海洋微微型蓝藻与异养细菌相互作用的研究进展

菌藻相互作用是海洋生态学领域研究的重要方向之一.海洋微微型蓝藻(Marine picocyanobacteria)是遍布全球海洋的重要初级生产者,在全球碳循环和微食物网中发挥重要作用.原绿球藻属(Prochlorococcus)和聚球藻属(Synechococcus)是海洋微微型蓝藻最重要的两个类群.原位调查和培养实验...     

桑沟湾养殖生态系统微食物环对长牡蛎(Crassostrea gigas)碳需求的贡献

采用海域大规模调查和模拟现场流水法测定了桑沟湾海域微食物环主要组分生物(微微型浮游生物、微型鞭毛虫和纤毛虫)在桑沟湾的季节分布和对长牡蛎食物来源的贡献。对桑沟湾海域浮游生物现存量的调查结果显示:微食物环生物丰度和生物量以冬季最低(P0.05)。微食物环组成生物的生物量以微型鞭毛虫最大,占51.69%(无色素体微型鞭毛虫HNF贡献37.31%,有色素体微型鞭毛虫PNF贡献14.38%),其次是异养细菌(39.03%),纤毛虫和微微型真核浮游生物贡献较小,分别为2.31%和0.66%。使用模拟现场流水法,测定了长牡蛎对浮游生物的摄食,其清滤率变化范围为0.26—3.50L/(g·h),随着粒径的增大,长牡蛎对浮游生物的清滤率增加。长牡蛎对不同浮游生物的清滤率由大到小依次为:2μm以上有色素体浮游生物纤毛虫2μm以下有色素体浮游生物无色素体微型鞭毛虫异养细菌,长牡蛎对2μm以上有色素体浮游生物碳截留最大(289.20±62.36μg/(g·h)),其次是无色素体微型鞭毛虫,异养细菌和纤毛虫。传统的对于贝类食物来源的测定忽略了异养细菌、HNF以及纤毛虫,对微食物环框架的研究得出三种生物对长牡蛎的碳贡献为1563.58μg/(g·d)(17.94%),指示原生动物(异养鞭毛虫和纤毛虫)在长牡蛎的食谱组成中的地位不可忽视。异养细菌除了参与微食物环,还能被长牡蛎直接或者间接的摄食,成为长牡蛎的食物来源之一。本文结果为长牡蛎的养殖容量评估和微食物环生物对养殖生态系统的贡献分析提供了重要的数据支撑。     

北欧海微微型真核浮游生物的多样性和群落结构及其与环境因子的关系

为探究北欧海微微型真核浮游生物多样性和群落结构的分布特征,本研究于2017年6月采集北欧海一个典型断面的表层海水,利用标靶(18SrRNA基因V4区)扩增结合高通量测序技术研究了水体中微微型真核浮游生物的多样性及群落结构,并探讨了群落结构、优势类群与环境因子之间的关系。结果表明:微微型真核浮游生物群落的主导类群为囊泡虫类(54.61%),主要由甲藻纲(18.42%)和海洋囊泡虫新类群I (23.01%)组成;后鞭毛类占21.55%,其中真菌在各站中都有较高的相对丰度,为18.86%;此外,不等鞭毛类中的硅鞭藻和囊泡虫类中的甲藻在温度较低的站位中分布较多,而海洋囊泡虫新类群I则在温度较高的站位中分布较多。典型相关分析结果表明,温度对微微型真核浮游生物的群落结构有重要的影响。北欧海的水文特征复杂,寒暖流在此交汇,造成了微微型真核浮游生物的群落结构有明显的区域差异。     

2009年春季南黄海聚球藻生长率、被摄食消亡率及其与环境因子的关系

2009年春季(3-4月)在南黄海海域采用选择性代谢抑制剂技术测定了微微型光合浮游生物--聚球藻Synechococcus spp.的生长率和被摄食消亡率,研究了其空间分布格局及其与环境因子的相关性,并根据生长率估算了聚球藻碳生物量、碳生产力及其对微微型光合浮游生物总碳生物量的贡献.结果表明,在真光层内,聚球藻平均生长...     

