温度、盐度和光照对一株有毒利玛原甲藻生长的影响研究

针对一株利玛原甲藻(Prorocentrum lima Dodge),应用小鼠生物测试法和高效液相色谱-质谱联用分析方法对其毒性和毒素成分进行了初步分析,并通过多因子实验,研究了温度、盐度和光照强度等环境因子对利玛原甲藻生长的影响.分析结果显示,这株利玛原甲藻能够产生大田软海绵酸(Okadaic acid,OA)和鳍藻毒素1(Dinophysistoxin 1,DTX1)等腹泻性贝-毒-(Diarrhetic Shellfish Poison,DSP).多因素方差分析结果表明,在实验条件范围内(温度为18、21和24℃;盐度为28、32和36;光照强度为2500、5 000和7 500 lx),利玛原甲藻的生长受盐度影响显著(P＜0.05),而温度和光照强度对利玛原甲藻的生长没有显著影响.温度和光照强度及温度和盐度之间的交互作用对利玛原甲藻的比增长率也有显著影响(P＜0.05).根据实验结果,这株利玛原甲藻生长的最适条件为:温度18℃,盐度28,光照强度7 500 lx.     

水体扰动对多种赤潮藻生长的影响

水体扰动是海洋环境的一个重要特征.扰动通过对藻细胞周围的营养盐边界层厚度的影响,进而影响藻细胞的生长.在其他环境因子统一的条件下,通过室内实验研究扰动条件为主要影响因素对藻类生长的影响.研究结果发现扰动对中肋骨条藻、具齿原甲藻等10个藻种生长存在不同影响,实验数据显示,100r·min-1扰动对新月菱形藻Nitzschia closterium,中肋骨条藻Skeletonema costatum、具齿原甲藻Prorocentrum dentatum、针胞藻Fibrocapsa japonica、棕囊藻Phaeocystis spp.、定鞭金藻Prymnesium patelliferium有显著作用(P<0.05),对赤潮异弯藻Heterosigma akashiwo、亚心形扁藻Platymonas subcordiformis、青岛大扁藻Platymonas helgolandica var Tsing-taoensis、塔胞藻Pyramimonas sp.、Pyramidomonas作用不明显(P>0.05).扰动促进了棕囊藻和定鞭金藻的生长,使之达到最大生物量,并延长了藻细胞的生长时间;同时100r·min-1扰动抑制了新月菱形藻,中肋骨条藻、具齿原甲藻、针胞藻的生长.这些不同的藻类对水体扰动有不同生长反应,结果表明水体扰动是藻类种间竞争的的选择推动力之一.     

磷酸盐对两种东海典型赤潮藻影响的围隔实验

采用了围隔生态实验方法,研究了围隔中营养盐含量及结构变化和磷酸盐对东海典型赤潮藻种(东海原甲藻和中肋骨条藻)生长的影响。结果表明,在高磷条件下,中肋骨条藻快速增殖,稳定期缩短,细胞数很快下降,而东海原甲藻由于氮源的限制生长期明显缩短。在磷限制条件下,中肋骨条藻细胞增殖受到明显抑制,生物量偏低,而东海原甲藻受到的影响较小。磷可能是东海原甲藻及中肋骨条藻生长的限制因子。氮磷比会影响浮游生物的生长,较高的氮磷比可能对东海原甲藻的生长有利,较低氮磷比则可能有利于中肋骨条藻生长。东海原甲藻能在营养盐浓度较低的生长环境中占有优势,相反,营养盐浓度较高的环境更适合中肋骨条藻的生长,中肋骨条藻具有更强的竞争能力。     

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。     

几种环境因子对高生物量赤潮甲藻——东海原甲藻光合作用的影响

利用测定净光合放氧速率的方法研究了温度、盐度、pH值和光照强度对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)光合作用的影响.东海原甲藻适宜的温度范围是15～30℃,最适温度22～28℃,低于9℃和高于33℃,不能进行光合作用;适宜的盐度范围为22～35,最适盐度28～30;适宜的pH范围较小,为6.0～9.0, 最适pH值范围7.5～8.5,与所生活的海洋环境一致,pH高于9.5,不能进行有效的光合作用,pH10.0可致死全部细胞;光饱和点在600 μmol/(m~2·s)附近,在更高光强下没有发生光抑制.测定的对光合作用适宜的条件和最适条件与他人培养试验结果一致,与东海原甲藻赤潮发生现场的生态调查结果吻合.表明通过测定光合作用速率对主要生态因子变化的响应,可以掌握藻类生长繁殖对主要生态因子的要求以及对这些因子变化的适应能力.了解赤潮藻的生理生态特性是认识赤潮发生机理的基础,本研究结果为认识赤潮发生的机理提供了重要的信息.     

