慢原甲藻——南海热带附生甲藻新记录

从海南陵水新村港分离出1株附生原甲藻,在光学显微镜和扫描电子显微镜下进行形态学特征分析,并结合核糖体18S rRNA基因序列分析,鉴定为慢原甲藻(Prorocentrum rhathymum),为国内首次报道.国内曾将该种与墨西哥原甲藻(Prorocentrum mexicanum)归为同种异名.     

东海原甲藻修订及与相关原甲藻的分类学比较

分析了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)显微结构,并与具齿原甲藻(Prorocentrum dentatum Stein)模式种和Schiller的钝头原甲藻的描述等进行了比较,结果表明,它们之间的形态结构和个体大小具有很大的差别,这些差异远超出了同种个体因环境不同所造成的形态变化范围．从细胞形态及其表面结构可以判断,日本、韩国海区所记录并报道的“P．dentatum”与我国东海的东海原甲藻应属同一种．因此可以认为,我国东海赤潮高发区以及在韩国、日本海区的出现的高生物量(high biomass bloom—forming species)赤潮原甲藻不是Stein所发表的具齿原甲藻。而是东海原甲藻,并对其进行了进一步修订,其种名应为东海原甲藻Prorocentrum donghaiense Lu．     

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(Prorocentrum dentatum)藻株(CCMPl517)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(Prorocentrum dentatum),而非新种．     

大亚湾水域原甲藻调查与鉴定

对1998年至2000年在广东省大亚湾海域所采集的样品进行了观察和分析。发现有8种原甲藻(Prorocentrum);反曲原甲藻（Prorocentrum sigmoides),海洋原甲藻（P.micans)。三角棘原甲藻（P.triestinum)。具齿原甲藻（P.mexicanum)和原甲藻未知种（P.sp)。对它们的形态特征和生态分布进行了描述。     

北部湾海洋原甲藻的形态特征及其系统进化分析

为探讨广西北部湾海洋原甲藻(Prorocentrum micans)的形态特征及其系统进化意义,利用光学显微镜、分子生物学方法,对海洋原甲藻BBW-01 藻株的形态特征进行了描述,并分析了其分子系统进化关系.结果表明,各地理株系的海洋原甲藻的形态特征相似,仅在细胞大小上存在差异.海洋原甲藻BBW-01 与采自于广东大亚湾的海洋原甲藻形态特征最为接近,其壳板后端的7 个呈“V”字形对称排列的大孔可作为海洋原甲藻鉴定的重要指标.18S rDNA 序列同源检索和系统进化分析表明,海洋原甲藻BBW-01 与源自中国南海的海洋原甲藻的亲缘关系最近,并与其他2 株海洋原甲藻聚成一支,属于浮游、兼性浮游类原甲藻.因此,对赤潮原因种的准确识别有助于预防和减轻赤潮对海洋环境和人类带来的危害.     

米氏凯伦藻与东海原甲藻共培养条件下的种群竞争

米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)与东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)为有害赤潮生物,两者经常形成复合型赤潮.该文设置东海原甲藻的起始密度为400 cells·mL-1,米氏凯伦藻分别为200 cells·mL-1、400 cells·mL-1和800 cells·mL-1,通过共培养实验,初步研究米氏凯伦藻和东海原甲藻的种间关系.结果表明:共培养条件下,受到东海原甲藻的影响,米氏凯伦藻的生长受到抑制.米氏凯伦藻不同的起始密度对东海原甲藻的生长有不同的影响,较低的起始密度(200 cells·mL-1、400cells·mL-1)促进东海原甲藻的生长,使其增长率提高,生长曲线达到拐点的时间提前;高的起始密度(800 cells·mL-1)对东海原甲藻的生长有一定的抑制作用,使其增长率降低,生长曲线达到拐点的时间推迟.     