海洋异养浮游细菌生物量及生产力的制约因素

根据海洋异养浮游细菌既是分解者，又是生产者的特点，从生态学方面探讨了海洋异养浮游细菌在海洋生态系统中的作用、研究现状及细菌生物量和生产力的制约因素。认为具有重要生态学意义的海洋异养浮游细菌生物量和生产力的主要影响因素有溶解性有机碳的性质及含量、无机营养盐浓度、海水温度、微量金属元素(如铁)含量、海洋异养浮游动物的摄食能力和噬菌体的感染等。     

海洋浮游微食物网结构及其影响因素

微食物环是海洋生态系统中重要的物质和能量过程,是传统食物链的有效补充。微食物环研究是当前海洋生态学研究的热点之一,但对其结构的系统研究较少,海洋微食物网结构在2000年才被Garrison提出。尽管微食物网各个类群的丰度在不同海洋环境中存在相对变化,但是这些变化都处于一定的范围之内,其丰度结构约为纤毛虫10cell/mL、鞭毛虫10~3cell/mL、微微型真核浮游生物10~4cell/mL、蓝细菌10~4~10~5cell/mL、异养细菌10~6cell/mL、病毒10~7particle/mL。海洋浮游食物链中捕食者和饵料生物粒径的最佳比值为10︰1,实际研究中该比值会略低,如纤毛虫与其饵料的粒径比值为8︰1,鞭毛虫为3︰1。微微型(pico-)和微型(nano-)浮游植物的丰度比(pico︰nano)是研究微食物网结构的指数之一,该指数具有不受研究尺度影响的优点,可用于研究区域性和全球性微食物网结构。近年来,学者们从多角度对海洋微食物网的结构开展了研究,针对不同海区微食物网各类群丰度、生物量时间和空间变化的研究有很多报道,微食物网的结构受空间、季节、摄食、营养盐等多种因素影响。在对不同空间微食物网的研究中,众多学者往往研究不同物理性质的水团中各类群生物丰度的不同,以此来表征微食物网结构的不同;同一海区微食物网结构的季节变化也是使用各个类群丰度和生物量的变化来表示,该变化主要受水文环境因素影响。摄食者对微食物网各类生物的影响通过3种途径:(1)中型浮游动物摄食;(2)中型浮游动物摄食微型浮游动物,通过营养级级联效应影响低营养级生物;(3)中型浮游动物通过释放溶解有机物、营养盐影响细菌和低营养级生物。浮游植物通过产生化感物质和溶解有机物影响微食物网结构,而营养盐的浓度及变化则可以对微食物网产生直接或间接影响。     

黄海春季水华过程中微微型浮游生物的变化特点

于2007年3—4月在黄海中部海域采用流式细胞术研究了春季水华过程中聚球藻、微微型真核浮游生物和异养细菌的生物量变化。聚球藻和微微真核型浮游生物的生物量与叶绿素a浓度变化基本呈现相反的趋势,在水华前期较高,水华期迅速下降,直至水华后期又有所升高。异养细菌在整个水华过程中变化较小,生物量在水华期最高,与水柱叶绿素a浓度呈极显著正相关(r=0.319,p<0.01)。水华期这三类微微型浮游生物对浮游植物总碳生物量的贡献很低。纤毛虫和鞭毛虫捕食可能是导致聚球藻和微微型真核浮游生物在水华期生物量降低的主要原因。     

