Allelopathic interactions between the macroalga Ulva pertusa and eight microalgal species

Growth of Ulva pertusa and eight microalgal species, Heterosigma akashiwo, Skeletonema costatum, Tetraselmis subcordiformis, Nitzschia closterium, Chaetoceros gracile, Chroomonas placoidea 1967, Isochrysis galbana 8701, and Alexandrium tamarense, was examined in a series of batch, semi-continuous and isolated co-cultures (U. pertusa and one microalgal species). The results of the experiments with co-cultures confirmed the secretion of allelopathic substances by U. pertusa. Growth was significantly (p<0.05) suppressed in each of the macroalgal species in batch co-cultures, nutrient replete semi-continuous co-cultures and isolated co-cultures. The percentage growth reduction varied between 42 and 100% in batch co-cultures, between 28 and 100% in semi-continuous co-cultures, and between 21 and 100% in isolated co-cultures. In addition, we examined the potential allelopathic effect of U. pertusa culture filtrate. The Ulva culture filtrate significantly (p<0.01) inhibited the growth of C. placoidea from 2 days after incubation until the end of the experiment, and it exhibited no inhibitory effect on the growth of the other microalgal species. This may suggest that the allelochemicals released from U. pertusa are rapidly degradable.The microalgae tested exhibited different (stimulatory, inhibitory or no) effects on the growth of U. pertusa. U. pertusa grew faster with H. akashiwo (+16%) and S. costatum (+9%), less with T. subcordiformis (−20%), N. closterium (−23%) and C. gracile (−30%), but was not significantly affected by I. galbana, A. tamarense and C. placoidea. The microalgae tested exhibited no clear allelopathic effects on U. pertusa.     

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。     

不同氮磷比值下浒苔与石莼的竞争作用研究

近年来,海水富营养化导致近海海域大型海藻过量繁殖,成为世界性的环境问题。自2007年以来,浒苔绿潮在黄海海域连续暴发,造成巨大经济损失。为探究浒苔大规模暴发与氮磷比值(N/P)的关系,及其与其他大型绿藻在不同N/P下的竞争机制,研究了浒苔(Ulva prolifera)与石莼(Ulva lactuca)在不同N/P下单独培养和共培养时的生长情况,探究了浒苔及石莼生长的变化;结合苏北浅滩海域现场N/P的调查结果,分析了浒苔绿潮暴发的可能机制。研究结果表明:(1)浒苔单独培养时,在一定范围内高N/P能促进浒苔的生长,氮对于浒苔的影响大于磷。(2)石莼单独培养时,低N/P下石莼长势最好,但改变N/P对石莼的影响并不显著。(3)浒苔和石莼共培养时,浒苔生长受到了一定限制,低N/P下浒苔生长受限更显著。(4)苏北浅滩海域高N/P更适合浒苔的生长,可能是浒苔绿潮能够大规模暴发的原因之一。     

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。     

三角褐指藻滤液提取物对东海原甲藻和盐藻生理特性的影响

在实验室培养条件下,利用流式细胞仪从细胞生长、细胞大小、细胞膜完整性、酯酶活性等方面分别研究了三角褐指藻（Phaeodactylum triconutum）滤液提取物对东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和盐藻（Dunaliella salina）为期6 d生物培养过程中生理特性的影响。结果表明,三角褐指藻滤液乙酸乙酯提取物对东海原甲藻表现出强烈的生长抑制作用,荧光检测显示,其能刺激细胞体积的增大,导致部分藻体细胞膜受损,酯酶活性在短时间内增强,随后受到显著抑制。而提取物对盐藻的生长抑制并不明显,盐藻细胞体积没有受到影响,细胞膜保持了高度完整,酯酶活性在第6天时才受到抑制作用。以上分析表明,东海原甲藻对三角褐指藻滤液乙酸乙酯提取物更加敏感,特殊的细胞内部结构特征有利于化感物质进入东海原甲藻的体内,直接导致藻细胞的死亡。化感物质引起的不同的生理响应中,酯酶活性指标具有更好的敏感性,是在环境压力下生物自我保护的一种应急方式。     

赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)对蒙古裸腹溞(Moina mongolica)和日本新糠虾(Neomysis japonica)的毒性影响

采用生物急性和慢性毒性实验的方法,研究了赤潮异弯藻对蒙古裸腹溞和日本新糠虾的毒性影响,并初步探讨了赤潮异弯藻导致二者较快死亡的机制。结果发现,赤潮异弯藻不仅对蒙古裸腹溞和日本新糠虾的存活有显著影响,而且使其个体变小、产幼前发育时间延长、总生殖量降低、平均存活时间缩短,种群数量增长受抑制。显微观察发现,蒙古裸腹溞能摄食赤潮异弯藻,但摄食后,其粪便紧紧地粘在蒙古裸腹溞的肠道末端;日本新糠虾不摄食赤潮异弯藻,但该藻粘附在其触须、附肢以及腹部、尾部的刚毛上,以及作为食物的卤虫幼体也被大量粘附在一起,聚集成团,或通过赤潮异弯藻粘附在日本新糠虾的附肢上。因此赤潮异弯藻很可能通过干扰蒙古裸腹溞和日本新糠虾正常的生理活动,而导致其快速死亡。     

光照强度对孔石莼生长和藻体化学组成的影响

研究了光照强度2 500～20 000 lx对孔石莼(Ulva pertusa)生长和藻体生化组成的影响。研究结果表明,光照强度对孔石莼的生长率具有明显的影响(P0.05),孔石莼在光照强度为12 500 lx时有最大的生物量积累。光照强度低于12 500 lx时,孔石莼的生长率有随着光照强度的降低而减小的趋势;光照强度高于12 500 lx时,孔石莼的生长率随着光照强度的升高而降低(P0.05)。不同光照强度对孔石莼的叶绿素、可溶性糖和游离脯氨酸的含量具有明显的影响(P0.05)。随着光照强度的增加,孔石莼的叶绿素a和叶绿素b的含量逐渐变小;低光照条件也促进了孔石莼蛋白质的积累;当光照强度超过17 500 lx时,游离脯氨酸的含量明显增加。光照强度对孔石莼化学组成也具有明显的影响(P0.05)。随着光照强度的升高,藻体的N元素含量有所升高,但光强达到17 500 lx后,随着光强的增加,N元素含量反而降低;C元素的含量在光照强度达到17 500 lx后,含量也明显升高;H元素的含量在光照强度2 500~20 000 lx范围内,具有随着光照强度增加而增加的趋势。     

芽孢杆菌(Bacillus)及其复合粘土对典型赤潮生物的去除作用研究

有害赤潮对海洋生态环境和沿海经济危害巨大,如何安全、有效地治理有害赤潮非常重要。文章考察了几种常见芽孢杆菌对近海典型赤潮生物——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的去除作用,发现解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)对其去除作用最强。进一步考察解淀粉芽孢杆菌对不同赤潮生物的去除作用,发现该芽孢杆菌对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)的去除作用高于东海原甲藻。在此基础上,将解淀粉芽孢杆菌与高岭土复合,研究了微生物复合粘土对典型赤潮生物的去除效果。结果表明,解淀粉芽孢杆菌与高岭土复合后,能够有效促进该菌的生长,进而提升了其对赤潮生物的去除能力。文章对芽孢杆菌及其复合粘土去除赤潮生物的机制进行了分析和探讨,为进一步发展和优化改性粘土治理赤潮技术体系提供了重要参考。     

