊藻藻华藻种库构建、棕囊藻北部湾株生理生态研究和北部湾棕囊藻藻华发生机理研究等提供参考。     

青岛近海球形棕囊藻的宏条形码分析

自1997年球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮首次在我国南海海域暴发以来,该赤潮在我国南海和渤海的多个海域频繁暴发,表明球形棕囊藻在我国海域的分布比较广泛。尽管如此,在此之前开展的分类和生态调查研究均未发现我国海域球形棕囊藻的存在。近年来基于分子标记扩增和高通量测序的宏条形码分析检测到了球形棕囊藻,显示出宏条形码分析对球形棕囊藻鉴定的优势。然而,由于包括球形棕囊藻在内的定鞭藻的18S rDNA序列具有较高的G(Guanine,鸟嘌呤)C(Cytosine,胞嘧啶)含量等特点,导致针对球形棕囊藻的宏条形码分析结果在很大程度上依赖分子标记的选择或PCR扩增引物的选择。以青岛栈桥海域样本为研究对象,评估了扩增通用分子标记18S rDNA V4的两套常用PCR引物(即Stoeck引物和Song引物)对球形棕囊藻的宏条形码分析结果的影响,并利用Song引物对青岛近海2021年冬季突发性球形棕囊藻赤潮样本开展了宏条形码分析。分析发现不同引物对定鞭藻门物种的分析结果具有显著影响。利用Stoeck引物的宏条形码分析没有获得任何对应的定鞭藻的ASV(ampliconsequence...     

氮磷营养变化对钦州湾球形棕囊藻藻体生长的影响

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)是我国北部湾海域主要的有害藻华原因种, 囊体的生长是藻华发生和持续的关键。为了研究在富营养化日趋严重的钦州湾海域中营养盐输入对球形棕囊藻藻华形成的影响, 采集钦州湾含球形棕囊藻的表层海水进行了添加不同营养盐的室内培养实验。根据钦州湾历史调查数据, 进行了不同营养盐、不同氮磷比和不同添加方式的培养。结果表明, 同时添加氮和磷显著促进浮游植物的生长, 球形棕囊藻囊体继浮游植物细胞密度高峰期后大量形成。一次性添加磷对囊体生长的刺激作用较添加氮时强, 丰度最高可达4.8×10³ colonies·L^–1, 囊体平均直径为(115±84) μm, 且具有较高囊体细胞密度, 但囊体衰退较快。单独添加氮时, 囊体细胞分布稀疏, 囊体数量及直径皆较低。每天添加磷的方式相比一次性添加更有利于囊体丰度的维持。总体上, 磷营养的添加能刺激囊体数量、囊体细胞数和囊体直径的生长。在具有较高N/P比值的钦州湾, 应加强磷的排放管理, 避免突发性磷污染对球形棕囊藻囊体生长的刺激作用。     

渤海湾天津近岸海域首次棕囊藻赤潮初探

利用2006年渤海湾天津近岸海域首次棕囊藻赤潮各发生区域动态应急监测资料,对其水体理化参数进行了分析.主要得出如下结论:(1)渤海湾天津近岸海域首次爆发的相对低温条件下棕囊藻赤潮虽然来势凶猛,但对区域生物并没有造成明显毒害影响,一定程度上佐证了低温条件下棕囊藻细胞数量积累迅速但合成毒素的数量却相对较少的实验室研究结论....     

南极沿海冷水环境中低分子挥发性脂肪酸的初步研究

于1988年5月—1989年2月,对东南极Vestfold丘陵地区沿海海域水体中的低分子挥发性脂肪酸的连续测定表明,该海域海水中的低分子挥发性脂肪酸主要以甲酸、乙酸、丙酸和丙烯酸为主,其含量明显呈季节性变化。变化范围分别为:甲酸0.4—7.0μmol/L;乙酸0.1—40.0μmol/L;丙酸0.7—128.0μmol/L和丙烯酸0.001—0.393μmol/L,最高浓度出现在夏季。通过对浮游植物的观察和二甲基硫的测定,揭示低分子挥发性脂肪酸主要来自微生物作用,其中丙烯酸直接来源于棕囊藻(Phaeocystis pouchetii)细胞繁殖生长过程中的代谢作用。     

不同摄食压力下球形棕囊藻的防御策略

球形棕囊藻是我国沿海常见有害藻华物种,生活史中包括囊体和单细胞两种形态,藻华爆发时的优势形态是囊体,游离单细胞很少被发现,但是球形棕囊藻囊体形成的机制目前还不清楚。本研究通过分析桡足类、纤毛虫和异养甲藻及其化学信号对囊体形成的影响,以探究摄食压力对球形棕囊藻生活史转变的影响。实验结果表明:3种摄食者的直接摄食均引发了球形棕囊藻囊体直径的扩大,摄食者的粒径越大,球形棕囊藻的囊体直径增大越显著,安氏伪镖水蚤的化学信号也能引发球形棕囊藻囊体显著增大,但是游仆虫和海洋尖尾藻的化学信号并未引发类似响应。囊体形成和直径的扩大保护了囊体内细胞免受摄食,有助于球形棕囊藻藻华的发生。