香樟和银杏落叶海水浸提液对东海原甲藻的抑藻效应及其有效成分分析

为寻找防治赤潮的有效手段,以香樟(Cinnamomum camphora)和银杏(Ginkgo biloba)落叶作为抑藻制剂材料,探究其常温海水浸提液对东海赤潮高发区原因种东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的化感抑制效果,并分别采用顶空-固相微萃取-气相色谱/质谱联用法和超高效液相色谱串联四极杆-飞行时间质谱法分析了香樟和银杏海水浸提液中的有效成分。结果表明:香樟和银杏叶浸提液对东海原甲藻生长的96 h半效应浓度(96 h-EC50)分别为1.23 g·L^(-1)和1.22 g·L^(-1)。高浓度香樟叶浸提液(≥3.0 g·L^(-1))处理72 h时即可使大量东海原甲藻细胞破裂,96 h时对东海原甲藻生长的抑制率高于70%,且在第8天仍可抑制东海原甲藻的生长。银杏叶浸提液对东海原甲藻的抑制作用起效快,处理24 h时,高浓度试验组(≥3.0 g·L^(-1))中东海原甲藻基本失去游动能力,处理96 h时,浓度≥2.0 g·L^(-1)的银杏叶浸提液对东海原甲藻生长的抑制率均达到了80%以上。另外,从香樟叶浸提液中共分离鉴定出了芳樟醇、橙花叔醇、桉油烯醇和桉叶油醇等可能具有化感作用的萜类物质,从银杏叶浸提液中分离鉴定出了儿茶素、芦丁和槲皮素等可能具有化感作用的黄酮类物质,其中橙花叔醇对东海原甲藻的生长具有明显抑制作用。橙花叔醇对东海原甲藻生长的96 h-EC50为1.25 mg·L^(-1);24 h时,4.0 mg·L^(-1)橙花叔醇即可使大量藻死亡,并使藻细胞丧失游动性;96 h时4.0 mg·L^(-1)橙花叔醇对东海原甲藻的抑制率达到了99.55%,所以橙花叔醇是一种有潜力的抑藻活性成分。研究结果为进一步探讨陆生植物对藻类的化感作用机理及制备复方抑藻剂提供了一定的科学参考。

舟山嵊泗海域东海原甲藻和中肋骨条藻与环境因子相关性分析

东海原甲藻与中肋骨条藻是东海长江口海域常见赤潮藻类,2020—2022年以舟山嵊泗海域为调查对象,研究了该片海域东海原甲藻和中肋骨条藻时空分布特征,以及与水环境因子(pH、盐度、水温、溶解氧、叶绿素a、浑浊度、活性磷酸盐、活性硅酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮)的相关性。分析结果表明,海原甲藻和中肋骨条藻在2020年月均密度最高;中肋骨条藻主要集中于S5号站位,密度远高于其他采样点。经过主成分分析,除5月份以外,2022年样品表现为盐度越大叶绿素a浓度越低;相关性分析时结果表明东海原甲藻与硝酸盐—氮呈正相关关系;中肋骨条藻与亚硝酸盐—氮、氨—氮、叶绿素a、水温、pH呈较强正相关关系。

典型东海原甲藻赤潮过程的环境影响因子分析

近二十年来,东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)在我国东海频繁引发赤潮,并已成为该海域的主要赤潮原因种之一。为研究该赤潮藻种对环境因子变化的响应,基于2019年5月浙江沿海赤潮发生区生态浮标和海洋台站的环境要素连续观测数据,结合主成分分析方法,对三次东海原甲藻赤潮生消过程及其成因进行了分析和讨论。结果表明,(1)持续的升温、降压、较高的湿度、较强的向岸风、充沛的营养盐以及海水盐度下降均是浙江沿海这几次东海原甲藻赤潮的重要诱发因素;(2)赤潮暴发期间偏弱的风速,缓慢升高的水温和气温均利于赤潮的维持;(3)溶解氧、pH与赤潮生物量呈显著正相关,亚硝氮与赤潮生物量呈显著负相关,三者的变化推测主要是赤潮生物光合作用产物和有机体分解产物的增加所引起;(4)赤潮后期偏高的pH、较强风速、盐度回升、气压升高以及水体营养盐含量的骤降均可加速赤潮的消亡。研究结果对认识东海原甲藻赤潮成因和生消机理有一定的指导意义,可为今后该种赤潮预警防控提供借鉴。