养殖活动对超微型浮游生物分布影响的研究

利用流式细胞仪对河北省扇贝养殖区微微型浮游植物、异养细菌、浮游病毒4季的丰度分布特征进行了研究,分析了三者与环境因子的相关性,并与渤海、北黄海非养殖区的超微型浮游生物丰度的分布特征进行对比。结果显示:在养殖区海域,聚球藻丰度在9.00×102—7.07×105cell/m L之间,峰值出现在秋季,且与其他季节差异显著(P0.01)。微微型真核藻类丰度在5.80×102—3.23×105cell/m L之间,夏季赤潮暴发期间,丰度达到3.23×105cell/m L,显著高于其他季节(P0.01)。异养细菌丰度在3.10×105—3.79×106cell/m L之间,峰值出现在秋季,夏、秋季丰度显著高于春、冬季(P0.01)。浮游病毒丰度在2.50×105—2.17×106cell/m L之间,峰值出现在秋季,但无显著性季节差异(P0.05)。通过主成分分析发现,聚球藻、微微型真核藻类、异养细菌和浮游病毒的丰度在不同季节受到不同环境因子的影响。在春、冬季,温度是主要影响因素;而在夏、秋季,主要受到营养盐的影响。养殖区与非养殖区超微型浮游生物主成分4季均有显著差异,养殖区异养细菌4季均是超微型浮游生物的主成分,而非养殖区超微型浮游生物的主成分4季均是微微型浮游植物,结果表明养殖活动显著影响了养殖区超微型浮游生物的群落结构和功能。     

海洋浮游微食物网结构及其影响因素

微食物环是海洋生态系统中重要的物质和能量过程,是传统食物链的有效补充。微食物环研究是当前海洋生态学研究的热点之一,但对其结构的系统研究较少,海洋微食物网结构在2000年才被Garrison提出。尽管微食物网各个类群的丰度在不同海洋环境中有相对变化,但是这些变化都处于一定的范围之内,其丰度结构约为纤毛虫10 cell ml-1、鞭毛虫103 cell ml-1、微微型真核浮游生物104 cell ml-1、蓝细菌104-5 cell ml-1、异养细菌106 cell ml-1、病毒107 particle ml-1。海洋浮游食物链中捕食者和饵料生物粒径的最佳比值为10:1,实际研究中该比值会略低,例如纤毛虫与其饵料的粒径比值为8:1,鞭毛虫为3:1。Pico和Nano浮游植物的丰度比（Pico:Nano）是研究微食物网结构的指数之一,该指数具有不受研究尺度影响的优点,可用于研究区域性和全球性微食物网结构。近年来,学者们从多角度对海洋微食物网的结构开展了研究,不同海区微食物网各类群丰度、生物量的时间和空间变化研究有很多报道,微食物网的结构可受空间、季节、摄食、营养盐等多种因素影响。在对不同空间微食物网的研究中,学者往往研究不同物理性质的水团中各类群生物丰度的不同,以此来表征微食物网结构的不同;同一海区微食物网结构的季节变化也是使用各个类群丰度和生物量的变化来表示,该变化主要受水文环境因素影响。摄食者对微食物网各类生物的影响通过三种途径：1. 中型浮游动物摄食;2. 中型浮游动物摄食微型浮游动物,通过营养级级联效应影响低营养级生物;3. 中型浮游动物通过释放溶解有机物、营养盐影响细菌和低营养级生物。浮游植物通过产生化感物质和溶解有机物影响微食物网结构,而营养盐的浓度及变化则可以对微食物网产生直接或间接影响。     

2006年秋季长江口及邻近海域微微型浮游生物的分布特征及环境影响因素

2006年10月在长江口及邻近海域采用流式细胞技术测定了微微型浮游生物:聚球藻Synechococcus、微微型光合真核生物(picoeukaryotes)和异养浮游细菌(heterotrophic bacteria)的丰度和碳生物量,研究了其生态分布特点,并分析了其与环境因子之间的关系.结果表明,聚球藻、微微型光合真...     

Dynamics of picoplankton in the Nansha Islands area of the South China Sea

Dynamics of major picoplankton groups, Synechococcus (Syn), Prochlorococcus (Pro), picoeukaryotes (Euk) and heterotrophic bacteria (Bact) was investigated by flow cytometry for the first time in the Nansha Islands area in the South China Sea. Averaged over the whole investigation area, depth-weighted integrated cell abundance (DWA) of Syn, Pro, Euk and Bact was 1.6 (0.4-5.7)×103, 5.4 (0.1-7.3)×104, 0.7 (0.2-2.2)×103, and 2.3 (1.4-3.2)×105 cells/mL respectively. Picoautotrophic cell abundance was low in the northwest part of the Nansha Islands where surface water temperature was low and the upper mixed layer was shallow. Concurrently, a surface maximum vertical distribution pattern was observed in this area. While in the southeast and east zones where temperatures were relatively higher and nitraclines were deeper, picoplankton is abundant and a subsurface maximum around 50-75 m is observed. Coupling of horizontal and vertical distribution patterns of picoplankton abundance and hydrological status wa     

