改性黏土法消除球形棕囊藻赤潮的现场实验与效果评估

球形棕囊藻是一种具有复杂异型生活史的有毒有害赤潮生物,近年来在我国近海频繁暴发成灾,形成的巨大囊体为国内外罕见。迄今还未见到有效消除囊体型球形棕囊藻赤潮的方法报道。本文通过海上围隔实验和现场赤潮消除工程跟踪监测,考察了喷洒改性黏土消除囊体型球形棕囊藻赤潮的可行性与效率,并分析了改性黏土法治理赤潮时对水体及沉积环境的可能影响。围隔实验结果表明,喷洒改性黏土可以有效消除水体中过量的微藻细胞,其中以少量多次喷洒方法的效果最好,生物量(chl a)去除率90%。在对2016年2月广西防城港附近海域球形棕囊藻赤潮消除时的跟踪监测结果表明,改性黏土法适用于工程化消除赤潮作业,能够快速消除水体中的大量球形棕囊藻囊体,随改性黏土絮凝体沉入海底的赤潮藻可以快速分解而失去活性。喷洒改性黏土对于赤潮水体的主要理化指标影响不显著,所监测的水体COD、pH和不同形态氮、磷、硅等生源要素浓度都在原有水质水平范围内波动。     

改性粘土对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的去除作用

利用改性粘土去除藻华生物是目前有害藻华应急处置最常用的方法。本文研究了六种铝盐改性粘土(PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC、AC-MC、AS-MC、PAS-MC)对藻华生物球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的去除效率,考察了悬浮液pH、改性粘土颗粒表面电位及粒径分布等因子对去除效率的影响。结果显示:不同赤潮生物由于生物特征不同,其去除效率存在较大差异,PAC-MC、PAFC-MC、PAFCs-MC对东海原甲藻有较高的去除效率,但对于球形棕囊藻去除能力较差;AC-MC、AS-MC、PAS-MC对两种藻华生物均有较好的去除效果,但对水体酸碱扰动较大,在pH敏感水域应注意用量;对于同一种改性粘土,提高铝离子含量、增加改性粘土浓度有利于除藻效率的提升;自絮凝程度越低、表面正电性越强(或负电性越弱)、悬浮液pH值越低的改性粘土,除藻能力越强。本研究进一步为改性粘土应急处置有害藻华提供了参考。     

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。     

深圳大鹏湾一次球形棕囊藻藻华的发生过程及成因分析

2021年1月下旬深圳大鹏湾沿岸海域发生球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)藻华。为了探究球形棕囊藻藻华发生动态特征及其影响因素, 于1月20日至2月1日系统调查分析了藻华发生过程中浮游植物优势种演替、球形棕囊藻囊体数量、营养盐水平以及其他环境因素的变化。结果表明: 1月20日, 中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为绝对优势种, 1月21日球形棕囊藻囊体开始出现, 1月25日囊体数量达到最高, 达69colonies·L^-1; 1月27日红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)藻华出现, 随后球形棕囊藻藻华逐渐消退。灰关联分析显示, 铵盐和硝酸盐是影响球形棕囊藻囊体丰度的最主要因素。水体扰动和球形棕囊藻在磷限制条件下的竞争优势也可能有利于球形棕囊藻藻华的发生。红色赤潮藻藻华可能是球形棕囊藻藻华消退的主要原因。球形棕囊藻藻华的发生和消亡是各种理化因素和生物因素共同作用的结果。     

