红色赤潮藻对球形棕囊藻的化感作用研究

红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)都是近年来在我国近岸海域频繁引发赤潮的藻类。为了探索红色赤潮藻和球形棕囊藻之间是否存在化感作用及作用方式,本研究采用不同起始密度培养红色赤潮藻与球形棕囊藻,并将前者的完整细胞培养液、无细胞滤液、藻液超声破碎液分别与球形棕囊藻进行混合培养,分析红色赤潮藻对球形棕囊藻细胞生长的影响。结果显示,在红色赤潮藻细胞起始密度保持5×10^(5)cells/L的混合培养条件下,起始密度分别为5×10^(5)、1×10^(6)、2×10^(6)、1×10^(7)cells/L的球形棕囊藻生长均受到明显的抑制;无论是含有红色赤潮藻完整细胞的培养液,还是其无细胞滤液或藻液超声破碎液,均对球形棕囊藻的生长具有显著抑制作用(P<0.01),抑制强度由强至弱依次为完整细胞培养液、无细胞滤液和藻液超声破碎液;相反,球形棕囊藻的存在对红色赤潮藻细胞的生长无显著影响(P>0.05)。因此,红色赤潮藻具有抑制球形棕囊藻生长的化感作用,其化感物质主要分泌于细胞外。

不同氮浓度对红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)生长、孢囊形成和生源要素组成的影响

为阐明红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)对氮营养条件的适应机制,本研究在不同氮浓度条件下对红色赤潮藻进行一次性培养,系统研究了氮浓度对红色赤潮藻生长、休眠孢囊形成和细胞生源要素组成的影响。结果显示,红色赤潮藻生长率随着初始氮浓度的增加而增大,200μmol/L氮添加组生长率最大,为0.79/d。不同氮处理组细胞形态存在差异,低氮条件下藻细胞个体变小。培养第6天,各氮处理组均观察到休眠孢囊,且随着培养时间的延长,孢囊数量逐渐增多;50μmol/L氮添加组孢囊形成率最高,为2.95%±0.16%。氮浓度对红色赤潮藻细胞生源要素组成有显著影响,红色赤潮藻胞内碳、氮含量随氮浓度的升高而增加,其C:N:P也随氮浓度的增加而增加。红色赤潮藻生长过程中,加氮处理组细胞在指数期碳、氮、磷含量较低,稳定期含量较高;相关性分析表明,红色赤潮藻胞内碳、氮、磷含量与藻生长率之间呈显著负相关关系(P<0.05)。不同氮浓度对红色赤潮藻的生长、休眠孢囊形成和藻细胞生源要素组成有显著影响,为揭示红色赤潮藻对氮营养条件的适应机制提供参考。

不同氮浓度条件下红色赤潮藻脂肪酸含量及组成特征

在不同氮浓度条件下对红色赤潮藻(Akashiwosanguinea)进行了一次性培养,研究了其生长过程中脂肪酸含量及组成变化。结果表明:红色赤潮藻脂肪酸含量及组成受初始氮浓度及生长阶段的影响。低氮处理组(0—25μmol/L)脂肪酸含量[(150.02±54.84)—(166.83±46.46)mg/gdw]显著高于其他处理组(P<0.05),883μmol/L组最低,约为(86.70±5.66)mg/gdw;各培养组脂肪酸含量随着培养时间的延长而增加,稳定期时脂肪酸含量最高,指数生长前期含量最低。红色赤潮藻含28种脂肪酸,以C16:0、C18:1、C20:5ω3(EPA)和C22:6ω3(DHA)为主,且DHA相对含量较高,最高可占总脂肪酸含量的30.46%。随着初始氮浓度的增加,红色赤潮藻饱和脂肪酸(SFA)和单不饱和脂肪酸(MUFA)在总脂肪酸中所占比例下降,而多不饱和脂肪酸(PUFA)所占比例升高。在红色赤潮藻生长过程中,MUFA相对含量在稳定期时较高,而PUFA相对含量在指数生长前期较高。研究结果可为进一步揭示红色赤潮藻赤潮应对环境胁迫的生理响应机制提供依据。