不同温度下东海原甲藻的细胞死亡

东海原甲藻赤潮是我国最常见的赤潮,已经给我国海洋生态带来了严重后果,研究其赤潮消亡过程非常重要。本文主要利用流式细胞技术来测定东海原甲藻在不同温度下(16、20、24℃)的细胞生长、死亡率及与死亡相关蛋白caspases-like的活性。结果表明:20℃下东海原甲藻细胞总数和存活细胞数量最多,但死亡率和其他2个温度没有显著差异,且有caspases-like活性的细胞比例和16℃组也无明显差异。可见,东海原甲藻caspases-like蛋白在低温条件下不全是执行PCD的功能,可能有辅助东海原甲藻适应低温的功能。

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和海洋原甲藻APBM(P.micans APBM)的5.8S rDNA及其转录间隔区(ITS)的克隆和序列分析

对东海原甲藻 (Prorocentrumdonghaiense)和海洋原甲藻APBM (P .micansAPBM)的5 8SrDNA及其转录间隔区 (ITS)序列进行了PCR扩增、克隆和序列测定 ,并分析了甲藻属 9株赤潮藻 ( 7株从GenBank获得 )的系统进化关系。结果表明 ,海洋原甲藻APBM的ITS片段 (含5 8S区 )为 631bp ,东海原甲藻的 (含 5 8S区 )为 5 5 2bp ;东海原甲藻与从GenBank中获得的微小原甲藻相似程度较高 ,与甲藻属其他原甲藻相似程度较低 ;本文研究的海洋原甲藻APBM的ITS序列与其他原甲藻相似程度都较低并且在进化树上距离也较远。用ITS1或ITS2序列构建的系统树与用ITS + 5 8SrDNA序列构建的系统树反映的结果基本一致 ,5

大型海藻龙须菜与东海原甲藻间的营养竞争

生物方法作为一种新兴的赤潮防治方法,因为其作用的专一性及较少的负效应,越来越受到人们的重视。研究了龙须菜(G racilaria lem aneif orm is)与东海原甲藻(P rorocentrum d ongha iense)之间营养盐NO3-、PO43-竞争的情况。结果显示,两者共培养时,龙须菜对营养盐的快速吸收利用,使得共培养体系中营养盐迅速降低,最终导致东海原甲藻消亡,而东海原甲藻对于龙须菜的生长不构成明显的影响。在营养盐充分的条件下,1g鲜重的龙须菜对NO3-的吸收能力相当于6.0×107个东海原甲藻细胞,对PO43-的吸收相当于2.4×107个东海原甲藻细胞。相对于东海原甲藻,龙须菜对营养盐的吸收利用更具有优势。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。

光照在东海近海东海原甲藻赤潮发生中的作用

利用船基现场培养实验和模型计算的方法,通过对东海原甲藻生长的光照效应和海水中光照最适宜生长水层的分析,研究了光照在东海近海东海原甲藻赤潮孕育和发生中的作用.结果表明,东海原甲藻生长与光照的关系可用Steele方程描述,其生长的最适光照强度（Iopt）为（38.2±3.8）W·m^-2,比其它几种常见赤潮藻的Iopt（40～133 W·m^-2）低,适应低光照的能力使东海原甲藻在高混浊海水中形成赤潮更具优势.东海近海光照最适宜东海原甲藻生长的水层厚度,由近岸向远岸逐渐增加,在赤潮高发区一般在5～10 m,而且位于水深3～15 m的次表层水层内.赤潮在“赤潮高发区”这个特定海域发生是水体光照和营养盐权衡的结果,而次表层光照最适的特性是导致春季次表层孕育赤潮的重要因素之一.

东海原甲藻的分子鉴定

采用nrDNA ITS序列及18S序列两种分子标记,对东海原甲藻和美国国家海洋藻种保藏中心(CCMP)的具齿原甲藻进行分子鉴定,结果表明,两者之间序列非常相似,两者的nrDNA ITS序列碱基差异值仅为0.002,nrDNA 18S序列的碱基差异值为0.000,根据分子数据,东海原甲藻和美国国家海洋藻种保藏中心的具齿原甲藻应为同一个种.从基因库获取原甲藻的另外3个种nrD-NA ITS序列和8个种的18S序列,用计算机软件进行分析和构建分子系统树,结果显示18S序列用于原甲藻的分子鉴定过于保守,而nrDNA ITS更适合于该种属界定的分子标准.