赤潮异弯藻有色可溶性有机物的变化以及对其他微藻的影响

赤潮消长显著影响海洋中有色可溶性有机物(CDOM)的变化.赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)是一种常发的鱼毒性赤潮种类,是产生CDOM较显著的种类.本文以赤潮异弯藻CDOM为研究对象,分析了CDOM在种群消长中的变化特征,研究了光对赤潮异弯藻CDOM组成物质变化的影响,并就此变化对其他微藻种群生长造成的影响进行了定量研究.结果表明:(1)以紫外吸收的定量变化为指标,赤潮异弯藻CDOM的量与种群消长呈互逆相关:种群密度增加, CDOM降低;种群密度降低, CDOM增加;长期培养种群中, CDOM含量增加.(2)光对该藻产生的CDOM物质组成和定量有显著影响,紫外照射能显著漂白CDOM,类腐殖质和腐殖酸降解明显.(3)该藻CDOM变化影响其他微藻种群生长:CDOM显著促进微小卡罗藻(Karlodinium micrum)、小硅藻(Nitzschia closterium f. minutissima)的种群生长,受光降解后对小硅藻的促进作用降低,但对微小卡罗藻的促进作用不变; CDOM 抑制海洋原甲藻(Prorocenturm micans)种群生长,光降解后,其抑制作用降低.赤潮异弯藻赤潮产生的大量且稳定的CDOM可以影响海洋微型生物群落结构.     

不同状态浒苔对东海原甲藻生长的影响

近年来富营养化等海洋污染现象日益加重,我国近海每年都会暴发浒苔绿潮和微藻赤潮现象。本文在实验室模拟条件下,研究了不同状态不同含量的浒苔（Ulva prolifera）,即浒苔新鲜藻体、浒苔培养液和浒苔干粉末与东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）共培养时产生的竞争抑制作用。结果表明,浒苔新鲜藻体、浒苔培养液和浒苔干粉末在初始质量含量大于1 g/L的条件下都会对东海原甲藻产生抑制作用,浒苔干粉末的抑制强度远远超过浒苔培养滤液和浒苔新鲜藻体。在二者共培养时,出现了“低促高抑”的现象,即浒苔含量较低时会促进东海原甲藻的生长,而高含量的浒苔则抑制东海原甲藻的生长,且抑制作用随浒苔含量的升高而增大。浒苔对东海原甲藻的这种抑制作用,一方面可能来自于营养物质的竞争和消耗,另一方面可能来自于浒苔释放的化感物质对东海原甲藻产生的影响。利用浒苔对东海原甲藻的抑制作用,可为东海原甲藻赤潮的生物防治提供一种思路与方法。     

粘土-MMH体系絮凝赤潮生物的动力学研究

根据分子碰撞理论和粘土表面改性对絮凝作用的影响,进行了粘土－ＭＭＨ体系絮凝沉降赤潮异弯藻（Ｈｅｔｅｒｏｓｉｇｍａ ａｋａｓｈｉｗｏ针藻）和新月菱形藻（Ｎｉｔｚｓｃｈｉａ ｃｌｏｔｅｒｉｕｍ）硅藻）表面电性,并对上述两种藻进行絮凝动力学实验。结果表明,一定颗粒度的粘土对赤潮异弯藻和新月菱表藻的絮凝速率随体系中ＭＭＨ比例的增大而呈不同程度的提高,对于粘土／ＭＭＨ比一定的混合体系,絮凝速率随粘土浓度的增     

The influence of macronitrogen (NO3- and NH4+) addition with Ulva pertusa on dissolved inorganic carbon system

The influence of macronitrogen (NO - 3 and NH + 4 ) addition with Ulva pertusa on dissolved inorganic carbon system in seawater was studied. The results indicate that p(CO 2 ) and HCO 3 concentration decrease significantly, while pH and CO 2- 3 concentration increase significantly. When the concentration of NO 3 was less than 71 μmol/dm 3 or NH + 4 was less than 49.7 μmol/dm 3 , dissolved inorganic carbon (DIC) absorption rates by Ulva pertusa generally increased with the increasing of nitrogen concentration. The DIC decreased 151 μmol/dm 3 with the addition of 71 μmol/dm 3 NO 3 and decreased 232 μmol/dm 3 with the addition of 49.7 μmol/dm 3 NH + 4 after the experiment compared with DIC measured without nitrogen addition. A significant negative-correlation was found between c(DIC) and growth rate (μ) of Ulva pertusa (r = -0.91, P <0.000 1, n=11). NH + 4 had more influence on the species of inorganic carbon system than NO 3 .     