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。     

利玛原甲藻中聚酮合酶基因克隆与分析

为探讨聚酮合酶 (polyketide synthase, PKS)基因与藻毒素合成的关系,揭示PKS基因在赤潮毒素合成中的作用,采用兼并引物,通过PCR技术获得利玛原甲藻(Prorocentrum lima)可能存在的I型PKS基因;并对所获得PKS基因的同源性进行了分析,构建了基于PKS氨基酸序列的系统进化树;采用RT-PCR技术分析了PKS基因在利玛原甲藻中的表达状况;并通过多聚腺苷酸RNA的扩增、细菌的分离鉴定、限制性内切酶酶切、Southern blotting等技术对PKS基因进行了分析.结果表明,利玛原甲藻中PKS基因与海洋原甲藻聚为一支,在利玛原甲藻中有显著表达;以Oligo(T)引物进行RT-PCR扩增时,可出现18S rRNA和PKS基因相应条带;限制性内切酶酶切和Southern blotting结果显示,该基因中存在明显的甲基化;16S rRNA基因序列分析显示,从利玛原甲藻培养液中分离到的细菌与海洋放线菌假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)基因序列同源性达到99%,该菌株中并不存在PKS基因.结果显示,所获得的PKS基因是利玛原甲藻聚酮合酶基因,基因序列已提交GenBank (EF521601);PKS可能在腹泻性贝毒合成中起着关键作用.     

营养盐限制条件下塔玛亚历山大藻对东海原甲藻的化感作用研究

为明确塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)生长的化感作用,研究了在N、P限制及正常营养盐条件下(又称富营养)塔玛亚历山大藻无细胞滤液对东海原甲藻生长的影响,并探讨了3种不同营养盐条件下两种藻共培养时的生长状况。结果表明,半连续培养时,营养盐限制下,塔玛亚历山大藻无细胞滤液对东海原甲藻的生长均有一定影响。N限制下,5 d后东海原甲藻藻密度显著低于未加滤液的对照组,藻密度为1.02×107 cells L-1,对照组为1.7×107 cells L-1;P限制下,东海原甲藻藻密度与对照组差异不显著,5 d后藻密度为1.44×107 cells L-1;富营养条件下,东海原甲藻藻密度与对照组无明显区别。共培养时,塔玛亚历山大藻对东海原甲藻生长的抑制作用更为显著,N、P限制下,4 d后东海原甲藻全部死亡,且聚集成团形成沉淀;富营养条件下,仍有少量东海原甲藻存活(藻密度3.3×104 cells L-1)。这表明,塔玛亚历山大藻对东海原甲藻的生长有一定的化感作用。营养盐限制可促进塔玛亚历山大藻化感物质的合成和释放,化感作用是塔玛亚历山大藻抑制东海原甲藻生长的原因之一。     

几株赤潮甲藻的摄食能力

采用荧光标记的方法,在营养盐限制条件下,对6株赤潮甲藻对荧光标记的海洋细菌(FLB)、金藻(FLA)和两种粒径分别为0.5μm和2.0μm的荧光微球(FM0.5和FM2.0)4种摄食对象的摄食进行了比较研究。研究结果表明,除了东海原甲藻对4种摄食对象均没有摄食外,其它5株甲藻,微小亚历山大藻、链状亚历山大藻、塔玛亚历山大藻、海洋原甲藻和微小原甲藻均具有摄食能力,但对摄食对象的选择和摄食率有差异,多数摄食率是在4 h达到最大,白天的摄食能力强于夜间。研究说明了在营养盐限制环境中,有些具有兼性营养能力的甲藻对细菌和/或更小浮游植物的摄食能力可能对维持和促进其生长具有不可忽视的作用。     

东海原甲藻对羊栖菜合子生长及光合活性的化感作用研究

为评估东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮发生对羊栖菜(Sargassum fusiformis)幼苗产量的影响并探讨其化感机理,在实验室条件下分别利用浓度为1.00×10⁵cells/mL东海原甲藻活细胞悬浮液(LC)、细胞破碎液(RC)和无细胞滤液(FC)培养羊栖菜合子,并对其生长发育及光合活性进行测定。结果显示,LC、RC和FC均会抑制羊栖菜合子的生长、叶绿素a合成和光合活性,其中FC及LC对合子的抑制程度相似且均大于RC。JIP-test分析表明,FC及LC对合子的最大量子产率(φP_o)、性能指数(PI)及PSⅡ反应中心密度(RCs/ABS)的抑制作用显著大于RC。表明东海原甲藻主要通过向细胞外释放化感物质产生抑制作用,这些化感物质抑制了羊栖菜合子PSⅡ的电子传递,使PSⅡ部分光化学反应中心(RCs)失活,进而使大量激发能转化为热能被耗散掉。而RC中可能含有某些能够刺激羊栖菜合子生长的物质,从而在一定程度上抵消了化感物质的抑制作用。结果表明东海原甲藻对羊栖菜合子的抑制作用主要是由化感物质引起的,东海原甲藻赤潮可以抑制羊栖菜合子的发育和光合活性,减少羊栖菜种苗产量,并最终阻碍了羊栖菜产业的发展。     