Cu、Pb、Zn和Cd对东海原甲藻的生态毒性效应

采用现场调查、现场培养实验和模型分析的方法,研究长江口及邻近海域重金属Cu、Pb、Zn、Cd对东海原甲藻的生态毒性效应.结果表明,东海原甲藻在重金属浓度较低时处于非检测毒性生长状态,在重金属浓度较高时处于毒性生长状态,毒性效应随重金属浓度的升高而增大,重金属离子与生物活性离子的竞争吸附是造成2种不同生长状态的原因.建立非检测毒性效应模型,获得Cu、Pb、Zn、Cd对东海原甲藻的非检测毒性浓度（NDEC）分别为4.1,45.2,131.7,138.9μg/L.2003年5月调查海区溶解态Cu、Pb、Zn、Cd浓度范围分别为1.0～5.8,0.10～0.57,3.8～7.5,0.01～0.05μg/L,Cu浓度超过其NDEC的面积达49%,估计造成东海原甲藻生物量降低5%,浓度最高的海区降低24%,Pb、Zn、Cd等对东海原甲藻的NDEC高于调查海区的浓度,不会对其生长造成影响.

生物表面活性剂对东海原甲藻生长的影响

以东海原甲藻为实验材料,研究了铜绿假单胞菌产鼠李糖脂类生物表面活性剂对藻细胞的抑制和杀藻作用.结果表明,鼠李糖脂在较低浓度下对东海原甲藻的生长有明显的抑制效果,增大用量,可直接杀灭藻细胞.生长延滞期的藻细胞对鼠李糖脂的作用更为敏感.在相同实验条件下,鼠李糖脂对绿藻生长的影响基本可以忽略,在低浓度下对中肋骨条藻和湛江叉鞭金藻生长的影响也很弱,鼠李糖脂的浓度增至5.0mg/L 以上时,对中肋骨条藻和湛江叉鞭金藻的生长表现出一定的抑制作用.

2004年东海原甲藻赤潮爆发的现场调查和分析

2004年4～5月对东海赤潮高发区开展了赤潮原因种的大面观测并对期间爆发的特大赤潮进行跟踪调查,在56个站位采集了171份样品。表层东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)变化范围为2.5×103～6.0×107cells·L-1,最大值出现在122.94°E,30°N的rb12A站;中层东海原甲藻变化范围为1.0×103～5.32×106cells·L-1,最大值出现在rf40站。从水平分布看,东海原甲藻呈不均匀分布,从垂直分布看,赤潮爆发前原甲藻细胞在水体中层密集,大量增殖后上升到表层,爆发赤潮。

基于核糖体DNA大亚基片断序列探讨中国东海海域赤潮原甲藻的分子分类

采用PCR扩增技术对分类上有争议的中国东海赤潮原因种(被称为东海原甲藻,本文简称:东海株系)的基因组DNA进行了核糖体DNA大亚基片断(LSU rDNA)的扩增和测序,并与一同扩增的来自美国CCMP的被称为具齿原甲藻(本文简称:CCMP株系)的同源序列进行分析比较.结果表明,两者710 bp的LSU rDNA同源序列中仅存在7个碱基的差异,遗传相似度高达99.01%,遗传差异为0.99%.进一步与Genebank其他3种原甲藻即P.mexicanum、P.micans和P.minimum的同源序列进行比较,发现其他3种原甲藻两两间的种间遗传相似度在91.1%～95.5%之间,而P.micans和P.minimum种内不同株系的遗传相似度为99.4%～99.9%,均为99%以上.综合这些数据说明东海株系与CCMP株系之间的0.99%的遗传差异应视为种内差异,原甲藻的东海株系与CCMP株系当属异名同种.因此本试验结果从分子水平支持了被称为东海原甲藻的原甲藻与被称为具齿原甲藻(P.dentatum)的原甲藻同为一种的观点.