Microbial dynamics in an oligotrophic bay of the western subtropical Pacific: Impact of short-term heavy freshwater runoff and upwelling

This two-year study investigates the possible factors that determine spatial and temporal dynamics of picoplankton (heterotrophic bacteria, autotrophic picoplankton—Synechococcus spp., Prochlorococcus, and picoeukaryotes) and nanoflagellate abundance in the subtropical Ilan Bay, Taiwan, where the inner bay is affected by freshwater run-off from the Lanyang River and the eastern outer bay by the Kuroshio Current. In the inner bay, there was more rain and freshwater discharge in 2005 than in 2004 during the warm season (>24° C, June–September). The abundance of bacteria, Synechococcus spp., Prochlorococcus, and picoeukaryotes and the percentage contributions of pigmented nanoflagellate (PNF %) were two- to eight-fold greater during this period (July in 2005) than for other sampling periods. Relatively low abundance of heterotrophic nanoflagellates (HNF) in the presence of abundant picoplankton prey suggests that top-down control determined HNF abundance in the Ilan Bay, Taiwan.     

2009年冬、夏季南海北部超微型浮游生物的分布特征及其环境相关分析

2009年2月(冬季)和8月(夏季)在南海北部海域(nSCS)采用流式细胞术对聚球藻、原绿球藻、超微型光合真核生物3类超微型光合浮游生物和异养浮游细菌的丰度和碳生物量的时空分布特征进行了研究,并分析了其与环境因子之间的关系。结果表明,夏季聚球藻和原绿球藻的平均丰度高于冬季,超微型光合真核生物和异养浮游细菌的丰度反之,为冬季高于夏季。聚球藻、超微型光合真核生物和异养浮游细菌在富营养的近岸陆架海域丰度较高,而原绿球藻高丰度则出现在陆坡开阔海域。在垂直分布上,聚球藻主要分布在跃层以上,跃层以下丰度迅速降低;原绿球藻高丰度主要出现在真光层底部;超微型光合真核生物在水层中的高值同样出现在真光层底部,且与Pico级份叶绿素a浓度分布一致;异养浮游细菌在水体中的分布与聚球藻类似。这些分布格局的差异,取决于环境条件的变化和4类超微型浮游生物生态生理适应性的差异。在超微型光合浮游生物群落中,各类群碳生物量的贡献因季节和海域类型的不同而发生变化:聚球藻在夏季近岸陆架区占超微型光合浮游生物总碳生物量的41%,原绿球藻在陆坡开阔海成为主要贡献者(50%),超微型光合真核生物碳生物量以冬季为高(在近岸陆架区占比68%)。冬、夏季异养浮游细菌碳生物量均高于超微型光合浮游生物碳生物量。     

黄海冷水团海域微型异养鞭毛虫与细菌的弱耦合关系

A study was carried out to investigate the grazing pressure of heterotrophic nanoflagellates(HNF) on bacteria assemblages in the Yellow Sea Cold Water Mass(YSCWM) area in October, 2006. The results show that the HNF abundance ranges from 303 to 1 388 mL-1, with a mean of 884 mL-1. The HNF biomass is equivalent to 10.6%–115.6% of that of the bacteria. The maximum abundance of the HNF generally occurred in the upper 30 m water layer, with a vertical distribution pattern of surface layer abundance greater than middle layer abundance, then bottom layer abundance. The hydrological data show that the YSCWM is located in the northeastern part of the study area, typically 40 m beneath the surface. A weak correlation is found between the abundances of HNF and bacteria in both the YSCWM and its above water layer. One-way ANOVA analysis reveals that the abundance of HNF and bacteria differs between inside the YSCWM and in the above water mass. The ingestion rates of the HNF on bacteria was 8.02±3.43 h-1 in average. The grazing rate only represented 22.75%±6.91% of bacterial biomass or 6.55%+4.24% of bacterial production, implying that the HNF grazing was not the major factor contributing to the bacterial loss in the YSCWM areas.     