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。     

不同氮源对球形棕囊藻生长和囊体形成的影响

棕囊藻引发的有害藻华已经成为一种全球性的自然灾害,给海洋环境以及渔业经济带来了严重的损失。棕囊藻存在两种生活史形态:游离的单细胞形态和囊体形态,但是不同形态之间的转换和囊体形成机制尚不清楚。营养盐是浮游植物生长和藻华发生的物质基础,棕囊藻藻华以往多发生在硝酸盐限制海区。但是近年来,尿素等有机氮在河口区域浓度不断提高,有机氮源的增加可能对棕囊藻生长和生活史转换产生显著的影响。通过添加硝酸盐、铵盐、尿素三种氮源,研究不同氮源对球形棕囊藻生长和囊体形成的影响。研究表明:球形棕囊藻可以在硝氮、尿素中迅速生长,形成囊体,但是氨氮对其却有明显的抑制作用;球形棕囊藻单细胞在硝氮中丰度比较高,最大可达到(444.21±64.97)×10~3个·mL~(-1);在尿素中更容易形成囊体,最多能达到(12.61±6.5)个·mL~(-1)。球形棕囊藻可以利用硝酸盐和有机氮源使其具有更强的竞争力,尿素在海洋水体中浓度的提高,可能是近年来球形棕囊藻藻华在我国近海水域频发的原因之一。     

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。     

棕囊藻囊泡的培养与去除研究

对广东省珠海市海域球形棕囊藻Phaeocytstis globosa赤潮进行了现场采样及除藻研究,发现3种除藻剂对球形棕囊藻囊泡作用效果存在较大差异。对球形棕囊藻生活史及特征进行了研究,在实验室条件下培养出直径6mm球形棕囊藻囊泡,其生长周期约为14d。实验结果表明,囊泡的形成是球形棕囊藻应对恶劣环境的表现之一。     

不同形态磷源对球形棕囊藻生长及囊体形成的影响

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)是中国近海常见的有害藻华原因种,游离单细胞和球形囊体是其异型生活史的两种形态。本研究通过添加KH₂PO₄(PO₄^3-)、卵磷脂(LEC)、三磷酸腺苷二钠(ATP)、葡萄糖-6-磷酸钠盐(G-6-P)、和核糖核酸(RNA)5种不同磷源进行室内培养,以阐明不同磷源对球形棕囊藻生长及囊体形成的影响。结果表明,5种磷源培养条件下皆可形成囊体,以G-6-P为磷源的球形棕囊藻生长最优,囊体密度最大可达(5.7±0.5)×10⁵colonies·L^-1,在培养中后期诱导产生较高的碱性磷酸酶活性(181.1±41.6)nmol·h^-1·L^-1有利于其高生物量及囊体形态的维持。以PO₄^3-为磷源时,囊体密度最大可达(6.1±0.7)×10⁵colonies·L^-1,但对囊体形态的维持较G-6-P组差。以LEC或RNA为磷源时,囊体密度及叶绿素a含量较低,囊体单位表面积的细胞密度更高,结构更紧致。LEC组的囊体直径最大,可达(488.2±220.6)μm。以ATP为磷源时,囊体细胞分布稀疏,囊体衰退较快。4种有机磷源对球形棕囊藻囊体的构建存在不同程度的影响,在自然水体棕囊藻藻华形成及维持中,除无机磷源外部分形态的有机磷源可能会发挥重要作用。     

小角毛藻对球形棕囊藻囊体形成的影响

球形棕囊藻具有异型的生活史,能够在单细胞和囊体两种不同形态之间转换。球形棕囊藻藻华现场发现,囊体有时附着在角毛藻上。为研究角毛藻对囊体形成的影响和机制,进行球形棕囊藻和小角毛藻的共培养实验,观察球形棕囊藻囊体的形成和生长状况,研究小角毛藻对球形棕囊藻囊体形成的影响。结果证明:混合培养下,小角毛藻和球形棕囊藻的囊体附着在一起,在较短的生存周期内,囊体的密度明显高于单独培养时的密度;而单独培养体系下,棕囊藻单细胞密度和囊体体积均高于混合培养,囊体的存在时间较长。小角毛藻的存在对囊体的形成具有促进效应,这对于球形棕囊藻囊体具有重要的生态意义。硅藻的存在更能体现球形棕囊藻竞争优势。     

