温度对微型鞭毛虫摄食细菌的影响

为研究温度对微型鞭毛虫(Nanoflagellates,NF)摄食细菌的影响,于广西近岸海区采集NF自然群落,置于实验室不同温度下(14℃、22℃、28℃)培养9天,观察细菌和NF的丰度变化。并以荧光细菌标记法研究不同温度下异养微型鞭毛虫(Hetertrophic Nanoflagellates, HNF)和含色素微型鞭毛虫(Pigmented Nanoflagellates, PNF)对细菌的摄食率,计算不同类型NF的群落摄食率。此外,研究还比较了不同粒径PNF(<3μm和3～10μm)对细菌的摄食。结果表明,不同类型的NF对细菌的摄食率由大到小为:3～10μm PNF、HNF、小于3μm PNF。较之PNF,HNF的摄食受温度影响较小。PNF的摄食率在22℃最大。而且,不同大小PNF的摄食对温度的响应有所不同。升温可以提高3～10μm PNF的摄食率,但会抑制小于3μm PNF的摄食。而降温抑制3～10μm PNF的摄食,但降温对小于3μm PNF摄食的抑制作用比升温小。但无论是3～10μm PNF还是小于3μm PNF,升温均会降低其丰度。而由于丰度减小对群落摄食率的影响更大,因此,升温降低PNF的群落摄食率。

中国亚热带-热带3个海区微型鞭毛虫群落优势种和稀有种的分布特征和建群机制

海洋微型鞭毛虫是海洋微型真核浮游生物中非常重要的一大类群,在构成和维持海洋生态系统的结构和功能中扮演着重要角色。微生物群落通常由少数优势种和大量稀有种组成,这种分布模式在海洋微型鞭毛虫群落中也极为常见,并且二者的内在特征可能对群落生物地理分布格局以及生态系统功能产生不同影响。然而在多数研究中并未将两种不同亚群落进行区分,对二者的分布特征、对环境和空间因子的响应以及在总体群落中的生态地位等的认识十分有限。本研究利用高通量测序技术,调查了中国近海亚热带-热带3个自然海区微型鞭毛虫群落中优势种和稀有种的分布特征,并探讨了环境因子和空间因子与不同亚群落之间的关系,利用中性模型揭示了中性过程在群落构建中的作用,最后通过共现网络分析解析了两种不同亚群落在总体群落中的生态地位。结果表明:3个海区微型鞭毛虫群落中的优势类群和稀有类群在多样性和物种组成上具有不同的特征,表现出一定的生物地理分布格局;这与它们受到不同程度环境因子和空间因子的驱动作用有关;中性模型的结果体现了随机过程在两种亚群落中的重要作用;最后,共现网络关系反映出不同丰富程度的生态类群具有重叠但又相异的生态位,从而在同一环境中形成物种的共存,维持了群落结构的稳定,而稀有类群以较高的连接度和更高比例的关键种数目,在网络关系中起到重要的连接作用。本研究初步揭示了中国近海微型鞭毛虫优势种和稀有种的分布特征和建群机制,为深入认识海洋微型鞭毛虫的群落结构、分布格局以及影响其群落构建的生态过程提供理论依据。

中国东海微型鞭毛虫群落的分布特征及其环境影响因子

海洋微型鞭毛虫是海洋原生生物中一类高度异质化的类群,物种多样性高,具有多种营养方式,在全球海洋生态系统中占据广阔的生态位,在生物地球化学循环中发挥着关键作用。然而关于其生物多样性和群落结构的认识十分有限,特别是有关环境因子与其生物地理分布关系的研究更为罕见。为了探究微型鞭毛虫群落多样性、群落结构以及影响其生物地理分布格局的环境因素,将高通量测序技术与传统的显微镜观测方法相结合,全面调查了中国东海春季和秋季微型鞭毛虫的群落特征,并深入探讨了与环境因子之间的关系。结果表明:东海微型鞭毛虫的丰度平均为2.27×10^(3)个/mL,表现为近岸处较高、随离岸距离的增加而下降的趋势;Shannon多样性指数呈现表层低于底层、近岸区低于陆架区的特征,反映了生物群落的稳定程度以及对环境条件的适应程度;不同类群的鞭毛虫具有各自独特的营养模式和相对固定的粒级,表现出对温度、盐度、溶解氧等环境因素的不同响应,从而使群落的物种组成和分布模式呈现明显的季节变化和生境差异。研究结果可为深入认识东海海洋微型鞭毛虫的群落结构、分布格局以及环境影响因素提供理论依据。

我国海洋微型异养鞭毛虫研究:现状与展望

微型异养鞭毛虫作为海洋微食物环的关键环节之一,在海洋生态系统的物质循环、能量流动和营养盐再生等方面扮演极其重要的角色,是当代海洋微食物环研究的重要对象.本文就我国海洋微型异养鞭毛虫研究的现状进行了分析和评述,并结合国际上该领域的研究热点和趋势对今后我国海洋微型异养鞭毛虫研究的主要发展方向进行展望.

