基于羟基自由基高级氧化快速杀灭锥状斯氏藻孢囊的研究

随着船舶压载水的转运,我国面临严重的外来入侵生物风险,其中部分赤潮藻形成的孢囊可成为赤潮的"种源",严重危害近岸海洋环境,因而快速有效地杀灭赤潮藻孢囊至关重要。本文利用大气压强电离放电高效生成的羟基自由基（·OH）,对典型赤潮藻锥状斯氏藻孢囊进行杀灭研究。采用萌发实验、SYTOX Green荧光染色法确定·OH杀灭锥状斯氏藻孢囊的阈值和时间,扫描电子显微镜观察孢囊的形态变化。结果表明,·OH杀灭孢囊的CT阈值为0.49 mg·min/L,时间为10 s,·OH氧化降解孢囊体内叶绿素,破坏DNA,抑制萌发,具有其他方法无法比拟的优势。因此,·OH快速杀灭赤潮藻孢囊的新方法,对防控外来入侵生物引发的海洋赤潮灾害具有重要的作用。     

桂山岛海域甲藻孢囊的分布与浮游植物休眠体萌发研究

为了了解珠江口桂山岛海域甲藻孢囊的分布及浮游植物休眠体的萌发状况,以揭示赤潮发生潜势,于2009年1月采集了珠江口桂山岛海域表层沉积物样品,对沉积物中甲藻孢囊的种类和数量进行分析,并对浮游植物休眠体进行了萌发试验。结果表明,桂山岛海域甲藻孢囊有21种,原多甲藻类孢囊在种类数上占优势。甲藻孢囊密度较低,为110~315个/g,平均为202个/g,养殖区密度高于非养殖区。异养型甲藻孢囊百分比含量较高,表明了该海域较高的富营养化程度。活体孢囊密度百分比达61.8%,说明表层沉积物中存在大量未萌发的活性孢囊,为赤潮暴发埋下了隐患。萌发的浮游植物种类数较少,为19属22种。20 d和40 d萌发的浮游植物细胞平均密度分别为490个/g和264个/g。萌发的甲藻优势种为Biecheleriopsis adriatica,其次为锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea);萌发的硅藻主要以中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、旋链角毛藻(Chaetoceros curvistus)和舟形藻(Navicula sp.)占优势。桂山岛海域有毒有害甲藻孢囊的广泛分布以及潜在赤潮种类的大量萌发,表明该海域有较高的赤潮发生风险。     

大亚湾一次赤潮生消期间浮游植物群落变化研究

2003年8月12日至29日,广东省大亚湾的哑铃湾海域发生了小规模的赤潮,经现场跟踪监测发现是由锥状斯氏藻Scrippsiel latrochoidea和海洋卡盾藻Chattonella marina形成的混合赤潮。8月13日浮游植物群落由锥状斯氏藻占绝对优势,密度达6.52×106cells·L-1,占总细胞数量的99%以上;8月19日为赤潮高峰期,锥状斯氏藻密度最高时达5.59×107cells·L-1,约占总细胞数量的91%;而海洋卡盾藻在8月20日密度达到最大值1.17×107cells·L-1,约占总细胞数量的28%。以锥状斯氏藻、海洋卡盾藻占总细胞数量比例的不同,可将各站分为锥状斯氏藻控制区、海洋卡盾藻控制区及混合区3类,随环境条件的不断变化,这2种藻的数量随之变化,此3类区也处于变化之中。与海洋卡盾藻相比,锥状斯氏藻更适于在温度较高、盐度较低的情况下生长。还初步探讨了赤潮长时间持续的原因。     