斑节对虾TSG101基因的克隆及表达分析

为探究肿瘤易感基因101(简称TSG101)对斑节对虾(Penaeusmonodon)的免疫应答作用,了解在细菌刺激下斑节对虾的机体发生的变化机制,本研究以哈维弧菌(Vibrioharveyi)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)为实验组,以磷酸缓冲液(PBS)为对照组,通过荧光定量分析展开对斑节对虾对菌刺激的免疫应答作用。结果显示,斑节对虾的TSG101在各组织中均有表达,在肝胰腺中的表达量最高。在金黄色葡萄球菌刺激下,斑节对虾的TSG101在肝胰腺中的表达量与对照组相比呈极显著上调(P0.01),第12小时的TSG101 mRNA的表达量达到最大(为对照组的21.60倍);在鳃中的表达量与对照组相比呈极显著上调(P0.01),第6小时斑节对虾TSG101的表达量达到最大值(为对照组的3.64倍)。在注射哈维弧菌第9小时,肝胰腺中的PmTSG101 mRNA表达量极显著上调(P0.01)且达到最大(为对照组的2.50倍)。实验结果初步表明,斑节TSG101参与斑节对虾的先天免疫反应,在金黄色葡萄球菌和哈维弧菌的刺激的情况下,该基因RNA水平的表达情况发生明显变化。     

基于脂质组学的海洋颗石藻病毒甾醇去饱和酶及脂肪酸去饱和酶基因功能分析

赫氏颗石藻(Emiliania huxleyi)宿主-病毒(E.huxleyi virus,EhV)的互作过程是影响海洋碳、硫生物地球化学循环及气候变化的重要环节。在共进化过程中,Eh V通过基因水平转移从宿主基因组中“劫获”了一组鞘脂从头合成相关酶基因,重构宿主脂代谢网络以支持病毒的特殊需求。目前,对病毒这组相关酶基因的生物学功能尚不十分清楚。以颗石藻病毒Eh V-99B1基因组中的甾醇去饱和酶(EhV-SD)和脂肪酸去饱和酶(Eh V-FAD)基因为研究对象,构建酿酒酵母重组表达载体p YES2/CT-SD和p YES2/CT-FAD,转化相应的基因缺陷型酵母菌株YMR015C和YGL055W获得重组酵母细胞株,进一步采用UPLC-Q-Exactive-MS非靶向脂质组学技术,比较分析重组酵母和缺陷型酵母细胞脂质的组成和含量变化。结果显示,Eh V-SD与Eh V-FAD基因在酿酒酵母中成功表达并具有生物学活性。Eh V-SD过表达显著改变了重组酵母细胞脂质代谢,含多不饱和酰基链的磷脂酰胆碱(PC,20︰4/20︰5/20︰6)和甘油三酯(TAG,12︰3)种类的丰度显著升高;而部...     

4种常见头足类动物的血细胞分类及比较

以长蛸(Octopus variabilis)、短蛸(Octopus ocellatus)、真蛸(Octopus vulgaris)和曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni)的血细胞为研究对象,通过光镜和电镜观察对血液中的血细胞形态结构进行比较。根据观察结果,将头足类血细胞分成3种类型:透明细胞,小颗粒细胞和颗粒细胞,但在真蛸血细胞中有一定数量的血细胞其细胞核呈马蹄形,因此将此类细胞独立划为马蹄形核细胞。通过比较发现,曼氏无针乌贼的血细胞与其它3个种存在明显的差异,其胞质内的颗粒数量与性质均与其它3个种有较明显的区别差异。从总体来看,头足类血细胞内含颗粒数量较少,其颗粒的数量与免疫力的强弱无直接关联。通过对比,推断真蛸血细胞中的马蹄形核细胞为透明细胞到小颗粒细胞的中间类型,从而得出此4个类型细胞有从透明细胞→马蹄形核细胞→小颗粒细胞→颗粒细胞的发育进程。     