几种环境因子对高生物量赤潮甲藻——东海原甲藻光合作用的影响

利用测定净光合放氧速率的方法研究了温度、盐度、pH值和光照强度对东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）光合作用的影响。东海原甲藻适宜的温度范围是15～30℃，最适温度22～28℃，低于9℃和高于33℃，不能进行光合作用；适宜的盐度范围为22～35，最适盐度28～30；适宜的pH范围较小，为6．0～9．0，最适pH值范围7．5～8．5，与所生活的海洋环境一致，pH高于9．5，不能进行有效的光合作用，pH10．0可致死全部细胞；光饱和点在600μmol／（m^2·s）附近，在更高光强下没有发生光抑制。测定的对光合作用适宜的条件和最适条件与他人培养试验结果一致，与东海原甲藻赤潮发生现场的生态调查结果吻合。表明通过测定光合作用速率对主要生态因子变化的响应，可以掌握藻类生长繁殖对主要生态因子的要求以及对这些因子变化的适应能力。了解赤潮藻的生理生态特性是认识赤潮发生机理的基础，本研究结果为认识赤潮发生的机理提供了重要的信息。

铁限制条件下东海原甲藻分泌铁载体

在铁限制条件下,进行东海原甲藻分泌铁载体的动态研究。对藻类在富铁与缺铁条件下生长状况、生长过程中分泌铁载体的情况以及海藻接种量对铁载体分泌的影响进行了连续观测,结果表明:东海原甲藻在缺铁条件下生长状况远不如在富铁条件下;随着藻类的生长,分泌铁载体不断增多,达指数生长期时,其分泌量也达到了最大值,之后藻类的生长和铁载体分泌都呈现下降趋势;高接种量东海原甲藻能分泌较多的铁载体,并在较短时间到达峰值。

舟山海域春季浮游植物生物量及东海原甲藻赤潮频发机制初探

通过2002和2003年春季2个航次对东海舟山群岛及其邻域大面站的浮游植物及期间爆发的大规模东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）赤潮的综合调查，研究了调查海区浮游植物叶绿素a和营养盐的分布特性，分析了赤潮高发区域的生态环境特征，探讨了诱发和控制海域赤潮发生的环境因子．结果表明，2002和2003年春季大面站表层平均叶绿素a浓度分别为1．09±1．63和4．21±5．33mg·m^-3，调查海区平均为0．70±0．48和2．60±2．99mg·m^-3，叶绿素a浓度的高值区基本上位于122．5°～123°E间冲淡水形成的锋面区域，此区域营养盐可以得到充分补充，光照条件适宜，也是浮游植物生产力的高值带．2002和2003年东海原甲藻赤潮跟踪期间，表层平均叶绿素8浓度分别高达18．45±11．04和12．47±8．15mg·m^-3．赤潮发生海域盐度在26～30，赤潮藻生长易受磷的限制．光照条件适宜、营养盐（特别是磷酸盐）能得到较快的补充及锋面辐聚带的形成是赤潮形成的重要条件．

浒苔干粉末提取物对东海原甲藻和中肋骨条藻的克生作用

研究不同溶剂的浒苔干粉末组织提取液对两种赤潮藻———东海原甲藻和中肋骨条藻生长的克生效应。结果表明,浒苔提取物中确实含有可以影响赤潮藻类生长的克生物质,克生作用具有较明显的浓度效应,低浓度时可能会表现为一定的促进生长的作用,浓度较高时表现为抑制作用,添加浓度越大,抑制作用越强,即"低促高抑"的特点,这与浒苔提取物对其他微藻的作用相似。其中,蒸馏水提取物对这两种赤潮藻的克生作用小于有机溶剂提取物,有机溶剂中,甲醇和乙酸乙酯提取物对这两种赤潮藻的克生效果最好,正己烷相对较差。根据相似相溶原理,可以初步推断最有效的克生物质应为具有相对较高的极性的有机物。两种赤潮藻对克生物质的敏感程度不同。东海原甲藻对克生物质的敏感性高于中肋骨条藻。蒸馏水、甲醇、乙酸乙酯、正己烷的浒苔干粉末提取物影响东海原甲藻生长的致死作用阈值浓度分别为5.00、0.50、0.50、0.63 g/L(相当于浒苔新鲜藻体浓度为22.00、2.20、2.20、2.75 g湿重/L);影响中肋骨条藻生长的致死作用阈值浓度则分别为20.00、1.25、1.25、2.50 g/L(相当于新鲜藻体浓度为88.00、5.50、5.50、11.00 g湿重/L)。

