休眠孢囊作为甲藻有害藻华年际频发和地理扩散一种关键机制的研究进展

过去几十年,中国近海有害藻华的发生频率持续升高、规模和面积不断增大,使我国水产养殖业、渔业造成了重大损失,对近岸生态系统也构成了极大威胁。在引起有害藻华的众多原因中,甲藻的特殊生活史策略(尤其是形成休眠孢囊)提供了一种关键的机理。孢囊的形成过程通常伴随着基因重组,从而增加了赤潮藻的生态适应性;孢囊具有厚的囊壁,增加了其对不利环境条件的耐受性,也使其免于病原体的感染和捕食者的攻击;孢囊的适时萌发不但为藻华提供了"种源",而且它们可通过自然或人为途径(如船舶压舱水)传播,从而扩大了其地理分布。本文从如下几个重要方面综述并讨论了甲藻生活史和孢囊研究的最新进展:(1)甲藻生活史的复杂性和有关甲藻孢囊概念及归类的争议;(2)沉积物中孢囊分布图(cyst mapping)在藻华模型和预测(报)中的重要性,以及孢囊分布/丰度与藻华规模耦合关系的复杂性和条件依赖性;(3)孢囊形成和萌发的若干影响因子及其复杂性和可变性;(4)近年来,分子生物学技术和各种组学手段在甲藻生活史和孢囊研究中的部分应用,特别是植物激素在孢囊形成、萌发过程中的可能作用。在简要评述了国际、国内有关研究历史中的路标性成果后,最后强调了4个值得重视的研究方向。     

回顾与展望:关于有害藻华种类休眠体通过船舶压舱水底泥地理扩散的研究

船舶压舱水可引起外来生物入侵,国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)因此制定了具有约束力的压舱水公约,已于2019年1月对我国正式生效。大量研究证明船舶压舱泥是有害藻华种类特别是有害甲藻孢囊的携带者。另一方面,有害藻华在我国近三十年频发,尤其是新的种类不断出现。因此,这种态势是否与压舱泥带来的外来种入侵有关是一个具有重要科学和现实意义的问题。我们最近的工作表明,此前国内外通过形态学方法对压舱泥的检测都大大地低估了甲藻孢囊的种类多样性和样品间种类组成的异质性。因此,必须通过更深入全面的实证研究对外源有害藻华甲藻通过压舱泥入侵我国海域进行风险评估。本文从如下几个方面进行了综述与讨论:(1)船舶压舱水(泥)与有害藻华地理扩散;(2)国内外有关压舱泥中甲藻孢囊多样性的检测与溯源研究;(3)我们对美国港口船舶压舱泥的检测发现压舱泥中甲藻孢囊具有很高的种类多样性和样品间的异质性。最后从我们最近的工作及与文献报道的工作比较获得了几个重要的科学问题。在评述国内外研究成果和前期研究结果基础上,提出有必要通过更大量、广泛的国际船舶压舱泥和中国全海域沉...     

厦门湾沉积物中有害有毒甲藻休眠孢囊及塔玛亚历山大藻的潜在危害

本工作通过分析厦门湾表层沉积物中的甲藻休眠孢囊，发现了1种有毒塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)休眠孢囊，及两种有害甲藻休眠孢囊：锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、具刺膝沟藻(Gonyaulax spinifera)．对塔玛亚历山大藻进行了培养。并初步研究了该藻的毒性及贝类对其毒素的积累．研究结果表明，厦门海域沉积物中的塔玛亚历山犬藻是有毒的．它的较适宜生长环境条件是：水温20～25℃．盐度为25～30，光照度为3000～50001x．塔玛亚历山大藻在每年的4月26日至6月10日、10月11日至11月20日可能会形成有害藻华，危害厦门海域的海洋生物并可能威胁到人类的健康和生命安全．     

生物和非生物因子对东海南麂岛海域表层沉积物甲藻孢囊分布的影响

本文首次对东海南麂岛海域的甲藻孢囊群落进行了为期一年（2014-2015）的定量分析研究。在南麂岛近岸8个采样点中,鉴定并定量了6个种群,34种形态的甲藻孢囊,其中包括14%的潜在产毒物种。自养型孢囊占总孢囊数量的74%。通过与邻近海域的研究结果比较,南麂海域总孢囊数量（2-33个孢囊/毫升沉积物）相对较低。Scrippsiella trochoidea和Protoperidinium avellana分别是丰度最高的自养和异养型孢囊。我们采用多元统计方法评估了甲藻孢囊分布同非生物或生物变量之间的关系。在DCA排序图中,发现季节之间有明显的分化。尽管采样点之间的水动力条件有所不同,甲藻孢囊的空间分布差异并不显著。可溶性活性磷酸盐,氮磷比和米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）藻华是通过CCA确定的与表层沉积物孢囊分布相关的三个重要因素（P<0.05）,这表明该区域营养盐状况对甲藻孢囊分布影响较大。虽然本研究未能明确近年来南麂岛海域有害赤潮的源头,但对于进一步了解南麂岛的甲藻孢囊动态和潜在的毒素威胁具有重要的参考意义。     