Morphological observation and rbcL gene sequences studies of two new species, Grateloupia dalianensis H.W.Wang et D.Zhao, sp. nov. and G. yinggehaiensis H.W.Wang et R.X.Luan, sp. nov. (Halymeniaceae, Rhodophyta) from China

A few species in the genus Grateloupia (Halymeniaceae,Rhodophyta) have been investigated in detail with respect to morphological observations and molecular analyses.In this study,the authors document the vegetative and reproductive structures of two new species of Grateloupia,G.dalianensis H.W.Wang et D.Zhao,sp.nov.and G.yinggehaiensis H.W.Wang et R.X.Luan,sp.nov.They both have the morphological character that carpogonial ampullae and auxiliary cell ampullae are the simple Grateloupia-type.The two species can be distinguished from other species of the genus by their distinctive morphological features respectively.Based on ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (rbcL) gene sequences,the phylogenetic tree obtained in the study indicated that they are both embedded within the Grateloupia clade.G.dalianensis clusters a subclade with G.asiatica,and G.yinggehaiensis forms a single monophyletic subclade with G.hawaiiana.     

经济海藻繁育、养殖及综合利用的回顾与展望

经济海藻繁育、养殖及综合利用是海洋农牧业及工业的重要组成部分。20世纪经过几代人的努力，我国在海带、紫菜、裙带菜及龙须菜的繁育、养殖关键技术等方面成功取得突破，为这些海藻的产业化提供坚实的保障，为我国成为世界海藻大国奠定了基础。海藻养殖产业为人们提供了食品、藻胶及其它丰富的产品，这包括保健品、功能食品、化妆品及药物等。海藻养殖产业也对人类经济、社会的发展起到重要作用，通过吸收环境中的二氧化碳、氮和磷，为海洋生态环境的改善发挥了重要作用。本文对我国海藻繁育、养殖及综合开发的历程进行简要回顾，对当前我国、中国科学院海洋研究海藻研究与应用进行了总结，对海藻研究发展的未来进行了展望；适应海藻产业从量向质的方向转变，同时兼顾生态环境效益，为我国海藻研发及应用提供参考。     

麻痹性贝毒在毛蚶体内的转化过程研究

麻痹性贝毒能够在贝类体内累积,威胁海产品消费者健康。在以往调查中,多次在毛蚶(Scapharca subcrenata)体内发现高含量的麻痹性贝毒,但对于毛蚶体内麻痹性贝毒的转化过程及其食品安全风险还缺乏认识。通过室内模拟实验,选择太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)和链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)作为产毒藻种,研究了两种有毒藻种所产麻痹性贝毒在毛蚶体内的转化过程。结果表明,毛蚶体内主要出现了三种麻痹性贝毒转化过程,一是R1位羟基的还原反应,二是N-磺酰氨甲酰基类毒素R4位磺酸基团的水解反应,三是含羟基苯甲酸(hydroxybenzoate)基团的链状裸甲藻毒素在R4位的水解反应。毛蚶体内麻痹性贝毒的生物转化过程复杂,对毛蚶毒性的影响具有一定的不确定性,未来仍需要进一步深化毛蚶体内毒素累积、代谢、转化过程的研究,同时加强对毛蚶体内毒素含量的全面监测,防范毛蚶可能导致的麻痹性贝毒中毒风险。     