南海北部微型异养鞭毛虫的时空分布

于2009年7月20日至8月16日(夏季),2010年1月6日至30日(冬季),2010年10月26日至11月24日(秋季)和2011年4月30日至2011年5月24日(春季)在南海北部调查了微型异养鞭毛虫的生态分布特点。结果表明:春、夏、秋、冬的微型异养鞭毛虫丰度分别为0.05×103~1.93×103,0.03×103~2.65×103,0.09×103~2.05×103和0.04×103~1.84×103 cells/mL,生物量(以碳计)分别为0.56~19.50,0.04~24.11,0.96~14.80和0.29~22.26 μg/L。4个季节的微型异养鞭毛虫丰度均以2~5 μm粒级的为主,其所占比例超过65%,10~20 μm粒级所占比例通常低于10%。在水平分布上,微型异养鞭毛虫的丰度随离岸距离的增加逐渐降低;在垂直分布上,微型异养鞭毛虫的丰度随深度的增加逐渐降低,但夏季微型异养鞭毛虫丰度的高值多出现在次表层叶绿素a极大值层(DCM层)。微型异养鞭毛虫的丰度分布受到多重因素的交互影响,并且其所受调控模式在不同季节存在差异:春季和秋季微型异养鞭毛虫主要受下行调控;夏季微型异养鞭毛虫主要受上行调控;冬季上行和下行调控对微型异养鞭毛虫的影响相近。     

夏季南黄海主要环境因子对微微型浮游生物分布影响

利用流式细胞技术, 获取南黄海夏季微微型浮游生物丰度数据, 分析了其组成和分布规律, 并探讨了主要的影响因子。2011年夏季, 聚球藻、微微型真核藻、异养细菌在整个调查海区的平均丰度分别在1×104、1×103、1×106 cells/mL数量级上。在全调查海区, 聚球藻和微微型真核藻受温度和光照的限制明显, 主要集中分布在温跃层及其以上水层;而营养盐的限制较小, 它们的影响只有在沿岸流影响明显的西部海区才能较为明显的体现出来。结果表明在该海域浓度较高的营养盐能够促进微微型浮游生物的生长, 但不是其限制因素;异养细菌受环境因子限制较小, 即使在深海也保持着较高的丰度。     

Changes in biomass structure and trophic status of the plankton communities in a highly dynamic ecosystem (Gulf of Venice,Northern Adriatic Sea)

The changes in the plankton biomass structure in relation to nutrient inputs were studied in the Gulf of Venice (Northern Adriatic Sea), an area characterized by a very marked trophic state variability. The investigation was carried out at two stations, in March, May and July 2005 and 2006, considering the whole water column. The size structure (from picoplankton to mesozooplankton) of both autotrophs and heterotrophs was analysed. Signals of diluted waters and nutrient inputs were more marked in 2005 than in 2006. In 2005, the total plankton biomass was almost double (87 ± 37 μg·C·l^?1) that in 2006 (44 ± 26 μg·C·l^?1). The variations were determined mainly by phytoplankton, with a 70% decrease, and a shift from a community dominated by microphytoplankton (49 ± 12%) in 2005 to one dominated by bacteria (43 ± 11%) in 2006 was observed. The relationship between the heterotrophic (H) and autotrophic (A) biomass indicated a rapid decline of the H/A ratio with increasing phytoplankton biomass. This study, although temporally limited, is consistent with the results reported for other marine environments and it seems to confirm the importance of nutrient inputs in structuring the biomass of plankton community.     

Community structure of picoplankton abundance and biomass in the southern Huanghai Sea during the spring and autumn of 2006