多管藻内生真菌Chaetomium globosum.苯甲醛类次生代谢成分研究

从采自青岛近海的红藻多管藻(Polysiphonia urceolata)中分离到一株毛壳霉属真菌球毛壳菌(Chaetomium globosum.),对其发酵代谢产物的化学成分进行了研究。采用溶剂提取、分配,硅胶柱层析、葡聚糖凝胶柱层析以及制备薄层层析等技术已分离获得6个单体化合物,通过一维、二维超导核磁共振技术、质谱技术等鉴定了其中4个化合物的结构,均为苯甲醛类衍生物,分别为2-(1-庚烯基)-3、6-二羟基-5-(3-甲基-2-丁烯基)苯甲醛(Ⅰ)、2-庚基-3、6-二羟基-5-(3-甲基-2-丁烯基)苯甲醛(Ⅱ)、2-(3、5-庚二烯基)-3、6-二羟基-5-(3-甲基-2-丁烯基)苯甲醛(Ⅲ)、2-(1、3、5-庚三烯基)-3、6-二羟基-5-(3-甲基-2-丁烯基)苯甲醛(Ⅳ)。     

黄海浒苔绿潮研究进展

绿潮是世界性的海洋生态环境问题。自2007年以来,浒苔绿潮已肆虐黄海近岸海域达10年之久,造成了巨大经济损失和严重社会影响,成为近年来我国海洋生态学研究的焦点之一。目前,国内外学者围绕黄海绿潮起源与发生原因已经开展了一系列的研究,取得了一定的科学认知。本文综述了关于黄海绿潮起源与发生过程、浒苔的关键生物学特征以及绿潮暴发的环境驱动机制等方面的主要研究进展,分析了目前绿潮发生机制研究中未解决的科学问题和绿潮减灾防灾技术上的不足,并提出了研究展望。同时,对近期启动的国家重点研发计划重点专项"浒苔绿潮形成机理与综合防控技术研究及应用"的研究内容与预期目标进行了简要介绍。     

两种光强条件下亚心形扁藻各生长阶段的产氢能力

海洋亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)在光照生长后,经过暗培养诱导其可逆产氢酶,然后转移到光照下可产生氢气。在300 mL产氢反应器中对海洋亚心形扁藻产氢情况的考察表明,不同的光强条件可导致扁藻产生不同的生长曲线,而在不同的培养阶段,扁藻的产氢能力也有很大的差别。其他培养条件相同,高光照强度(E=13000 lx)条件下,扁藻生长较快,而且可以获得更大的产氢能力,300 mL密度为3×106个/mL、叶绿素质量浓度为5.8 mg/L的藻液最大产氢浓度可达17.5%,比低光照强度(E=5000 lx)时提高了32%,叶绿素含量降低了61%。根据产氢前后以及暗诱导后扁藻生理状态的考察结果,可以推测出是不同生长阶段扁藻的生理状态差异导致了其产氢能力的变化。     

大型海藻无性系微球体构建和反应器培养研究

利用大型海藻细胞的全能性获得了蜈蚣藻(Grateloupia filicina)、多管藻(Polysiphonia urceolata)和孔石莼(Ulva pertusa Kjellm)的无性系材料,在此基础上分别构建了绒球状微球体、网状微球体和簇生状微球体3种微球体形式,这种微球体形式适合于大型海藻的生物反应器高密度...     