大亚湾海域锥状斯氏藻赤潮及其与孢囊的关系

用沉积物捕捉器取样，研究了大亚湾海域２０００年６～９月孢囊（Ｃｙｓｔ）种群动态，同时 分析了浮游植物种群动态。研究期间（８～９月）该海域发生了一起大规模的锥状斯氏藻赤潮。 赤潮前一个月，锥状斯氏藻孢囊的平均日形成率为２．０５× １０５ｃｙｓｔｓ／（ｍ２·ｄ），丰度为５０．２２％， 该时期以有性生殖产生的静止期孢囊为主；在赤潮盛期的８，９月初，孢囊的平均日形成率达到 ２．０１ ×１０６ｃｙｓｔｓ／（ｍ２·ｄ），丰度为９６．９７％，此时期的孢囊多为营养细胞所形成的暂时性孢囊； 赤潮结束后，由于环境条件的恶化，暂时性孢囊的形成达到高峰，平均日形成率为１．２４×ｌ０７ ｃｙｓｔｓ／（ ｍ２·ｄ），丰度为９９.５３％。结果表明大亚湾丰富的孢囊是潜在的种源（Ｓｅｅｄ　ｂｅｄ），２０００年 的夏季、秋李持续高温（＞２５℃），台风减少及风力减弱等有利锥状斯氏藻的环境条件诱发孢 囊萌发，开始了该种类的赤潮。     

磷酸盐、硝酸盐组成对海洋赤潮藻生长的影响

应用 1次培养实验方法研究了不同组成磷酸盐 (PO4- P)和硝酸盐 (NO3 - N)对新月菱形藻、旋链角毛藻和中肋骨条藻 3种海洋赤潮藻生长的影响。结果表明 ,L ogistic生长模型可以很好地描述不同组成 PO4- P和 NO3 - N条件下 3种海洋赤潮藻生长状况 ,其中拟合相关系数 R2 =0 .95± 0 .0 3。进一步研究表明 ,3种海洋赤潮藻均存在营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 ,在本文实验条件下新月菱形藻的 C*PO4为 1.72μmol· L-1,C*NO3 为 4 0 .4 2μmol· L-1;旋链角毛藻的分别为 2 .0 7μmol· L-1和 4 4.76 μmol· L-1;中肋骨条藻的分别为 1.13μmol· L-1和 30 .2 6 μmol· L-1。当 PO4- P,NO3 - N初始浓度分别小于其营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 时 ,随其初始浓度增加会促进 3种赤潮藻生长 ,但当初始浓度大于营养盐生长阈值时 ,随营养盐初始浓度增加反而会逐渐限制其生长。这表明 3种海洋赤潮藻都存在 1个适宜其生长的 (N∶ P) 最佳值 ,其中新月菱形藻的 (N∶ P) 最佳值 =2 0∶ 1,旋链角毛藻的 (N∶ P) 最佳值 =19∶ 1,中肋骨条藻的 (N∶ P) 最佳值 =32∶ 1。     

2005-2006年大亚湾大鹏澳养殖区甲藻孢囊通量的沉积捕捉器研究

于2005年3月至2006年4月在大亚湾的大鹏澳养殖区采用沉积物捕捉器,对甲藻孢囊形成和水温、盐度、营养盐含量等环境因子进行了周年调查,探索该区孢囊形成特征及其与环境因子的关系.在一年的沉积物捕捉器研究中,共分析鉴定出27种甲藻孢囊类型,锥状斯氏藻Scrippsiella trochoidea孢囊为该区最优势孢囊类群,从孢囊的组成显示了该区的污染是以养殖和生活污染为主.孢囊形成没有明显的季节分布特征,两个站年平均为1.07×10<'5>cysts·(m<'2>·d)<'-1>.高、低温都能在一定程度上促进孢囊的生成,氮限制对孢囊的形成具有明显促进作用.首次发现亚历山大藻Alexandrium孢囊在冬季形成的高峰,最高值达4.26×10<'5>cysts·(m<'2>·d)<'-1>.这说明核电站温排水冬季高水温对大亚湾生态环境有较大的影响.     