北部湾涠洲岛红色赤潮藻的分子鉴定

为了弄清北部湾涠洲岛6株疑似红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)株的种类,作者采用光学显微镜和荧光显微镜对其进行形态学初步鉴定;并对藻株SSU rDNA、LSU rDNA和ITS序列测序,利用最大似然法构建系统发育树。结果表明,北部湾涠洲岛6株藻与红色赤潮藻形态特征基本符合;3种序列系统发育树分析均发现北部湾涠洲岛6株藻与不同海域来源的红色赤潮藻聚在同一大分支上,自展值高达99、100、100;与来自亚洲海域的韩国安山株、新加坡株、中国厦门港株序列差异最小,亲缘关系最近,而与其他地理来源的红色赤潮藻序列差异大,亲缘关系较远。红色赤潮藻SSU、LSU、ITS种内遗传距离分别为0.001~0.008、0.003~0.025和0.045~0.406,明显小于该藻与其他裸甲藻科(Gymnodiniaceae)藻属下的种间遗传距离0.032~0.072、0.165~0.222和0.589~1.559,因此可确定北部湾涠洲岛6株藻均为红色赤潮藻。研究结果将为北部湾海域赤潮生物来源与组成、赤潮的发生与管理提供基础信息。

深圳海域红色赤潮藻赤潮在线监测数据变化及其成因分析

对2016年深圳大鹏湾海域红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)赤潮过程的浮标数据进行分析,赤潮期间叶绿素a最高达到123.0μg/L,DO和pH在赤潮期间显著升高,最高值分别达到19.78 mg/L和8.78;赤潮期间水温相对较低,变化范围为14.48~20.34℃。本次赤潮始发于盐田至大梅沙附近海域,并随潮流扩散至其他海域,前期水温升高对赤潮起到了促进作用,2016年2月营养盐(特别是氨氮)突然升高是本次赤潮的直接诱因。结合广东省近10年的赤潮发生情况,发现红色赤潮藻近几年已成为深圳及广东省海域的赤潮优势种。

四种海洋藻华甲藻与红色赤潮藻的化学互感作用(allelopathy)初步研究

化学互感作用或化感作用(allelopathy)在浮游植物的种群相互作用及动力学过程中起着重要的调节控制作用,已经成为有害藻华生态学研究中的重要领域。但在被研究的种类和化感作用的规律等方面还存在众多空白。本研究选取分离自中国和美国近海的重要藻华甲藻多环旋沟藻(Cochlodinium polykrikoides)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)、短沟别什莱藻(Biecheleria brevisulcate),在相同的试验条件下(72 h共培养)观察其与另一种常见的藻华甲藻红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)的化感作用。实验结果显示化感效应随种类和特别是起始细胞密度比率而分别表现为抑制或促进共存种的生长。与起始细胞密度为500个/m L的红色赤潮藻共培养时,多环旋沟藻起始密度为250个/m L时促进红色赤潮藻生长,米氏凯伦藻苏澳株和短沟别什莱藻在细胞密度低于1 000个/m L时促进红色赤潮藻生长,同时起始密度为5 000~50 000个/m L的剧毒卡尔藻被红色赤潮藻促进生长。但是,米氏凯伦藻深圳湾株在细胞密度500个/m L以上时均抑制红色赤潮藻生长,多环旋沟藻在起始密度大于250个/m L时开始抑制红色赤潮藻生长,且抑制效应在起始密度2 500个/m L时接近100%。米氏凯伦藻的化感作用在不同株系间表现出显著差异。结果说明有害藻华甲藻之间的化感作用表现出复杂的形式,随着作用的种类和互相之间的密度比率变化而有互相促进、抑制或一方抑制(或促进)另一方等作用,这对进一步认识藻华甲藻的种群动力学具有重要意义。