三角褐指藻与东海原甲藻间的他感作用研究

本文主要探究了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)与三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)之间的他感作用。在实验室模拟条件下,分别研究了添加比例为10%、40%、60%、90%、100%的三角褐指藻无藻细胞滤液的培养基对东海原甲藻生长的影响,以及相同比例的东海原甲藻无藻细胞滤液培养基对三角褐指藻生长的影响。结果表明,低浓度三角褐指藻滤液对东海原甲藻(P.donghaiense)的生长表现为促进作用,高浓度则抑制其生长,因此,不同浓度的三角褐指藻藻液对东海原甲藻生长表现出两种相反的他感作用效果;而东海原甲藻滤液对三角褐指藻(P.tricornutum)的生长没有显著影响,说明东海原甲藻并未对三角褐指藻表现出他感作用。     

2017年春、夏季黄海35°N共发的绿潮、金潮和赤潮

于2017年4月至6月,沿南黄海35°N断面出现了罕见的绿潮、金潮和赤潮等有害藻华共发现象。本研究通过现场定时定速拖网等方法,对黄海35°N断面不同站位的大型漂浮藻类进行了定量观测,并对赤潮区浮游植物进行了显微镜观察。结果表明：沿35°N断面的漂浮绿藻和马尾藻生物量具有明显的时空变化特征,4月下旬漂浮绿藻和马尾藻开始零星出现,5月下旬生物量和分布范围明显增加,在6月上旬达到最大,随后在6月下旬降低。漂浮绿藻和马尾藻的分布区域存在差异,120°30''—122°30''E为两者共同分布海域,向西以漂浮绿藻为主,向东则以马尾藻为主。分别于5月下旬和6月下旬在黄海35°N断面发现了1次米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）赤潮和1次赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）赤潮。基于现场获取的水文数据,本文对南黄海海域的环境条件及其对有害藻华分布的影响进行了讨论。沿35°N断面共发的绿潮、金潮和赤潮现象表明黄海海域正面临严峻的海洋生态问题,通过对该海域赤潮、金潮和绿潮的长期观测,可望揭示这些藻华灾害形成机制和演变规律,为针对性地开展有害藻华预报、预警和防控提供科学依据。     

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)对中华哲水蚤(Calanus sinicus)摄食和消化酶活性的影响

采用单养和混养的方法,在实验条件下研究了东海原甲藻对中华哲水蚤摄食和消化酶活性的影响.结果表明:(1)中华哲水蚤对东海原甲藻存在一定摄食行为,藻类密度对摄食率有明显的影响.实验密度下,中华哲水蚤对东海原甲藻的最大摄食率为930cells/(ind·h).滤水率随着藻密度的增加而呈单一性的下降;(2)混养条件下,中华哲水蚤对金藻和东海原甲藻的摄食率均较单养时下降,滤水率的变化与摄食率相似;(3)不同藻密度下,昆布多糖酶活性都明显高于麦芽糖酶和纤维二糖酶的活性,而麦芽糖酶活性又稍高于纤维二糖酶的活性.与金藻相比,东海原甲藻实验组中华哲水蚤3种消化酶活性明显升高(P<0.05).     

贻贝附着基海带苗种运输技术探究

中介生物辅助大型海藻海底基质附着技术,是采用海面撒播苗种方法,进行大型海藻海底增殖的核心技术。研究发现,该贝、藻复合体苗种的运输比普通水产苗种运输难度显著增加。本文采取传统的干运、水运以及发明的淋水运输3种不同方式,进行了贻贝附着基海带苗种运输技术研究。结果表明:干运3h内苗种的存活率和生长速度与对照组差异不显著(P0.05);水运1h以上苗种的存活率与对照组差异显著(P0.05);淋水运输24 h内苗种的存活率和生长速度与对照组差异不显著(P0.05)。实验说明:水运不适合该苗种运输;在露空时间3 h以内,干运是最经济、最便捷的苗种运输方法;在露空24 h以内,采取淋水运输能够保证苗种的成活率,可以作为该苗种常规的运输方法。