入侵蓝藻——拟柱胞藻的分布特征及生理生态研究进展

拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)因能产生蓝藻毒素、形成水华并具入侵特性,导致严重的公众健康和环境安全问题而在近年备受关注。拟柱胞藻被认为是热带特征性种类,但在过去的20多年中,研究发现该藻广泛出现在包括北欧在内的亚热带和温带地区水体,这表明拟柱胞藻已成为一个广布性入侵种类。系统地理学研究确认该藻属热带起源,提出两个假说解释其在世界范围内的扩散。拟柱胞藻的成功入侵被认为与该藻的生理生态可塑性有关,该藻喜好高温,耐阴性强,但却可以耐受较宽的温度和光强波动,这种适应性是其在温带到热带水体都广泛存在的基础。拟柱孢藻在氮利用上被认为是广幅种,可利用NH_4^+、NO_3^-、有机氮等不同形态的氮以解决缺氮危机;在氮不足的环境中,它能形成异形胞自行固氮而获得生长优势。拟柱孢藻拥有快速吸收和储存无机磷的能力以适应低磷环境,故其可在磷浓度极低的环境中占据优势。此外,拟柱孢藻的产毒能力可能有助于其营养摄取和捕食防御,其他因子如盐度、化感作用都可能在拟柱胞藻的地理扩散中起重要作用。文章较全面地总结了拟柱胞藻对不同环境因子的适应性,阐明了该藻入侵的生理生态策略。

广东省千灯湖拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)的形态和产毒能力的株间差异及系统进化

拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)是一种入侵蓝藻,能够产生拟柱孢藻毒素(cylindrospermopsin,CYN),严重危害人类健康.现有研究表明该藻已在我国广泛分布,更是华南地区常见的水华蓝藻,但目前对其产毒和起源还缺乏了解.本研究以中国广东省千灯湖分离出的10株拟柱孢藻为材料,对它们的生长、形态和产毒特性进行了观测,并构建了基于nif H和rpo C1基因的双基因系统进化树.结果表明,10株拟柱孢藻藻丝体形态均呈笔直型,除QDH1藻株外,其他的拟柱孢藻均可产生端生异形胞,厚壁孢子也常有出现;10藻株丝体的平均长度在41.0~77.7μm之间,宽度在2.433~3.125μm之间,它们的长宽比值差异显著.10藻株的比生长速率差异极显著,为0.075~0.174 d-1.检测发现10株藻中仅QDH7藻株可检测到6个CYN合成酶基因,液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)分析表明该藻株主要产生deoxy-CYN异构体,其浓度可达1745.19 ng/mL.系统进化分析表明千灯湖的拟柱孢藻与澳大利亚、欧洲和国内其他地区的藻株同源性较高,但基于rpo C1和nif H基因不能区分千灯湖的产毒藻株和非产毒藻株.本研究证实了广东省水体中存在产毒拟柱孢藻,需防范这类新型产毒蓝藻水华所带来的生态风险.

广东省水库拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)的分布特征及影响因子分析

拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)是热带亚热带地区的特征性蓝藻,具潜在的产毒能力,近年来因其向全球温带地区扩展而备受关注.本研究以广东省20座不同营养类型水库的历史数据(2010年的春季、夏季和冬季)为基础,重点考察拟柱孢藻在广东省水库的发生和分布状况.调查期间共发现19座水库存在拟柱孢藻,其种群生物量在0. 000 1~39. 740mg·L^(-1)之间,占浮游植物的0. 02%~97. 07%.拟柱孢藻具明显的空间及季节分布特征,粤西地区的出现率(77. 78%)高于珠江三角洲地区(66. 67%)和粤北地区(33. 33%),冬季的检出率(85%)高于夏季(70%)和春季(40%),分析表明水温是决定拟柱孢藻空间及季节变化的关键因素.拟柱孢藻在不同营养状态的水库之间出现率差异明显,富营养型水库的检出率(81. 48%)显著高于中富营养型水库(66. 67%)和贫中营养型水库(33. 33%),冗余分析(RDA)结果表明拟柱孢藻生物量与总氮(TN)、营养状态指数(TSI)呈正相关,与可溶性无机氮(DIN)、可溶性活性磷(SRP)及透明度(SD)呈负相关,推测高氮、低磷、低透明度的环境条件有利于拟柱孢藻形成优势.