海洋寄生性甲藻——阿米巴藻Amoebophrya spp.的研究进展

寄生性甲藻阿米巴藻Amoebophrya是一类广泛寄生于纤毛虫类、放射虫类、甲藻类等海水浮游生物的原生生物,在北大西洋、北太平洋和地中海等营养盐丰富、宿主密度较高的河口和近海水环境中普遍存在,是海洋浮游食物网的重要组成部分。这类寄生性甲藻能够特异性感染海洋浮游甲藻,在有害藻华(harmful algal bloom,HAB)的发生过程中起下行控制作用,将逃脱了浮游动物摄食的浮游植物补充到微食物环(microbial loop)中去。Amoebophrya在近海海洋生态系统中的独特作用日益受到国际上越来越多研究者的关注和重视,并逐渐成为国际上海洋微型生物研究的新热点之一。近年来,已有初步调查研究表明这类寄生性甲藻在我国近海海域广泛存在;然而,目前我国尚缺乏该类寄生性甲藻的相关研究。本文系统综述了国际上该类寄生性甲藻的研究进展,针对目前研究中存在的问题并结合我国有害藻华发生机制相关研究的现状做出了分析和展望,以期推动我国该类寄生性甲藻的相关研究,为进一步阐释寄生性甲藻等海洋微型生物在有害藻华消长过程和海洋微食物环中的作用奠定基础。     

有毒亚历山大藻(Alexandrium spp.)和链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)孢囊在中国沿海的分布

于 2 0 0 0— 2 0 0 1年采集了中国沿海 1 0个采样点的表层沉积物样品 ,研究了有毒亚历山大藻 (Alexandriumspp .)和链状裸甲藻 (Gymnodiniumcatenatum)孢囊的分布。结果表明 ,这两类孢囊几乎在所有采样点都检测到。链状裸甲藻孢囊虽分布广泛 ,但含量较低 ,在样品中的浓度和百分比含量分别为 0— 71 .1cysts/gDW和 0 %— 1 4.3%。亚历山大藻孢囊在大部分海域含量较低 ,而在PSP毒素中毒事件高发区和贝类PSP毒素高含量区的大亚湾大鹏澳海域却高密度、高频率地出现 ,最高密度为 366cysts/gDW。研究结果显示 ,大亚湾大鹏澳海域表层沉积物中高密度的亚历山大藻孢囊也许是该海域贝类体内冬季PSP毒素积累及高含量的重要原因之一。     

有害藻华治理过程中改性粘土对仿刺参(Apostichopus japonicas Selenka)稚参的影响

本文以仿刺参(Apostichopus japonicas Selenka)稚参为实验对象,研究了改性黏土治理有害藻华技术对仿刺参稚参的影响。96h急性毒性试验结果表明,改性黏土对仿刺参稚参的半致死浓度(LC50)为6.01g/L;安全浓度为0.601g/L,高于在现场时的使用浓度0.1g/L;慢性毒性试验显示改性黏土对仿刺参稚参成活率和体重增长率无明显影响;不同浓度的改性黏土添加组中,发现仿刺参稚参的体壁组分(水分、灰分、总糖、总脂和粗蛋白)含量变化不大,改性黏土的加入对减少仿刺参稚参的种内竞争有一定积极作用。另外,针对仿刺参稚参食用包括改性黏土在内的底层颗粒物的现象,考察了不同实验组仿刺参稚参体壁中铝的含量,分析结果显示各实验组与对照组没有显著差异。在此基础上,考察了改性黏土有效去除有害藻华的体系中仿刺参稚参的生长情况,发现与对照组相比,改性黏土有效地去除了有害藻华,还明显降低了仿刺参稚参的死亡率。因此,改性黏土是一种有效治理仿刺参养殖水体有害藻华、对养殖生物无负面影响的藻华治理技术。     

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。