东海原甲藻对不同磷源的利用特征

采用单因子实验,以NaNO3作为唯一氮源,固定初始氮浓度为40μmol.L-1,设置六个初始磷浓度梯度:0.1μmol.L-1、0.5μmol.L-1、1.0μmol.L-1、2.0μmol.L-1、5.0μmol.L-1、10.0μmol.L-1,对比研究了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)对4种不同磷源的利用特征及其这4种不同磷源对东海原甲藻的营养价值。结果表明:东海原甲藻既可以直接吸收利用无机磷——磷酸二氢钠(NaH2PO4),又可以不同程度地利用3种小分子有机磷:三磷酸腺苷二钠盐(ATP)、D-葡萄糖-6-磷酸钠(G-6-P)和甘油磷酸钠(G-P);东海原甲藻在以NaH2PO4、G-6-P和ATP分别作为磷源时的最大比生长率(μmax)值相差不大,3种磷源对最大生物量的贡献也基本相近;但是以G-P作为磷源时则明显有最低的μmax值,其对最大生物量的贡献也最低。东海原甲藻对这4种磷源的利用特征说明:长江口自然海水中与三种小分子有机磷结构相似的溶解有机磷在一定程度上也可以为东海原甲藻赤潮的爆发和维持提供磷源。

东海具齿原甲藻的扫描电子显微结构

在光学显微镜分析鉴定的基础上 ,通过高分辨率的扫描电子显微镜 ,对东海赤潮原甲藻标本和美国国家海洋藻种中心 (CCMP)的具齿原甲藻 (Prorocentrumdentatum )藻株 (CCMP15 17)的细胞表面结构进行观察和比较 ,认为两者为同一种类 .在分析大量文献资料的基础上 ,可以认为发生在我国东海水域的赤潮原甲藻种类是具齿原甲藻 (Prorocentrumdentatum) ,而非新种 .

2005年春初浙江近海的低温特征及其对大规模东海原甲藻赤潮发生的影响

在长江口附近和浙江近海海域,近些年来每年春季几乎都发生大规模的东海原甲藻(Proro-centrum donghaiense)赤潮,时间通常是在4月底或5月初,但2005年却一直到5月底才发生。本文根据近几年在浙江近海进行的多个春季航次的调查资料和有关站位的气象资料,分析了该海区2005年春初的温度特征及其对大规模东海原甲藻赤潮发生的影响,阐明了2005年春季大规模东海原甲藻赤潮迟发的主要物理环境原因。结果表明,2005年3月浙江近海水温比多年同期平均值偏低,且这种情况在近岸区更为明显;与2004年同期相比,2005年春初(4月初)浙江近海水温偏低,2005年和2004年的这种水温差异在近岸和中上层的低盐水里最为明显,而在远岸和下层的高盐水水温差异则相对要小;近岸低盐水最低温度2005年比2004年低约2.6℃;2005年1—3月浙江近海特殊的气象条件(10 a中最低的气温和强劲的偏北大风)和2004/2005年冬季较弱的台湾暖流是形成4月初浙江近海低温特征的主要原因;2004年冬季和2005年春初浙江近水温偏低很可能是2005年春季东海大规模原甲藻赤潮迟发的主要原因。

氮、磷营养盐对东海原甲藻生长和硝酸还原酶活性的影响

在实验室培养条件下,研究了不同氮、磷浓度及氮磷比结构对东海原甲藻生长和藻细胞硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明,各培养组藻细胞在接种后d2即进入指数生长期,但受氮、磷浓度及结构的影响,各培养组的比生长率和藻密度存在一定的差异.同东海原甲藻的生长类似,藻细胞的NRA也受氮、磷浓度及结构的影响.研究进一步发现,东海原甲藻硝酸还原酶活性的最大值(NRAmax)都出现在指数生长期,与最大比生长率出现时间基本一致,且当N/P=16时,酶活力有最大值,表明东海原甲藻的硝酸还原酶活性存在一定阈值.此外,藻的生长速率与营养盐的同化速率并不一致,存在一定的滞后效应.