陆源DON亲水和疏水组分对米氏凯伦藻和中肋骨条藻生长及种间竞争的影响

本文以米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为研究对象,采用畜禽养殖源有机质为DON氮源,应用XAD-8树脂分离亲水性和疏水性组分,并进行单一藻和双藻混合DON加富室内受控培养实验。结果表明,亲水性DON组分和疏水性DON组分均可促进米氏凯伦藻和中肋骨条藻的生长,其中,亲水组分的促进作用优于疏水组分(P<0.05,α=0.05)。在溶解无机氮浓度不受限条件下,通过DON加富培养,中肋骨条藻相对于米氏凯伦藻具有竞争优势,表现为氮营养盐吸收速率常数、氮亲和力指数和浮游植物生长速率常数均大于米氏凯伦藻(P<0.05,α=0.05),这可能与米氏凯伦藻在吸收利用DON过程中,需要分泌更多的亮氨酸氨肽酶以提高其营养供应策略有关,而中肋骨条藻则可以在较低的酶活性下吸收利用不同形态和组成的氮。本文研究结果有助于从动力学上加深不同DON组分对长江口赤潮多发区中肋骨条藻赤潮爆发支撑作用的理解。

中肋骨条藻和赫氏圆石藻生长过程中低分子量有机酸的产生动力学及其影响因素

本文首次选取海洋中具有代表性的中肋骨条藻和赫氏圆石藻,考察它们生长过程中产生的低分子量有机酸(LMWOAs)的变化情况,探究藻类生命活动对海水中LMWOAs的影响。结果显示,两种藻类在生长过程中均能向培养液释放乳酸、乙酸和甲酸,且灭菌生长条件下更有利于中肋骨条藻和赫氏圆石藻培养液中LMWOAs的积累。中肋骨条藻在生长过程中,能够积累乳酸和乙酸,而赫氏圆石藻在生长过程能够积累乙酸和甲酸。两种藻的细胞密度与培养液中pH值均和培养液总LMWOAs浓度呈显著正相关。这两种藻均能向海水释放LMWOAs,是海水LMWOAs的来源。在指数生长阶段,这两种藻释放的LMWOAs在海水中的积累对海水pH值影响显著。

光照与东海近海中肋骨条藻(Skeletonema costatum)赤潮发生季节的关系

利用船基现场培养实验和模型计算的方法,研究了光照与东海近海春夏季均能发生中肋骨条藻赤潮的关系.结果表明,中肋骨条藻生长的最适光照强度(Iopt)随水温(t)的增加呈'慢升快降'的不对称'倒V'形变化特征,在25℃左右Iopt最大,为121.6 W.m-2,Iopt-t曲线符合Blanchard方程;由东海海表水温计算的中肋骨条藻Iopt的季节变化特征与东海海面光照强度、海水透明度的季节变化基本同步(R2=0.907±0.115,p<0.001),且滞后于海面光照强度2个月左右,这使春夏季海水中光照最适宜生长的水层均为全年最厚(6 m左右).可见,中肋骨条藻对光照的适应性很强,海区海水光照的适宜性是春夏季均能形成大规模中肋骨条藻赤潮的重要原因之一.

藻源有色溶解有机物的光学特性变化及一氧化碳的光生成——以中肋骨条藻为例

以中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为研究对象,对其生长周期中有色溶解有机物(CDOM)的光学特性变化、藻源CDOM在不同波长辐照下的降解和一氧化碳(CO)的产生情况进行探究.结果表明,在微藻生长过程中,CDOM吸收系数a(350)呈现先降低后增加的趋势.辨别出2种类腐殖质组分C1(E_(x)/E_(m)=325/395nm)和C2(E_(x)/E_(m)=265/445nm)以及1种类蛋白质组分C3(E_(x)/E_(m)=275/345nm).随着辐照波长范围的增加,a(350)及荧光组分的荧光强度在不同生长阶段的损失率均呈现升高趋势.在光照9h后,a(350)分别在280~800,315~800和400~800nm辐照波长下平均降低了69.07%±8.23%、51.85%±12.54%和31.12%±3.40%.此外,藻源CDOM的降解产物CO随辐照波长范围的增加而升高,紫外光对CO生成的贡献超过70%.