缢蛏(Sinonovacula constricta)微卫星标记的分离及近缘物种通用性

采用磁珠富集和PCR筛选相结合的方法,得到12对缢蛏(Sinonovacula constricta)的多态性微卫星引物。每个位点的观测等位基因数为2—15个,有效等位基因数为1.0339—8.8063个;观测杂合度(Ho)为0.0333—1.0000,平均观测杂合度为0.7525;期望杂合度(He)为0.0333—0.9020,平均期望杂合度为0.6866;多态信息含量(PIC)为0.0320—0.8680。所有位点中,有8个位点属于高度多态位点(PIC0.5),SC1-5和SC4-6属于低度多态位点(PIC0.25);经Bonferroni校正后,无显著偏离哈迪-温伯格平衡的位点;连锁不平衡检验结果表明,位点间不存在连锁不平衡现象。此外,分析了这些引物在近缘种长竹蛏(Solen strictus)、大竹蛏(Solen grandis)和小刀蛏(Cultellus attenuatus)的通用性情况,结果显示:长竹蛏中,位点SC1-4、SC2-8、SC3-1、SC3-14表现出了高度多态(PIC0.5);在大竹蛏中,位点SC3-4、SC3-7、SC4-6表现出了高度多态性(PIC0.5),SC2-9为低态位点(PIC0.25);在小刀蛏中,位点SC1-7、SC2-9、SC3-4、SC3-14表现出了高度多态性(PIC0.5),SC4-6为低态位点(PIC0.25)。     

水体中添加两种菌剂对凡纳滨对虾存活、生长及消化酶活力的影响

向水体中添加不同浓度的短小芽孢杆菌CGMCC1004（Bacillus pumilus）和胶红酵母菌CGMCC1013（Rhodotorula mucilaginosa）以研究凡纳滨对虾（Litoenaeus vapznamei）体长、体质量、存活率、胃蛋白酶、肝胰腺淀粉酶和肝胰腺脂肪酶的影响，以及需钠弧菌（Vibrio natriegens）的感染效果。结果表明：向水体中添加10^4CFU／mL短小芽孢杆菌能提高对虾体长、存活率，但结果不显著，但对体质量增长率具有显著提高作用；水体中添加10^4CFU／mL短小芽孢杆菌对提高需钠弧菌感染后对虾成活率有一定的提高作用；水体中添加10^4CFU／mL短小芽孢杆菌能显著提高胃蛋白酶活性，但是对肝胰腺淀粉酶活性有一定抑制作用；添加复合菌剂比添加单一菌种的作用要好；亦证明了向水体中添加细菌的方式对凡纳滨对虾的体长、体质量、存活率以及水质指标影响比较小，但是对消化酶具有一定的提高作用。     

四种贝类和鱼类外寄生车轮虫的国内新纪录

车轮虫是一类主要寄生于贝类和鱼类体表的缘毛类纤毛虫原生动物。本文对分别寄生于海洋贝类－－虾夷扇贝Mizuhopecten yessoensis，半咸水鱼类－－鲻鱼Mugil cephalus和双色鳗鲡Anguilla bicolor bicolor，以及淡水鱼类－－光唇鱼Acrossocheilus fasciatus鳃表和体表的虾夷扇贝车轮虫Trichodina pectenis，亚卓车轮虫T.jadranica，急尖车轮虫T.acuta和喙状车轮虫T.rostrata，进行了详细的分类学研究。本文第一次报道了虾夷扇贝车轮虫的活体和蛋白银染色后特征，该虫体也是国内新记录种。其它三个车轮虫物种感染的鱼类，均属新纪录宿主。同时，也报道了这四种车轮虫对宿主的感染率和感染强度。     

甲藻(Dinophyta)凯伦藻科(Kareniaceae)的分类学研究与展望

凯伦藻科(Kareniaceae)是甲藻门中较新建立的一个科。凯伦藻科种类广泛分布于全球海域,目前已报道3属30个种。由于该科大部分种类频发藻华,严重威胁近海生态安全和水产养殖,因而备受关注。自20世纪90年代起,我国沿岸也逐渐成为凯伦藻藻华的重灾区,凯伦藻曾引发我国最严重的几次藻华事件。本文对本科种类分类学特征进行详细描述,翻译其中文名,编制属、种分类检索表,以期为我国凯伦藻生物多样性研究以及凯伦藻藻华防治提供基础而必要的种源信息。