石油烃和营养盐的复合污染对海洋浮游植物的影响Ⅰ. 石油烃对海洋浮游植物吸收营养盐的影响

通过向具有相同营养盐浓度的培养体系中添加不同浓度的石油烃,对中肋骨条藻、赤潮异弯藻、微小亚历山大藻和锥状斯氏藻进行周期性培养,探讨了石油烃对微藻营养盐吸收动力学的影响.结果发现,在开始30min内,微藻对营养盐均有一非耗能的短暂快吸收,随后吸收速率下降并趋于稳定.石油烃对中肋骨条藻和赤潮异弯藻氮、磷的吸收都表现抑制作用,浓度从0.13 mg/L到8.25mg/L的石油烃所呈现的抑制作用基本表现为先减弱后逐渐增强,8.25mg/L浓度的石油烃抑制作用最强.与中肋骨条藻和赤潮异弯藻实验结果不同的是,石油烃对微小亚历山大藻和锥状斯氏藻的氮、磷吸收在低浓度时呈现促进作用,且促进作用的程度随石油烃浓度的增加有先增强后减弱的趋势,在高浓度下促进作用会消失,8.25mg/L的石油烃不表现促进作用.石油烃对微藻营养盐吸收动力学的影响表现出复杂性,这既受石油烃浓度的影响,也与浮游植物的种类有重要关系.     

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。     

大型海藻龙须菜与锥状斯氏藻间的营养竞争研究

利用生物和化学方法研究了大型海藻龙须菜（Gracilaria lemaneiformis）与赤潮生物锥状斯氏藻（Scrippsiella trochoidea （Stein） Loeblich Ⅲ）共培养时二者的生长情况,以及二者之间营养盐NO-3、PO3-4竞争的情况.结果显示,两者共培养时,由于龙须菜的影响,锥状斯氏藻的生长周期以及所能达到的最大细胞密度与对照组相比都有所下降,且受抑制程度随龙须菜起始密度的增大而增强;而锥状斯氏藻对于龙须菜的生长不构成明显的影响.当龙须菜起始密度较低时（0.2、0.1gFW/L）,共培养组微藻细胞密度的下降是因为水体中NO-3的耗尽;当龙须菜起始密度较高时（0.5gFW/L）,共培养组微藻细胞密度的下降可能是因为龙须菜与微藻之间的“互荫效应”,或者龙须菜能够分泌出足够浓度的克生物质所致.龙须菜可作为有效吸收营养盐的大型海藻,用以降低近海水域富营养化程度及有害赤潮发生的几率.     

不同氮浓度对红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)生长、孢囊形成和生源要素组成的影响

为阐明红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)对氮营养条件的适应机制,本研究在不同氮浓度条件下对红色赤潮藻进行一次性培养,系统研究了氮浓度对红色赤潮藻生长、休眠孢囊形成和细胞生源要素组成的影响。结果显示,红色赤潮藻生长率随着初始氮浓度的增加而增大, 200μmol/L氮添加组生长率最大,为0.79/d。不同氮处理组细胞形态存在差异,低氮条件下藻细胞个体变小。培养第6天,各氮处理组均观察到休眠孢囊,且随着培养时间的延长,孢囊数量逐渐增多;50μmol/L氮添加组孢囊形成率最高,为2.95%±0.16%。氮浓度对红色赤潮藻细胞生源要素组成有显著影响,红色赤潮藻胞内碳、氮含量随氮浓度的升高而增加,其C:N:P也随氮浓度的增加而增加。红色赤潮藻生长过程中,加氮处理组细胞在指数期碳、氮、磷含量较低,稳定期含量较高;相关性分析表明,红色赤潮藻胞内碳、氮、磷含量与藻生长率之间呈显著负相关关系(P 0.05)。不同氮浓度对红色赤潮藻的生长、休眠孢囊形成和藻细胞生源要素组成有显著影响,为揭示红色赤潮藻对氮营养条件的适应机制提供参考。