赤潮水体中胶体物质对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响

2004年2月9~10日在胶州湾发生的柔弱几内亚藻(Guinardia delicatula)赤潮期间分别在3个典型赤潮站位采集表层水样,利用过滤(0.7μm)和切向超滤(1000Daltons)分离赤潮暴发水体中的胶体物质,分析了不同滤液及截留液的有机碳含量,并将赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在<1000Daltons的超滤液及具有不同含量胶体物质(1000Daltons^0.7μm)的截留液中进行培养。结果发现在发生柔弱几内亚藻赤潮期间水体中的溶解有机碳浓度会增加,特别是胶体有机碳浓度会成倍增长;在不同胶体含量海水中培养的赤潮异弯藻的最大生长率μmax和最大生物量Bf与对照组相比会随着胶体含量的增加而显著增大,而中肋骨条藻的最大生长率μmax和最大生物量Bf与对照组相比会随着胶体含量增加而显著降低,表明柔弱几内亚藻赤潮水体中的胶体物质对赤潮异弯藻的生长起促进作用,而对中肋骨条藻的生长起抑制作用。这说明柔弱几内亚藻在增殖过程中所产生的胶体物质具有他感作用,会影响其它微藻的生长,从而可能对柔弱几内亚藻赤潮的形成起重要作用。

塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)种间竞争及UV-B辐射胁迫对其影响

采用共培养的方法,研究了塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻种群竞争关系对UV-B辐射增强的响应变化。结果表明,不同的接种密度对塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻种群竞争有明显的影响。当塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻的接种比例为A∶S=1∶4时,中肋骨条藻在竞争中占优势;当接种例为A∶S=1∶1时,虽然塔玛亚历山大藻在竞争中占优势,但也受到了中肋骨条藻的抑制;接种比例为A∶S=4∶1时,塔玛亚历山大藻的生长竞争优势更加明显。UV-B辐射增强(在预备实验的前提下,选择1.4J/m2)可改变塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻种群竞争的关系,使塔玛亚历山大藻种群竞争能力降低,中肋骨条藻种群竞争能力大大提高,从而导致处理Ⅰ(A∶S=1∶4)中,中肋骨条藻在竞争优势更加明显,在处理Ⅱ(A∶S=1∶1)中,中肋骨条藻在竞争中占一定的优势。

粤东柘林湾中肋骨条藻(Skeletonema costatum)种群生态学

于2000年5月～2004年12月对粤东大规模养殖区柘林湾的赤潮藻中肋骨条藻（Skeletonema costatum）种群的时空分布进行了长达5a的调查。结果表明，中肋骨条藻种群密度的周年变动模式基本为双峰型，平面分布没有显著的空间差异。调查期间，中肋骨条藻种群密度的站位实测值为0～1．4×10^7cells／dm^3，总均值为3．3×10^5cells／dm^3，占浮游植物总细胞数的67．1％，为调查海区第1优势种。在总共1045份样品中，有中肋骨条藻出现的样品数为1020份。其中，种群密度大于10^6cells／dm^3的样品有65份，大于10^7cells／dm。则有4份。以大于10^6cells／dm^3为中肋骨条藻的赤潮密度标准，在调查期间至少于2000年、2003年发生4次赤潮。运用灰关联理论对中肋骨条藻种群密度与13个环境因子的关系进行排序分析发现，水温、pH值和浮游动物是影响柘林湾中肋骨条藻种群时空分布的关键因子。水温还与中肋骨条藻种群密度的对数值具极显著意义的线性关系，而达到赤潮密度的样品均落在24．5～32．0℃区间，即每年的5～9月份高温季节。由于柘林湾浮游动物的年高峰期也出现在高温季节，说明浮游动物摄食压力的存在可能是柘林湾中肋骨条藻赤潮发生的重要抑制因子。2004年调查海区中肋骨条藻种群密度和在浮游植物群落中的优势度骤然降低，可能与水体营养盐结构和Fe含量的变化有关。因此，长期调查与监测对于研究海湾生态学和赤潮发生机制是极为重要的。

