东海春季赤潮过程中优势种的演替:生物-物理耦合数值模拟

In the East China Sea(ECS), the succession of causative species responsible for blooms is a recurrent phenomenon during the spring, which changes from diatoms to dinoflagellates. Observations from space and in situ cruises captured this pattern of succession during spring of 2005. In this study, we coupled two biological models, which were developed previously for Skeletonema costatum and Prorocentrum donghaiense,into a circulation model tailored for the ECS. The coupled biophysical model was used to hindcast the blooms and to test the hypothesis proposed in earlier studies that phosphate(PO4 3–) is the first-order decider of the succession. The coupled model successfully reproduced the hydrodynamics(as described in a companion paper by Sun et al.(1), the spatiotemporal distribution of the chlorophyll a(Chl a) concentration, and the species succession reasonably well. By analyzing the effects of different factors on the surface Chl a distribution, we confirmed that the offshore boundaries of the blooms were confined by PO4 3–. In addition, we suggest that surface wind fields may modulate the horizontal distribution of blooms. Thus, during the dispersal of blooms, surface winds coupled with PO4 3– may control the succession of blooms in the ECS. The proposed coupled model provides a benchmark to facilitate future improvements by including more size classes for organisms, multiple nutrient schemes, and additional processes.     

海洋溴酚化合物BDDPM促进肝糖原合成及缓解胰岛素抵抗的作用研究

BDDPM是一种从海洋松节藻中分离出来的全新结构的溴酚类化合物,前期研究表明BDDPM具有良好的PTP1B蛋白酶活抑制能力。在本文中利用Hep G2细胞和C2C12细胞,研究BDDPM对肝细胞糖原合成能力的影响及对胰岛素抵抗的作用。结果表明,1μmol/L BDDPM可以在细胞水平显著激活胰岛素信号通路,提高肝糖原的合成,缓解棕榈酸诱导的胰岛素抵抗,初步具有开发成为新型抗糖尿病海洋药物的潜力。     

高纯度藻胆蛋白的分离纯化研究进展

藻胆蛋白在食品、化妆品等领域中具有广泛的应用前景,同时也可以作为医学研究中的荧光标记物和氧化应激疾病的潜在治疗药物。高纯度藻胆蛋白的分离纯化一直是国内外的研究热点。目前,蓝藻中的螺旋藻和红藻中的微藻紫球藻是研究较多的材料,龙须菜近年来的广泛种植,扩大了原材料的来源。藻胆蛋白的粗提主要是由物理破碎和化学沉淀组成,破碎的方法因原料的不同而具有一定的差异。高纯度的藻胆蛋白获取主要是通过离子交换,疏水层析等方法,这些方法耗时长,回收率低;双水相萃取,利凡诺沉淀,壳聚糖和活性碳吸附沉淀为人们分离纯化藻胆蛋白提供了新的思路。     

中国海草的“藻”名更改

海草(Seagrasses)是地球上可完全生活在海水中的被子植物,是由陆地植物演化到适应海洋环境的高等植物。然而,高等植物海草在中国经常被冠以低等植物"藻"的名称。中国海草现有22种,隶属于4科10属,其中科名、属名和种名分别有3科、7属和16种是以"藻"命名的,易让人们把海草误以为是海藻(Seaweed),造成混乱,同时给中国海草的研究、保护和利用带来不利影响。值此"第十一次国际海草生物学研讨会"(The 11th International Seagrass Biology Workshop)首次在中国举行之际,国内众多的海草研究专家得以共聚,有机会共同探讨中国海草的"藻"名更改。经过研讨,专家们形成一致意见,建议将这些被命名为"藻"的海草统一命名为"草",以期促进我国海草研究与保护的全面推进。随着未来中国海草种类与分布的深入调查,以后新发现的海草种类名称建议也统一命名为"草"名。     