温度对一种海洋微型异养鞭毛虫生长影响的初步研究

研究了温度对海洋微型异养鞭毛虫Cafeteria roenbergensis的生长率和细胞体积的影响，观察了细胞体积在不同生长期的变化。结果显示，当食物浓度满足饱和摄食要求时，在12～28℃的实验温度区间内，该种异养鞭毛虫的生长速率随温度升高而加快，生长率为0．19～2．09d-1；不同培养温度和不同生长期的鞭毛虫平均细胞体积有很大差异，最大平均细胞体积均出现在开始进入指数生长期的阶段；20℃和28℃条件下，C．roenbergensis分别于接种后48、36h平均细胞体积达到最大，分别为31．92和26．03um3，是实验初始阶段细胞体积的304％和253％，其后，细胞体积逐渐减小，但仍明显大于初始阶段的细胞体积。研究表明，不同温度下该鞭毛虫的生长适应策略可能存在差异。

微型异养鞭毛虫摄食选择性的研究进展

微型异养鞭毛虫(HNF)是海洋微微型浮游生物的重要摄食者,通过摄食作用对后者的种类(或类群)组成、粒径分布、数量结构和营养价值等属性具有重要的影响,而这与HNF的摄食选择性有直接关系。对HNF摄食选择性的研究有助于深入了解HNF在海洋微食物环乃至整个海洋生态系统中的作用。就国际上已开展的HNF摄食选择性相关研究进行了回顾,分析和总结了影响HNF选择性摄食的关键因素,如食物大小、游动性、营养价值及食物细胞表面的生化结构特征等,并重点介绍了HNF摄食选择性形成的主要机制以及HNF的选择性摄食在调节海洋微微型浮游生物群落结构中的作用。

黄海冷水团海域微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌摄食作用的初步研究

2006年10月在黄海冷水团海域的三个站点开展了微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度和生物量调查，进行了微型异养鞭毛虫的现场摄食实验，通过荧光标记细菌法和消化系数法获得该海区微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的摄食率，并估算了微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌现存量及生产力的摄食压。结果显示，微型异养鞭毛虫、异养细菌和蓝细菌的密度分别为0．36×10^3～1．13×10^3，0．39×10^6～1．13×10^6和0．04×10^4～3．74×10^4cells／cm^3，温跃层以上明显高于底层。微型异养鞭毛虫对异养细菌的摄食率为5．33～14．89个／（HF·h），对蓝细菌的摄食率为0．26×10^2～23．10×10^-2cells／（HF·h），摄食率随深度而下降。微型异养鞭毛虫每天能消耗9．27％～33．08％的异养细菌现存量和8．129／6～16．09％的蓝细菌现存量。同时，微型异养鞭毛虫对异养细菌和蓝细菌的日摄食量各占它们生产力的2．66％～13．10％和8．12％～16．09％。研究表明微型异养鞭毛虫的摄食可能不是秋季黄海冷水团海域浮游细菌及其生产力的主归宿。

南海北部微型异养鞭毛虫的时空分布

于2009年7月20日至8月16日(夏季),2010年1月6日至30日(冬季),2010年10月26日至11月24日(秋季)和2011年4月30日至2011年5月24日(春季)在南海北部调查了微型异养鞭毛虫的生态分布特点。结果表明:春、夏、秋、冬的微型异养鞭毛虫丰度分别为0.05×103～1.93×103,0.03×103～2.65×103,0.09×103～2.05×103和0.04×103～1.84×103 cells/mL,生物量(以碳计)分别为0.56～19.50,0.04～24.11,0.96～14.80和0.29～22.26μg/L。4个季节的微型异养鞭毛虫丰度均以2～5μm粒级的为主,其所占比例超过65%,10～20μm粒级所占比例通常低于10%。在水平分布上,微型异养鞭毛虫的丰度随离岸距离的增加逐渐降低;在垂直分布上,微型异养鞭毛虫的丰度随深度的增加逐渐降低,但夏季微型异养鞭毛虫丰度的高值多出现在次表层叶绿素a极大值层(DCM层)。微型异养鞭毛虫的丰度分布受到多重因素的交互影响,并且其所受调控模式在不同季节存在差异:春季和秋季微型异养鞭毛虫主要受下行调控;夏季微型异养鞭毛虫主要受上行调控;冬季上行和下行调控对微型异养鞭毛虫的影响相近。

北部湾沿岸三种常见赤潮藻类对浮游微食物网主要类群的影响

本研究向自然海水中接种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、红色哈卡藻(Akashiwo sanguinea)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)游离单细胞进行培养,比较不同赤潮藻类对海洋浮游微食物网主要类群的影响。结果发现,红色哈卡藻和中肋骨条藻均经历了从增殖到衰亡的过程,中肋骨条藻在磷酸盐耗尽后消亡,磷酸盐随之被重新释放到水体中;而无论增殖还是衰亡,红色哈卡藻添加组磷酸盐含量均持续降低。球形棕囊藻游离单细胞在迅速增殖将磷酸盐耗尽后并未衰亡,其密度维持相对稳定。红色哈卡藻添加组和中肋骨条藻添加组的细菌密度显著低于中肋骨条藻添加组(P<0.05)。三种藻类相比,红色哈卡藻添加组中纤毛虫、异养微型鞭毛虫(heterotrophic nanoflagellate,HNF)和含色素体微型鞭毛虫(pigmented nanoflagellate,PNF)的丰度最高(P<0.05),但该组微型鞭毛虫的营养结构(HNF/PNF)与中肋骨条藻添加组无显著差异(P>0.05)。球形棕囊藻添加组含色素体微型鞭毛虫的丰度显著降低(P<0.05),从而导致该组微型鞭毛虫营养结构显著偏向异养(P<0.05)。实验结束时,球形棕囊藻添加组纤毛虫的丰度显著低于其他两组(P<0.05)。本研究中,球形棕囊藻可通过与含色素体微型鞭毛虫竞争营养盐并抵御异养微型鞭毛虫及纤毛虫捕食的方式对微食物网产生影响。红色哈卡藻对微食物网的影响主要是由于其可被异养微型鞭毛虫摄食。中肋骨条藻对微食物网的影响受营养盐的调节,细菌的分解可能在该藻衰亡后的营养盐再生过程中发挥重要作用。