流式影像仪在东海海域甲藻藻华研究中的应用

有害藻华对海水养殖、人类健康和生态安全构成威胁,已成为全球性的生态灾害。近20年来,米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)等甲藻形成的有害藻华在东海海域连年暴发,其频率高、危害大,形成及演变机理复杂,对藻华原因种进行监测是开展有害藻华预警和防控的有效手段之一。流式影像技术是显微镜与流式细胞术相结合的手段,能快速分析并记录流动液体中的微粒,基于此方法的流式影像仪(FlowCam)能实现对浮游植物样本的高通量处理,可对海洋环境中的有害藻华原因种进行原位监测。研究以米氏凯伦藻和东海原甲藻为目标藻种,建立了东海原甲藻、米氏凯伦藻细胞影像库,通过室内实验测试了FlowCam计数和识别的准确性,并结合航次调查将FlowCam应用于福建近海甲藻藻华的现场检测。结果表明,FlowCam对米氏凯伦藻的计数结果与显微镜观察结果无显著差异,且两者存在极显著的线性相关性(P<0.01)。应用FlowCam自带图像分析软件VisualSpreadsheet,可以实现对混合藻液中目标藻种的自动识别和计数,但对目标藻种的准确识别还需结合人工判读辅助。在2018年4月至6月期间福建近海有害藻华的调查研究中,基于FlowCam计数的东海原甲藻密度与显微镜观察计数结果基本一致,并检测到低密度(<120cells/L)的凯伦藻,表明FlowCam可有效应用于有害藻华的现场监测,有望在今后有害藻华监测和预警中发挥更大作用。

通过流式影像仪(FowCAM)和镜检方法对北京地区淡水浮游植物进行调查研究

浮游植物是水生态系统的重要初级生产者,其群落结构的时空变动在一定程度上可反映出河流的环境变化趋势。准确、快速地分析浮游植物群落的数量和组成是河流、湖泊等水生态系统研究的重要组成部分。浮游植物检测最传统和最广泛的研究方法是利用光学显微镜直接观测以获得所需数据,但是该方法存在耗时耗力等缺陷,在大面积的浮游植物检测上存在很大的限制。流式影像仪(FlowCAM)是近年来发展起来的新型仪器,其综合流式细胞仪和显微成像技术进行细胞识别和计数,之后利用处理软件实现颗粒筛选和自动分类的功能,可以快速地从图像数据集中提取大量所需信息,在水生态环境监测和研究中具有很高的应用空间。以北京地区淡水浮游植物为例,对比分析FlowCAM和镜检在浮游植物检测上的优缺点,结果表明:与镜检法相比,FlowCAM减少了样品前处理的时间,增加了所测量样品的体积,在细胞计数上有明显优势。但在样品种类鉴定上,FlowCAM只能鉴定到属,镜检可以鉴定到种,且镜检法鉴定出的种类更多。因此,如果研究结果对物种组成要求较低,或只需掌握优势种变动趋势,对物种数量的变动比较敏感,推荐FlowCAM法;但是如果研究结果对种类组成要求较高,则推荐显微镜镜检法。