大连湾赤潮生物——中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生态初探

本文报道了大连湾中肋骨条藻生态调查结果。该种在湾内全年均有分布,春秋两季为其繁殖旺盛期。西部沿岸水域的细胞密度最大,有时可高达109个·m～3,接近赤潮浓度。中部水域的细胞数量较少,湾口最低。根据单项富营养化阀值标准和多项指标营养状况指数法计算表明,大连湾西部沿岸水域已达到富营养化水平。

温度和pCO_(2)对中肋骨条藻释放挥发性卤代烃的影响

挥发性卤代烃(volatilehalocarbon,VHCs)是大气中一类重要的臭氧层破坏者和环境污染物,海洋微藻释放是大气VHCs的重要来源,在调节全球气候中起着至关重要的作用。该研究在2个温度(T=20、25°C)和2个CO_(2)分压(pCO_(2)=395、790 mg/L)条件下,模拟研究了温度和pCO_(2)升高对中肋骨条藻生长和3种VHCs(CHBr_(3)、CHBr_(2)Cl和CHBrCl_(2))释放量的影响。研究结果表明,pCO_(2)=395 mg/L,T=25°C时,中肋骨条藻的生长情况最佳;pCO_(2)=790 mg/L,T=20°C时,中肋骨条藻的生长情况最差。温度升高时,CHBr_(3)、CHBr_(2)Cl和CHBrCl_(2)的平均浓度分别增加了10.55%、9.45%和12.18%;pCO_(2)升高时,CHBr_(3)和CHBrCl_(2)的平均浓度分别降低了19.29%和30.80%;温度和pCO_(2)同时升高时,CHBr_(3)和CHBr_(2)Cl的平均浓度分别增加了8.06%和29.02%。该结果表明,温度和pCO_(2)同时升高对中肋骨条藻VHCs释放产生了协同效应,加剧了温室气体VHCs的释放。

不同氮磷比对中肋骨条藻和威氏海链藻生长特性的影响

实验室条件下用不同氮磷摩尔比(4:1,16:1,64:1)的培养液培养中肋骨条藻Skeletonema costatum和威氏海链藻Thalassiosira weissflogii,对它们的比生长率、细胞状态、细胞对外界氮磷营养元素的吸收和细胞内氮磷比的变化进行了研究。结果表明,氮磷比显著影响两种硅藻的生长和生理状态,氮浓度对细胞生长的影响更大。N限制组(N:P=4:1)的比生长率、细胞数量和叶绿素a含量明显低于正常条件和P限制组(N:P=64:1);威氏海链藻生长对N的变化比中肋骨条藻更为敏感,吸收外界无机氮的速率更快。营养盐充足的情况下,水体中藻细胞的氮磷比变化会较小,但由于"奢侈消费"现象的存在,在出现营养盐限制时,细胞的氮磷比组成会跟随环境的氮磷比改变,在氮限制的条件下,细胞的氮磷比会相应减少,而相反在磷限制的条件下,细胞的氮磷比会明显增加。