主要环境因子对一株红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)生长的影响

以红色赤潮藻（Akashiwo sanguinea）为实验材料,系统分析了温度、光照、盐度环境因子对红色赤潮藻生长的影响。设置5个温度梯度（10℃、15℃、20℃、25℃和30℃）,5个盐度梯度（20、25、30、35和40）,5个光照梯度（500 lx、1 000 lx、2 000 lx、3 000 lx和4 000 lx）的实验处理,计算分析了不同培养条件下的最大藻细胞数量;并进行了温度、盐度两因素的正交实验。结果表明,红色赤潮藻的最适宜生长条件是温度20℃~25℃,盐度20,光照强度4 000 lx,在此条件下其比生长率达到最高。

2021~2022年荣成海域多相赤潮的分子鉴定

山东半岛濒临渤海和黄海,海岸带复杂,海岸线长,近岸海域赤潮事件频发。然而,由于部分赤潮物种的形态难以识别,或易降解不稳定,加上形态鉴定专业要求高,导致致灾赤潮物种未得到准确鉴定。2021年11月至2022年4月间山东荣成海域海带养殖区暴发严重赤潮事件,面积达1440 km2,导致海带白化、溃烂,造成严重经济损失。对该海域水样固定样本的观察鉴定到两种致灾赤潮物种,红色赤潮藻(Akashiwo sanguinea)和多纹膝沟藻(Gonyaulax polygramma),二者均为山东近海常见的致灾赤潮物种。该研究通过对赤潮样本中活体单细胞的显微观察和单细胞测序分析,根据藻细胞形态特征与分子标记序列相似性鉴定到三种优势致灾赤潮物种,包括红色赤潮藻、多纹膝沟藻和灰白下沟藻(Katodinium glaucum)。其中灰白下沟藻由于在固定过程中不稳定而较少得到鉴定。对该赤潮海域水样开展宏条形码分析,除了发现上述三种致灾赤潮物种外,还发现了另外一个致灾赤潮物种纺锤环沟藻(Gyrodinium fusiforme)。纺锤环沟藻也由于在固定过程中不稳定而较少得到鉴定。由此可见,宏条形码分析方法更加准确系统地鉴定了该赤潮事件的致灾赤潮物种。由于宏条形码分析流程比较便于规范化,并且该方法可以获得比仅利用细胞形态特征进行鉴定,或兼用基于形态特征和分子标记方法进行鉴定更加全面的结果,研究表明宏条形码分析可以准确系统地鉴定组成较为复杂的多相赤潮事件的致灾赤潮物种。

珠江口海域3种重要有害藻类的溶血毒性研究

从珠江口海域分离、鉴定出3种重要有害藻类小普林藻JX12(Prymnesium parvum)、剧毒卡尔藻JX24(Karlodinium veneficum)、红色赤潮藻JX14(Akashiwo sanguinea),在实验室条件下研究了不同反应温度和pH值对小普林藻溶血活性的影响,在此基础上对海洋微藻溶血活性的测定方法进行了优化,并进一步分析比较了不同藻株以及不同生长时期溶血毒性的变化特征。研究结果显示,在实验温度范围内(4~50°C),小普林藻的溶血活性随温度的升高而增大,37℃为其最佳反应温度,pH 8和50 min为其最佳反应条件。不同生长时期的小普林藻溶血毒性具有显著差异,对数期溶血活性(5.67×10^(-7)HU·cell^(-1))显著高于稳定期(2.32×10^(-7)HU·cell^(-1))和衰亡期(3.40×10^(-7)HU·cell^(-1))。分离自珠江口海域的3种微藻均检测出溶血毒性,单个细胞溶血活性由强到弱分别为红色赤潮藻(976.20×10^(-7)HU·cell^(-1))、小普林藻(5.67×10^(-7)HU·cell^(-1))、剧毒卡尔藻(2.58×10^(-7)HU·cell^(-1))。值得注意的是,红色赤潮藻中国株JX14的单位细胞溶血活性显著高于美国株AS2,是后者的2倍以上。本研究首次确认珠江口海域红色赤潮藻、小普林藻和剧毒卡尔藻均具有较强的溶血毒性,这些有害藻类一旦形成赤潮可能对河口生态系统安全以及水产养殖业造成严重危害。