海洋原甲藻与三角褐指藻混合培养条件下的种群生长与氮磷营养盐变化

以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum Bohl)和海洋原甲藻(Prorocentrum mi-cans)为实验种研究了硅藻与甲藻在混合培养的环境中其各自的种群密度变化以及相应水体中氮磷营养盐变化。结果显示,在单独培养或与海洋原甲藻共同培养的条件下,三角褐指藻均表现出明显的营养盐吸收优势,种群生长迅速。相对而言,海洋原甲藻对营养盐的吸收速率明显较低,而且在与三角褐指藻共同培养的水体中一直处于竞争劣势;但有海洋原甲藻存在的水体中,三角褐指藻较单独培养时具有更高的生长速率和高的生物量,海洋原甲藻的存在可能促进三角褐指藻的生长。     

NH_4-N氮源下海洋酸化对东海原甲藻和米氏凯伦藻生长的影响

本文选取东海原甲藻和米氏凯伦藻,以氨氮(NH_4-N)为氮源,通过增加pCO_2(800和1 500μatm)改变海水的酸化程度,研究海洋酸化对东海原甲藻和米氏凯伦藻生长以及抗氧化生物酶活性的影响。研究结果表明,海洋酸化对东海原甲藻和米氏凯伦藻的生长均有抑制作用,两种藻的生长速率在酸化条件下均低于正常海水条件。东海原甲藻和米氏凯伦藻的最大氮吸收速率及其与半饱和常数的比值(V_(max)/K_s比率)均随着酸化程度的加深而降低,表明酸化抑制了浮游植物对NH_4-N的吸收。东海原甲藻在三个实验条件下的V_(max)/K_s比率均高于米氏凯伦藻,表明东海原甲藻比米氏凯伦藻有更强的环境适应性。海洋酸化诱导了东海原甲藻和米氏凯伦藻的活性氧(ROS)升高,随着酸化程度加深,抗氧化生物酶—超氧化歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,这说明,海洋酸化对两种甲藻生长的抑制,通过抗氧化酶的活性变化在生理层面对外界环境作出响应,与生长和营养盐吸收过程相对应。     

长江口邻近海域春季藻华期间浮游植物生物量与环境要素的拟合分析

基于2005年长江口邻近海域春季现场调查资料,本文采用非线性拟合方法,构建了该海域春季硅藻藻华和甲藻藻华期间浮游植物生物量与无机营养盐、温度和盐度之间的定量关系方程,进而分析了春季硅、甲藻藻华发生的最适环境条件。结果表明,硅藻藻华出现的最适环境条件为:溶解态无机氮浓度10.1μmol/L、磷酸盐浓度0.21μmol/L、硅酸盐浓度6.39μmol/L、温度11.9℃、盐度30.5;甲藻藻华暴发的最适环境条件为:溶解态无机氮浓度3.98μmol/L、磷酸盐浓度0.18μmol/L、温度22.0℃、盐度27.2。上述硅、甲藻藻华发生的最适环境条件可作为硅、甲藻藻华形成的关键环境参数,为开展长江口邻近海域藻华形成和演替过程的数值模拟和参数优化提供参考。     

温度、盐度、光照强度和pH对海洋原甲藻增长的效应

采用微量移液稀释法对海洋原甲藻进行无菌培养，以研究温度、盐度、光照强度和pH对海洋原甲藻增长的效应。结果表明，海洋原甲藻最大增殖速率发生在温度为(25±1)℃、盐度为31、光照强度为3000lx、pH为8.0的环境条件下。海洋原甲藻在温度18—28℃、盐度为25—34、光照强度为1000—6500lx、pH为7.5—8.3范围内适宜生长。这一结果与观测到的海洋原甲藻赤潮发生时环境条件相近，其中温度的效应最为明显。     

南海甲藻卡氏前沟藻的生长特性研究

从海南省三亚海域收集分离了甲藻卡氏前沟藻Amphidinium carterae藻种,并在实验室成功进行了人工培养,同时对其生长特性进行了研究。实验结果表明,接种初始的细胞密度对其生长率和最高细胞密度影响很小,实验室培养和大量养殖可以采取低密度接种;最适宜培养的环境条件盐度为34,温度为26℃,营养盐浓度为2K。在温度为18—30℃、盐度为26—42、K培养液浓度系列为1/16—2 K的条件下都可存活,最大指数期平均生长率为0.958分裂.d-1,获得的最大细胞密度为7.27×105cells.ml-1。实验结果与属温带的胶州湾同物种对比,表明该藻种生长特性与温带品系有明显差异。     