During spring and autumn of 2006,the investigations on abundance,carbon biomass and distribution of picoplankton were carried out in the southern Huanghai Sea(Yellow Sea,sHS) . Three groups of picoplankton-Synechococcus(Syn) ,Picoeukaryotes(PEuk) and heterotrophic bacteria(BAC) were identified,but Prochlorococcus(Pro) was undetected. The average abundance of Syn and PEuk was lower in spring(5.0 and 1.3 × 10 3 cells/cm 3,respectively) than in autumn(92.4 and 2.7 × 10 3 cells/cm 3,respectively) ,but it was opposite for BAC(1.3 and 0.7 × 10 6 cells/cm 3 in spring and autumn,respectively) . And the total carbon biomass of picoplankton was higher in spring(37.23 ± 11.67) mg/m 3 than in autumn(21.29 ± 13.75) mg/m 3 . The ratios of the three cell abundance were 5:1:1 341 and 30:1:124 in spring and autumn,respectively. And the ratios of carbon biomass of them were 5:7:362 and 9:4:4 in spring and autumn,respectively. Seasonal distribution characteristics of Syn,PEuk,BAC were quite different from each other. In spring,Syn abundance decreased in turn in the central waters(where phytoplankton bloom in spring occurred) ,the southern waters and inshore waters of the Shandong Peninsula(where even Syn was undetected) ;the high values of PEuk abundance appeared in the central and southern waters and the inshore of the Shandong Peninsula;the abundance of BAC was nearly three order of magnitude higher than that of photosynthetic picoplankton,and high values appeared in the central waters. In autumn,Syn abundance in central waters was higher than that in surrounding waters,while for PEuk abundance,it decreased in turn in the inshore waters of the Shandong Peninsula,the southern waters and the central waters;BAC presented a complicated blocky type distribution. Sub-surface maximum of each group of picopalnkton appeared in both spring and autumn. Compared with the available literatures concerning the studied area,the range of Syn abundance was larger,and the abundance of BAC was higher. In addition,the conversion factors for calculating picoplanktonic carbon biomass were discussed,with the conversion factors which are different from previous studies in the same surveyed waters. The result of regression analysis showed that there was distinct positive correlation between BAC and photosynthetic picoplankton in spring(r=0.61,P 0.001) ,but no correlation was found in autumn.     

UV-B辐射增强对壶状臂尾轮虫摄食的影响

研究了UV-B辐射条件下壶状臂尾轮虫(Brachionusurceus)对6株海洋微藻:小球藻(Chlorellasp.)、绿色巴夫藻(Pavlovauiridis)、扁藻(Tetraselmischuii)、球等鞭金藻8701(IsochrysisgalbanaPark8701)、牟氏角毛藻(Chaetocerosmuelleri)和小新月菱形藻(Nitzschiaclostertum)的室内摄食实验。结果表明,UV-B辐射增强对壶状臂尾轮虫的摄食有显著的抑制作用。与对照组相比,壶状臂尾轮虫对给定饵料单胞藻的滤水率和摄食率都随UV-B辐射剂量的增大而显著减小(P<0.05)。而且壶状臂尾轮虫对每一种饵料单胞藻的滤水率和摄食率是不相同的,这说明壶状臂尾轮虫对饵料单胞藻是有选择性的。     

基于光合色素化学分类和流式细胞术结合的珠江口自养微微型浮游生物种群时空分布特征

为探究珠江口海域自养微微型浮游生物种群时空分布特征及其与环境之间的关系,于2013年5～11月,运用高液相色谱(HPLC)法和流式细胞术对珠江口海域表层水体中微微型浮游生物进行测定。流式细胞计数结果显示,珠江口海域自养微微型浮游生物由聚球藻(Synechococcus, Syn)和微微型真核生物(Picoeukaryotes,PEUK)组成。聚球藻始终占据总细胞丰度的主导地位。光合色素化学分类法(Chemotaxonomy,CHEMTAX)分析表明,自养微微型浮游生物群落结构具有明显的季节性变化,春季和夏季生物量以聚球藻为主,秋季生物量以青绿藻为主。CHEMTAX分析和流式细胞计数结果的相关性分析表明,在春季和夏季Syn细胞丰度与CHEMTAX生物量(即Syn贡献chla)之间呈现极显著正相关(P<0.01),PEUK细胞丰度与CHEMTAX生物量(即PEUK贡献chla)也存在显著正相关(P<0.05);然而,在秋季则无显著性相关关系(P>0.05)。冗余分析表明,温度和营养盐浓度是影响自养微微型浮游生物群落分布与组成的重要因素。另外,盐度、透明度、悬浮颗粒物对自养...