长江口邻近海域春季藻华与水体层化的关系

长江口邻近海域是我国近海有害藻华高发区之一。受长江冲淡水和台湾暖流影响,海域环境条件复杂,有可能影响到藻华的分布状况、动态过程和危害效应。本文利用"藻华973项目"2011年的现场实测数据,从水体层化状况与藻华的关系入手,绘制出各要素的平面及剖面分布图,对比分析了春季硅藻藻华和甲藻藻华期间的温、盐跃层及其变化情况,探讨了硅、甲藻藻华的分布状况及其与温、盐跃层之间的关系。研究发现,2011年春季藻华期间该海域存在明显的温跃层和盐跃层。硅藻藻华期的温、盐跃层主要受到长江冲淡水影响;而在甲藻藻华期,受外海水入侵影响导致的温、盐跃层现象更加显著。藻华期间,浮游植物生物量高值区均出现在跃层上方的长江冲淡水影响区,其中硅藻藻华分布区与高强度跃层区基本一致,而甲藻藻华则主要分布在层化强度相对较弱的近岸海区,其分布可能受到上升流的影响。综合上述分析结果可以看出,长江口邻近海域春季的硅藻藻华主要受到长江冲淡水影响,而甲藻藻华的分布则在一定程度上受到外海水入侵及上升流影响。这一认识为进一步分析该海域春季硅、甲藻藻华演替过程及藻华优势种的长期演变趋势提供了新的思路和依据。     

生活史(休眠孢囊)作为甲藻有害藻华年际频发和地理扩散的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、规模和面积不断增大, 对我国水产养殖业、渔业和近岸生态系统造成了重大损失和威胁。 在引起有害藻华的众多原因中,藻华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,因为孢囊的形成过程常伴随着基因重组从而增加了藻华藻的生态适应性;孢囊厚的囊壁增加了其对不利环境条件的耐受性;厚的囊壁使其免于病原体感染和捕食攻击;孢囊的适时萌发为藻华提供了“种源”;孢囊可通过自然或人为原因如船舶压舱水传播从而扩大了其地理分布。我们综述并讨论了甲藻生活史和孢囊研究的如下几个重要方面：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“作图（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;和４）最近些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,最后强调了四个值得重视的研究方向。     

小病毒的大＂智慧＂——嗜蓝藻体的高效光合作用

它们“掠夺”的目标是电子，所有可能的来源都不放过，将其用于自身的光合作用。从高效的光合作用中，嗜蓝藻体获得了更多的能量。     

坛紫菜别藻蓝蛋白α,β亚基基因的克隆和序列分析

以野生坛紫菜色素体DNA为模板, 通过PCR扩增获得编码坛紫菜别藻蓝蛋白α亚基和β亚基的序列及两者之间的间隔序列,该序列全长为1 055 bp,其中编码α和β亚基的序列均为486 bp,间隔序列为83 bp.该序列与GenBank收录的其他4种红藻相关序列的同源性在75.6%~87.4%,与2种蓝藻的同源性分别为66.9%,68.5%,其中编码区同源性更高.     

赤潮多发区塔玛亚历山大藻的麻痹性贝毒预警值研究

以厦门西海域养殖的翡翠贻贝为实验对象,在实验室内对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense(Lebour)Balech)采用单种培养技术,运用“麻痹性贝毒小白鼠生物检测法”进行毒性实验,研究了塔玛亚历山大藻对翡翠贻贝的麻痹性贝毒的毒力,藻密度为1×105个/dm3时,白鼠未死亡;藻密度为1×106个/dm3时,白鼠发生死亡.厦门西海域近年来暴发的赤潮一般起始于局部海区无害硅藻类浮游植物,在生态环境恶化下,硅藻类赤潮在生存竞争中消退,最终暴发有害赤潮.以试验结果为依据,根据厦门海域实际情况,参考各国贝毒临界值行动标准,提出适合南方赤潮多发区塔玛亚历山大藻的麻痹性贝毒藻密度预警值为1×105个/dm3.     

现代藻类碳酸钙沉积试验及其同位素不平衡现象

以喜钙念珠藻( Nosioc calcicola Breb. )为材料,研究胞外碳酸酐酶在碳酸钙沉积过程中的地球化学作用。试验结果表明: 在胞外碳酸酐酶的催化下,喜钙念珠藻利用HCO-3 进行光合作用不但使取自桂林岩溶试验场水样的碳酸钙沉积速率达到22. 4 mg /d· L,而且还使沉积下来的碳酸钙产生同位素分馏,导致其δ13 C和δ18O分别为1. 46‰和- 7. 48‰ ,高于空白对照样的δ13 C和δ18O值(δ13 C为- 12.61‰ ,δ18O为- 8. 99‰ )。该结果不但有助于了解藻类光合作用在全球碳循环中的重要性,而且通过其同位素分馏机制,还有助于我们更好利用石笋等沉积物进行古气候重建,从而避免由于生物强烈的同位素分馏作用而得到假象。