旋链角毛藻对中肋骨条藻化感作用的影响因素及化感物质性质初探

在已知旋链角毛藻对中肋骨条藻具有化感作用的前提下，进行了温度、生长时期、光照、细菌等因素对旋链角毛藻化感作用的影响、化感物质的萃取及粗提物对中肋骨条藻的化感效应检验等实验，研究了旋链角毛藻化感物质的性质、降解特点，并初步测定了化感物质的结构。结果表明：旋链角毛藻化感作用与生长时期有关，指数期滤液化感作用强于衰亡期；旋链角毛藻的化感物质在50℃以下保持稳定，光和细菌均引起旋链角毛藻化感物质的降解，且细菌降解强于光降解；旋链角毛藻的乙酸乙酯萃取物具有明显的化感活性，该萃取物在255～260 nm处有特征吸收峰。综合以上结果，推测旋链角毛藻化感物质可能为分解温度在50℃以上的易被光和细菌降解的苯衍生物，从极性上看较易溶于乙酸乙酯。

纳米二氧化硅与汞(Hg^2＋)对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的联合毒性效应

随着纳米材料在日常生产生活中的广泛应用,部分纳米颗粒物不可避免地会通过废弃物排放等途径进入海洋.当纳米颗粒物与海洋中的污染物(如与重金属)共存时,因其独特的物化特性往往会成为污染物的良好载体并在生物体内累积,从而增加已有污染物和生物的相互作用,对海洋环境构成潜在的生态风险.已有的研究更多关注单一纳米材料的生态毒性效应,有关纳米颗粒物与污染物的复合生物效应的研究较少.因此,本文研究了已广泛应用的纳米Si O2与常见的重金属污染物Hg^(2+)对东海常见海洋微藻-中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的联合毒性效应.结果表明,Hg^(2+)会抑制中肋骨条藻的生长,24 h-EC50、48 h-EC50和72 h-EC50值分别为56.3μg·L^(-1)、58.6μg·L^(-1)和36.8μg·L^(-1);低浓度的纳米Si O2(1 mg·L^(-1)和5 mg·L^(-1))未对中肋骨条藻的生长产生抑制作用,而较高浓度的纳米Si O2(≥10 mg·L^(-1))会显著(P<0.05)抑制中肋骨条藻的生长,并且提升微藻超氧化物歧化酶SOD的活性,影响微藻的抗氧化系统.添加1 mg·L^(-1)纳米Si O2会增强Hg^(2+)对中肋骨条藻的生长抑制作用,Hg^(2+)的24 h-EC50和48 h-EC50分别下降至41μg·L^(-1)和43μg·L^(-1),虽然1 mg·L^(-1)纳米Si O2本身没有对中肋骨条藻产生生长抑制作用,但是能够明显增强Hg^(2+)对中肋骨条藻的毒性.纳米Si O2对Hg^(2+)有着较强的吸附能力,在60 min时,100 mg·L^(-1)纳米Si O2对100μg·L^(-1)的Hg^(2+)的吸附率为90.08%,最大吸附量为5.92 mg·g^(-1).吸附了Hg^(2+)的纳米Si O2在中肋骨条藻内的累积可能是造成这种协同毒性的主要原因.

溶藻细菌L7(Algicidal Bacteria Strain L7)与中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的相互作用

将6组不同初始种群密度的溶藻细菌L7（Bacillus cereus）菌悬液和添加了溶藻细菌L7胞内、外代谢产物的2216E培养液加入到中肋骨条藻（Skeletonema costatum）悬浮液中,将5组不同初始种群密度的中肋骨条藻悬浮液和添加了中肋骨条藻胞内外代谢产物的f/2-Si培养液加入到溶藻细菌L7悬浮液中,探讨溶藻细菌L7和中肋骨条藻的相互作用.在第7天时,L7胞外代谢产物使中肋骨条藻细胞数量下降95.42％,表现为间接溶藻,胞内代谢产物使藻细胞数量增长361.47％,表现为加快藻增长.L7初始种群密度为3.89×106cfu/mL和3.89 × 107cfu/mL时,在第7天藻细胞数量均下降80％以上;初始种群密度为3.89×102～3.89×104cfu/mL时,在第7天L7促进藻生长.中肋骨条藻种群密度为3.89×103 cells/L、3.89×104 cells/L及3.89×106 cells/L时,最迟于第7天,L7种群密度开始低于对照组,即中肋骨条藻能够在一段时间后抑制L7生长.从第4天开始,中肋骨条藻胞外代谢产物使L7种群密度低于对照组,即中肋骨条藻对L7产生抑制作用;胞内代谢产物对L7生长的影响不明显.