东海原甲藻对羊栖菜合子生长及光合活性的化感作用研究

为评估东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮发生对羊栖菜(Sargassum fusiformis)幼苗产量的影响并探讨其化感机理,在实验室条件下分别利用浓度为1.00×10⁵cells/mL东海原甲藻活细胞悬浮液(LC)、细胞破碎液(RC)和无细胞滤液(FC)培养羊栖菜合子,并对其生长发育及光合活性进行测定。结果显示,LC、RC和FC均会抑制羊栖菜合子的生长、叶绿素a合成和光合活性,其中FC及LC对合子的抑制程度相似且均大于RC。JIP-test分析表明,FC及LC对合子的最大量子产率(φP_o)、性能指数(PI)及PSⅡ反应中心密度(RCs/ABS)的抑制作用显著大于RC。表明东海原甲藻主要通过向细胞外释放化感物质产生抑制作用,这些化感物质抑制了羊栖菜合子PSⅡ的电子传递,使PSⅡ部分光化学反应中心(RCs)失活,进而使大量激发能转化为热能被耗散掉。而RC中可能含有某些能够刺激羊栖菜合子生长的物质,从而在一定程度上抵消了化感物质的抑制作用。结果表明东海原甲藻对羊栖菜合子的抑制作用主要是由化感物质引起的,东海原甲藻赤潮可以抑制羊栖菜合子的发育和光合活性,减少羊栖菜种苗产量,并最终阻碍了羊栖菜产业的发展。     

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。     

南麂列岛海域原甲藻种群动态及其环境影响因子分析

研究了2006年4月至2007年3月之间,南麂海域原甲藻种群的种类组成、季节动态、空间分布及其与水温、盐度、氮磷营养盐等环境因子的关系。原甲藻种类有三角棘原甲藻、东海原甲藻、海洋原甲藻和反曲原甲藻,前两者是南麂海域最为优势的种类,它们的分布季节集中在春季（4－6月）,并先后于5月12日和5月25日形成赤潮。原甲藻细胞数量在表层水体中的数量显著高于底层,这与原甲藻种类能够自主运动,具有明显的昼夜垂直移动特性有关。三角棘原甲藻较高细胞数量则相对集中出现在水温为18.5－19.5,盐度为29.58‰－30.95‰的水体中;东海原甲藻较高细胞数量则相对集中出现在水温为18.5－21.3℃,盐度为29.03‰－30.92‰的水体中。氮盐和磷酸盐浓度与原甲藻细胞数量之间呈负相关,磷营养盐浓度的高低对原甲藻种群动态影响更甚。对原甲藻细胞数量和环境因子之间进行相关性分析,发现原甲藻细胞数量与N:P值之间存在显著的正相关性,并与磷酸盐浓度之间存在显著的负相关性。原甲藻细胞具有较强储备氮磷营养物质能力的生物学特性使其能够在低营养条件下取得生长竞争的优势。     

不同光照条件下米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的温度生态幅

米氏凯伦藻和东海原甲藻是我国东南沿海地区赤潮的主要优势种。为定量获取米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的温度生态幅,根据3个光照水平(28.32,75.06,111.66μmol m~(-2)s~(-1))条件下4个温度水平(18,22,25,28℃)对米氏凯伦藻和东海原甲藻生长特性的室内培养实验结果,并结合Shelford耐受性定律建立了基于温度的米氏凯伦藻和东海原甲藻比生长率的耐受性模型,最后根据前期的研究成果分别获取了米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的最适温度、适温范围及耐受温度范围。结果表明,无论是米氏凯伦藻还是东海原甲藻,在相同培养光照条件下,在设定的温度水平范围内,分别存在一个适宜米氏凯伦藻和东海原甲藻的最适生长温度T_(opt),且当T≤T_(opt)时,米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞密度和比生长率随着温度的升高而显著增大;而当T≥T_(opt)时,米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞密度和比生长率随着温度的升高而显著减小。随着培养光照强度的升高,米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞密度和比生长率均呈现"先升后降"的变化趋势。建立的藻类生长温度耐受性模型与谢尔福德耐受定律较为吻合,定量获取米氏凯伦藻在3个光照水平(28.32,75.06,111.66μmol m~(-2)s~(-1))下的最适生长温度分别为22.48,22.37,22.33℃;适温范围分别为17.93—27.03,17.82—26.92,17.78—26.88℃;耐受温度范围分别为13.38—31.58,13.27—31.47,13.23—31.43℃;东海原甲藻在3个光照水平(28.32,75.06,111.66μmol m~(-2)s~(-1))下的最适生长温度分别为22.10,21.99,21.93℃;适温范围分别为17.59—26.61,17.48—26.5,17.42—26.44℃;耐受温度范围分别为13.08—31.12,12.97—31.01,12.91—30.95℃。     