福建闽东海域具齿原甲藻赤潮与生态因子关系的初步分析

本文根据2002年5月闽东海域一次大面积赤潮的监测数据。对赤潮区赤潮生物——具齿原甲藻密度与生态因子的关系进行初步分析．结果表明：现场水文气象因子对赤潮区具齿原甲藻密度影响不大，但影响赤潮面积的消长；水化因子中对赤潮区具齿原甲藻密度影响明显的因子有化学需氧量、活性磷酸盐．具齿原甲藻密度与化学需氧量、活性磷酸盐的回归方程分别为：Y=1．39X-1．77，Y1．55X-0．56．活性磷酸盐是本次赤潮的主要限制因子之一。     

半连续培养下东海原甲藻和中肋骨条藻种群生长过程与种间竞争研究

采用半连续培养方法研究了温度和营养盐(N和P)限制对中国东海2种重要赤潮生物东海原甲藻和中肋骨条藻生长及种间竞争的影响。结果表明,东海原甲藻在20℃和25℃时生长状态良好,具有明显的指数增长期,15℃时细胞生长明显受到影响;中肋骨条藻具有较广的温度适应性,15~25℃时均具有明显的指数增长期。东海原甲藻可以忍受低营养盐环境并种群增长,而中肋骨条藻细胞增长需要较丰富的营养盐。在营养盐充足的环境里中肋骨条藻具有竞争优势,相反,在营养盐限制的环境中,东海原甲藻是竞争的优胜者。实验结果与东海原甲藻赤潮爆发现场的环境调查结果基本一致,可以作为解释东海原甲藻赤潮形成原因的依据。     

东海原甲藻吸收光谱特性分析

以东海原甲藻为研究对象,通过室内和室外的一系列培养实验.通过对不同生长时期其光吸收特性的变化和不同光强对其光吸收特性的影响进行研究,分析东海原甲藻先吸收特性研究及其爆发的可能机制.结果表明在培养的不同时期东海原甲藻光吸收特性差异明显,在不同光强条件下,当遮光率为77.7%时,最适于东海原甲藻生长.     

东海原甲藻cDNA文库构建及尝试性EST分析

东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)是中国沿海频繁发生的大规模赤潮的原因种之一,大规模分离鉴定东海原甲藻功能基因是理解东海原甲藻赤潮形成过程和机理的重要基础。取对数生长期藻体,经微量总RNA抽提、cDNA合成、cDNA扩增和克隆等步骤,构建了东海原甲藻cDNA文库并进行了尝试性表达序列标签分析。从含有约5000个转化子的文库中随机取150个测序,获得126条EST序列。经网上BlastN及BlastX分析,共发现11个是已知功能的基因的标签。这些基因与东海原甲藻生长发育、物质转换和能量代谢相关。     

北部湾三角棘原甲藻(甲藻门原甲藻目)的形态观察和18S rDNA序列分析

利用光学显微镜、分子生物学方法,对分离自广西北部湾海域的三角棘原甲藻Prorocentrum triestinum BBW-02藻株的形态特征进行了描述,并探讨了其分子系统进化关系。三角棘原甲藻BBW-02细胞呈长卵形或披针形,细胞长20~26μm,宽10~14μm,顶刺形如矛尖,刺丝胞孔数量较少,排列不规则,主要分布于壳板边缘,距离细胞底端1/3处壳板两侧各有2个近于对称排列的刺丝胞孔。18S rDNA序列同源检索和系统进化分析表明,三角棘原甲藻BBW-02与其他地理株系的三角棘原甲藻聚为一支,亲缘关系密切,遗传差异仅为0.000~0.001。与其他种类相比,三角棘原甲藻BBW-02与同属中的P.gracile亲缘关系最近。     