中肋骨条藻（Skeletonemacostatum）赤潮发生过程中微量元素Fe、Mn作用的研究

通过一个完整的骨条藻赤潮发生过程（起始─—发展─—维持─—消亡），研究水体中Ｆｅ、Ｍｎ含量的变化及其与赤潮发生的关系。结果表明：（１）表层水中，赤潮发生的起始阶段Ｆｅ、Ｍｎ浓度很高，分别为大于１７．８μｍｏｌ／Ｌ和０．５１μｍｏｌ／Ｌ．随着骨条藻的增殖，藻类细胞的增加，Ｆｅ、Ｍｎ含量下降，赤潮消失后，水体中Ｆｅ含量回升：Ｍｎ含量仍保持低浓度（未检出）．（２）４ｍ层水体中，在起始和维持两阶段，Ｆｅ、Ｍｎ含量均较高，其它与表层水一致．（３）底层水体，在起始阶段，Ｆｅ、Ｍｎ含量比表层和４ｍ层的要高，赤潮消失后，Ｆｅ、Ｍｎ含量均回升。可见，水体中Ｆｅ、Ｍｎ含量的异常升高，可能是诱发骨条藻赤潮的因子之一。赤潮发生过程中，Ｆｅ、Ｍｎ含量的变化是藻类对其吸收利用所致。每年５月到８月，为长江丰水期，迳流携带Ｆｅ、Ｍｎ入海的量也大，这可能是造成长江口外赤潮多发的原因之一。

氮磷营养盐对中肋骨条藻生长及硝酸还原酶活性的影响

通过实验室培养，在不同氮磷浓度及氮磷比率的营养条件下，对中肋骨条藻（Skeletonema costatum）的生长及藻细胞硝酸还原酶的活性进行研究。实验结果表明，中肋骨条藻属于营养型藻类，氮磷营养盐的添加，极大地促进了藻细胞的增殖。在接种后的第4～5天，各培养组藻密度达到最大值并与对照组形成极显著性差异（P〈0．01）。实验进一步发现，环境中的氮、磷浓度及氮磷比率都会影响中肋骨条藻的生长及藻细胞硝酸还原酶活性（NRA）。此外，在各培养组中，中肋骨条藻硝酸还原酶活性的最大值（NRAmax）均出现在指数生长期（接藻后第1，2天），早于最大藻密度的出现时间（第4，5天），这表明藻对营养盐的同化速率与生长速率并不一致，后者存在一定的滞后效应。在本实验条件下，中肋骨条藻的硝酸还原酶活性存在一定的阈值。

长江口海水盐度和悬浮体对中肋骨条藻生长的影响

2001年5月通过实验室培养的方法研究了长江口优势赤潮浮游植物种类———中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)在长江口海水中的生长情况。实验结果显示 ,在实验光强范围内该藻相对生长速率常数随光强的减小而减小 ,表明光照的可得性是影响其生长的重要因素 ;悬浮体的遮光效应会限制其生长 ,海水盐度超出其适宜生长的范围也会对其的生长产生不利影响。两个相互对比的实验说明在泥沙含量很高的长江口咸淡混合水中光照的可得性和盐度均影响中肋骨条藻的生长 ,综合这两个因素 ,在实验盐度范围内最适宜中肋骨条藻生长的盐度是约为19.2的咸淡水 ,适于中肋骨条藻适宜生长的盐度为14～23。