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(Prorocentrum donghaiense)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。     

还原态氮源在微小原甲藻大规模赤潮中的重要性--动力学模型

1998年春末夏初,在美国的切萨皮克海湾的Choptank河出现了由微小原甲藻引发的大规模的赤潮。我们做了一系列与该藻赤潮发生机制有关的生理学特征实验。其中与氮吸收有关的生理学参数被应用于微小原甲藻赤潮发生动力学模型。为说明几个关键的生态及生理学过程在微小原甲藻赤潮发展和持续过程重的重要性,我们用该模型测试了几个关键过程点。模型测试的结果表明,河流输入充足的氮源是引起微小原甲藻赤潮的关键因素,而输入营养盐的组成结构对赤潮的发生并不起主要作用。然而在赤潮形成后,赤潮的维系依赖于还原态的氮源。在赤潮的维持过程中,微小原甲藻的倾向于吸收还原态的氮源的生理学特征起了很大作用。模型进一步表明微小原甲藻在低光照或黑暗条件下对氮的吸收仍然保持相当的吸收速率有利于该藻赤潮的发展。     

环境因子对东海原甲藻生长及脲酶活性的影响

以我国东南沿海大规模赤潮原因种东海原甲藻为实验材料,研究了环境因子对其生长及脲酶活性的调控作用。结果表明,东海原甲藻的适宜生长温度为20—25℃,而25℃下脲酶活性最高。在光强2μmol m-2s-1条件下细胞密度显著下降(P0.05),但仍能维持较高的脲酶活性(9.405 fmol h-1个-1)。在盐度20—40范围内,东海原甲藻能够维持快速生长和较高的脲酶活性。氮源组成对东海原甲藻生长无显著影响,但对脲酶活性影响较大。具体而言,东海原甲藻脲酶活性与尿素浓度呈显著正相关关系,而无机氮源NH+4和NO-3对其脲酶活性具有显著的抑制作用,在氮缺乏条件下脲酶活性明显增强。东海原甲藻脲酶活性对环境温度、光照、盐度和营养的响应特征可能是在长期进化中形成的生态适应策略,使其在无机氮源不足时得以转而利用有机氮源,从而在资源竞争中占据有利地位。     

中国淡水拟多甲藻属研究

拟多甲藻属Peridiniopsis Lemmermann是重要的淡水有壳甲藻,是形成淡水甲藻水华的主要类群之一。该属被定义为不具或仅有一块前间插板的多甲藻类群,其板片格式为3–5′,0–1a,6–7(8)″,5″′,2″″。迄今,全球范围内报道的拟多甲藻属约有20种。通过对所采集国内甲藻标本的整理和鉴定,描述了8种及1变种,并对其形态特征、板片排列、生境和分布进行了简述。其中有3个是中国新纪录,它们是柏林拟多甲藻P.berolinensis(Lemmermann)Bourrelly、波吉拟多甲藻P.borgei Lemmermann和柯维拟多甲藻P.kevei Grig-orszky et Vasas。     

有机改性粘土去除有害赤潮藻的研究

本研究以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为改性材料,通过粘土颗粒的表面吸附及离子交换作用对粘土进行了表面改性,并以常见于我国沿海的有害赤潮生物种-东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)为目标生物,研究了有机粘土对该藻的去除效果．结果表明,改性后的粘土具有极强的去除赤潮生物能力,当有机粘土的用量为0．01g·L-1时,在24h内东海原甲藻的去除率大于95％。而未经改性处理的原土在相同用量下没有表现出对东海原甲藻的有效去除作用,这表明通过有机改性能显著增强粘土的除藻能力．对有机粘土高效去除机理分析表明。有机粘土表面静电作用、季铵盐离子亲脂性长脂肪链的“网捕”作用及粘土颗粒表面局部高浓度季铵盐离子的灭杀作用是有机粘土具有强去除藻细胞能力的主要原因．