中肋骨条藻和东海原甲藻的散射特性

浮游藻类是海水中的重要组成成分,对其固有光学特性的研究有助于深入了解水体光学的辐射传输。在过去的30年中,大量的研究都集中在藻类吸收特性上,缺少对其散射特性的认识。本文利用分光光度计设计了在实验室中测量含颗粒水体散射和后向散射特性的方法,并利用标准球形颗粒对该方法的可行性进行验证,结果表明,在400~700 nm范围内,散射测量结果与理论值的一致性较好,最大误差小于3%,而后向散射测量结果在蓝紫光处的一致性较好,在近红外波段处有一定误差。运用这两种测量方法对东中国海常见的赤潮藻种中肋骨条藻Skeletonema costatum和东海原甲藻Prorocentrum donghaiense进行测量,结果显示:中肋骨条藻与东海原甲藻的散射系数幅值相近但谱形差异较大,前者随波长增加散射强度递减,后者则相反;在色素吸收较强的波段,两者散射强度均出现与其它波长位置变化趋势相反的情况,这主要是受细胞物质物理性质的影响。两者的后向散射差异较小,但可以看出其谱形受色素吸收的影响很大,在幅值上,东海原甲藻略高于中肋骨条藻,在550 nm处分别为0.001 74,0.001 43 m²/mg(以藻类叶绿素a浓度归一化),后向散射概率分别为1.104%和0.723%。     

东海原甲藻与塔玛亚历山大藻种群增长过程与种间竞争研究

针对我国东海2种重要赤潮肇事生物东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和塔玛亚历山大藻(Alexan-drium tamarense)进行了种群增长过程和种间竞争的实验研究。结果表明,单种培养时,不同氮磷比对东海原甲藻和亚历山大藻种群增长过程没有明显的影响,但是会影响其最终的细胞密度;在混合培养时,营养盐组成比例不同对东海原甲藻和塔玛亚历山大藻的种间竞争过程有影响,但不会影响其最后竞争结果。竞争物种的细胞起始密度对种间竞争结果有明显的影响,P.donghaiense和A.tamarense的接种细胞密度比为2 000∶100和2 000∶200时,东海原甲藻占优势;当接种细胞密度比为4 000∶400时,塔玛亚历山大藻占优势。     

几株原甲藻核糖体大亚基RNA基因的部分克隆及序列分析

对7株赤潮原甲藻28S rDNA 5'端部分序列进行扩增、克隆和序列测定,并从GeneBank上获取14个原甲藻28S rDNA序列,用NJ法和ME法构建了原甲藻属的系统树,并对序列进行分析.结果表明,7株原甲藻28S rDNA扩增序列长度为950~958 bp,通过NJ法和ME法构建的系统树完全一致.大部分分离自不同海域的同种原甲藻的序列高度保守,而不同种间在序列高变区却有较大的差异.但来自南海海域的海洋原甲藻(Prorocentrum micans)与分离自其他海域的株系序列差异较大,甚至超出了有些种间的差异.由28S rDNA高变区获得的序列,有望成为浮游植物特异性分子探针设计的良好靶区域.     

东海原甲藻线粒体细胞色素b(Cytb)基因的定量检测

建立了检测东海原甲藻线粒体细胞色素b(Cytb)基因mRNA含量的实时荧光定量PCR方法.以甲藻Cytb基因的简并引物扩增得到984 bp长的东海原甲藻Cytb基因片段,经克隆、测序,制备并纯化质粒.以光度法测定质粒浓度并作为标准品.对上述基因片段,利用PRIMER EXPRESS 3.0 设计引物,以梯度稀释的质粒标准品进行定量PCR反应,以SYBR Green I为荧光染料,制作标准曲线,得到基因拷贝数X与Ct值的关系为:Ct=-3.50 lg X+39.35(相关系数r为0.999).通过对不同生长时期的东海原甲藻样品的Cytb基因mRNA含量检测,发现该基因的表达量较稳定,平均值为(45.4±4.7)拷贝/细胞,受生长状态影响不大,可作为实时荧光定量PCR的内参基因.     

营养盐浓度和初始细胞密度对东海原甲藻与塔玛亚历山大藻种间竞争的影响

以我国东海2种重要赤潮原因种--东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)为研究对象,研究了高、低磷酸盐浓度以及初始细胞密度对这2物种种群增长与种间竞争的影响.结果表明,不同实验条件下2物种有不同的竞争结果,营养盐限制环境中主要表现为资源利用性竞争,东海原甲藻为竞争优势种;丰富营养盐环境中,种间竞争具有明显的密度依赖性,根据初始细胞密度的不同,2竞争物种既可以相互排斥,也可能共存.该结果与东海赤潮特征即2物种既可以分别形成单相型赤潮,又可以共同形成双相型赤潮相一致.