胶州湾中肋骨条藻赤潮与环境因子的关系

1998年 7月 3— 8日胶州湾女姑山增养殖海域发生一次中肋骨条藻 (Skeletonemacostatum)赤潮 ,对该次赤潮生消全过程环境因子变化的监测分析表明 :该养殖海域表层水体溶解态无机氮、无机磷、可溶性铁和锰含量高 ,为赤潮的发生提供了必需的营养基础 ;6月 30日— 7月 1日较强的降雨过程使水体在以后两天中形成了高温、低盐、富营养的环境 ,有利于中肋骨条藻的快速增殖并直接导致了赤潮的爆发 ;7月 3— 8日天气持续的高温和静风使赤潮得以维持 ,随后磷、硅的耗尽使赤潮逐步走向消亡。应用相关分析和主成分分析 ,研究了赤潮与环境因子的关系。结果表明 ,影响本次赤潮的重要环境因子有 :盐度、水温、硅酸盐、磷酸盐。

金属离子对中肋骨条藻的胁迫效应及叶绿素a合成的影响

研究中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长对不同质量浓度的5种金属离子胁迫的响应,探讨5种金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成的影响。结果显示:生长方面,中肋骨条藻对Cd2+和Ba2+的响应较明显,培养至第10天,Cd2+质量浓度为1、10 mg/L组生长量仅有对照组的59%及43.6%;Ba2+质量浓度为2 mg/L组到第10天是对照组的69.4%,而0.5 mg/L组超过对照组38.9%;中肋骨条藻对其他金属离子的胁迫响应不明显;叶绿素合成方面,Cd2+质量浓度为1 mg/L时,叶绿素a合成量达最高,高于对照组157%;而Ba2+质量浓度为0.5、1 mg/L时,超出对照组的116%和483%;其他金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成均起抑制作用,各个质量浓度组均低于对照组,其中Pb2+质量浓度为0.3 mg/L、Mn2+质量浓度为1 mg/L及Li+质量浓度为0.1 mg/L时,叶绿素a含量达最低值,仅为对照组的34.1%、37.5%和17.6%;结论是质量浓度为0.5 mg/L的Ba2+可促进中肋骨条藻的生长及叶绿素的合成,对其产业化规模培养具有重要意义。

脉冲式营养盐输入对中肋骨条藻生长的影响

脉冲输入营养盐是陆源输入营养盐的一种方式。用室内模拟脉冲营养盐输入的方法,研究了脉冲营养盐输入对于典型赤潮藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响。结果发现脉冲输入营养盐对于中肋骨条藻生长有明显的影响,营养盐脉冲输入的频率和中肋骨条藻生长波动的频率相同。每天输入一次营养盐中肋骨条藻出现藻密度峰值的时间要比每5天输入一次营养盐和每10天输入一次营养盐的中肋骨条藻要滞后,而且藻密度峰值也比后两种情况低。对于3种营养盐的吸收速率而言,每10天输入一次营养盐的中肋骨条藻的吸收速率最大,其次是每天输入一次营养盐的中肋骨条藻,最小的是每5天输入一次营养盐的中肋骨条藻;3种营养盐脉冲输入模式下,每5天输入一次营养盐的中肋骨条藻对于N盐和Si盐的营养需求最少。

鼠尾藻对赤潮异弯藻和中肋骨条藻的抑制作用

通过共培养的方法,研究了鼠尾藻(Surgassumthunbergii)培养水的过滤液、新鲜组织、干粉末、水溶性抽提液对赤潮异弯藻(Heterosigmaakashiwo)和中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)生长的抑制效应,建立了分隔共培养系统并证明了抑制物质的存在,排除了细胞直接接触抑制的可能性.结果表明,在共培养实验中,鼠尾藻新鲜组织、干粉末及水溶性抽提液对赤潮异弯藻和中肋骨条藻的生长具有显著的抑制作用,且在较高浓度下对两种赤潮微藻的生长具有致死效应.在一次性及半连续培养方式下,鼠尾藻培养水过滤液对赤潮异弯藻的生长无抑制效应,而对中肋骨条藻的生长具有显著的抑制效应.