球形棕囊藻的生长、囊体形态以及囊体细胞的分布

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)是中国近海海区常见有害藻华原因种, 其异型生活史中包含单细胞和球形囊体两种形态。游离单细胞直径一般为几微米, 囊体最大直径可达3 cm, 巨大的体积可能导致囊体具有特殊的结构和细胞分布。以球形棕囊藻汕头株为研究对象, 测定了囊体直径、囊体细胞丰度和游离单细胞丰度, 并探讨球形棕囊藻囊体形态与细胞分布的关系。研究结果表明, 囊体形态在其异型生活史中占优势, 囊体对生物量的贡献介于38%–95%之间, 在对数生长期的后期和稳定期, 囊体细胞与单细胞相比占绝对优势。囊体细胞数量与囊体直径的对数呈线性相关, 回归线斜率为1.34, 该值显著低于世界海区其它球形棕囊藻株系的研究结果, 表明汕头株单位囊体表面上分布的细胞数更少。中国海区的球形棕囊藻囊体结构和细胞分布与其它株系不同, 在爆发球形棕囊藻的海区, 巨大的囊体能够有效地抵御摄食, 可能对区域海洋食物链结构和功能有重要影响。     

棕囊藻北部湾株的18S rDNA分子鉴定

为研究北部湾棕囊藻(Phaeocystis)藻华的成因,采用PCR克隆了棕囊藻北部湾株核糖体18S r DNA序列。结果表明,棕囊藻北部湾株具有游动单细胞与群体结构两种形态;其18S r DNA序列和NCBI基因库中球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的同源性为99%~100%,在系统进化树上与不同海域来源的球形棕囊藻聚在一大分支上,且与球形棕囊藻间的遗传距离均小于其他种。首次从分子生物学上确定棕囊藻北部湾株为球形棕囊藻。     

球形棕囊藻生长的营养需求研究

以球形棕囊藻(Phaeocystis globosaScherffel)香港株(Hongkong strain,HK)和汕头株(Shantou strain,ST)为材料,采用正交实验方法研究了氮、磷、铁、微量元素及维生素等营养因子对其生长的影响。磷是球形棕囊藻香港株和汕头株生长的首要限制因子,在添加磷的培养基中,球形棕囊藻生长较快,在无磷培养液中,藻细胞生长较慢,其死亡速率超过生长速率,一般不形成正常生长曲线。汕头株的比生长速率极差值远高于香港株,表明汕头株棕囊藻的生长对营养盐更为敏感。磷酸盐对球形棕囊藻生长的影响极为显著(p<0.01),硝酸盐的影响达到显著水平(p<0.05),而铁、微量元素及维生素对球形棕囊藻生长影响不显著,表明自然海水中铁、微量元素及维生素的含量对球形棕囊藻的生长不构成限制。各因素影响的主次次序为P>N>微量元素>铁>维生素。本研究结果提示,海水富营养化是我国南海海域球形棕囊藻赤潮发生的关键诱因之一。     

棕囊藻属(Phaeocystis)的分类与生活史(综述)

棕囊藻属Phaeocystis（定鞭藻纲Prymnesiophyceae)的分类问题目前还有争论。其种的分类标准是以初始的群体形态、地理分布、细胞特征等以及分子生物学特征,如染色体倍性,基因组大小等为依据。基于以上各种分类特征,目前比较确定的棕囊藻属藻类有四种：一种是只观察到单细胞形态的凹孔棕囊藻（P.scrobiculata),另外三种是能够形成群体的波切棕囊藻（P.pouchetii)、球形棕囊藻（P.globosa)和南极棕囊藻（P.antarctica)。棕囊藻具有一个复杂的异形生活史,介于几种游离的单细胞（不动的细胞,具有鞭毛的动细胞,小游动孢子以及可能存在的大游动孢子）和群体之间的形态交替。但其生活史中仍有许多不确定的问题。     

高摄食压力下球形棕囊藻凝聚体的形成

棕囊藻包含囊体和游离单细胞两种生活史阶段。囊体是棕囊藻藻华爆发时的优势形态,藻华衰退时囊体能够形成凝聚体,但是棕囊藻游离单细胞的凝聚体极少被发现。本次研究将球形棕囊藻单细胞和高密度的海洋弯曲甲藻共同培养,使球形棕囊藻的生长承受高摄食压力,通过观察摄食者和棕囊藻的生长、凝聚体的数量和形态,阐明单细胞凝聚体的形成以及与摄食压力的关系。当球形棕囊藻进入衰退期时,高摄食压力引发游离单细胞聚合形成凝聚体,无摄食压力情况下,单细胞不形成凝聚体。凝聚体由无鞭毛细胞组成,细胞排列紧密,近似球体。凝聚体形成伊始,凝聚体内部可见凝胶状物质将细胞互相粘结,并且粘附了纤维等物质。凝聚体的体积和粘附的细胞数量逐渐提高,细胞排列愈加紧密,凝聚体内部形态和结构不易分辨。凝聚体的形成有效保护了部分单细胞免受摄食压力的影响,减少了摄食死亡率。凝聚体的形成是球形棕囊藻面临高摄食压力时采取的主动的防御策略。球形棕囊藻能够频繁引发大规模藻华的原因可能在于其在生长的各个阶段中均具有优越的竞争策略。     

游离单细胞和囊体细胞在球形棕囊藻囊体形成中的作用

球形棕囊藻是我国沿海常见有害藻华物种,游离单细胞和囊体细胞是其异型生活史中主要的细胞形态。该研究通过分离游离单细胞和囊体细胞分别引发囊体的再次形成,以阐明两种类型细胞在球形棕囊藻生活史转化过程中的作用。游离单细胞可诱导形成更高的生物量和更多的囊体,但是两者诱导产生的囊体体积和囊体细胞数量并无显著性差异。游离单细胞诱导产生的囊体在单位表面积上的细胞密度更高,排列更加紧密,因此结构更加紧致。同棕囊藻藻华发生时以囊体为优势形态不同,该研究发现只有不到15%的细胞以囊体细胞的形态存在。游离单细胞和囊体细胞均可引发囊体形成,有利于球形棕囊藻藻华的形成以及规模的维持。     

充气和搅动对球形棕囊藻生长及囊体形成的影响

球形棕囊藻生活史中包含游离单细胞和球形囊体两种生活形态,但是实验室中培养的球形棕囊藻经常无法形成囊体。研究通过向培养基中泵入过滤空气,以及给培养基提供不同程度的搅动,研究了充气和搅动对球形棕囊藻生长及囊体形成的影响。充气和搅动均显著提高了囊体的数量,并且提高了囊体内细胞的生长速率。但是充气对于囊体直径及囊体内细胞密度并无显著影响。搅动则明显的提高了囊体直径和囊体内细胞数量。然而,尽管充气以及搅动有利于球形棕囊藻囊体的形成,但是培养的囊体直径依然小于自然海区中囊体的大小。     

球状棕囊藻的形态结构、生活史及生态意义研究进展

球状棕囊藻生活史独特,在两种完全不同的生活状态--游离单细胞和粘液质的囊体之间相互转换.生活史中共出现4 种不同类型的单细胞,存在有性和无性两种生殖方式.不同的细胞能够适应不同的环境,占据不同的生态位,有利于棕囊藻细胞的生长.球状棕囊藻的囊体直径最大可达几个厘米,外被坚韧、紧密并且具有弹性,为内部的单细胞提供了一个良好的栖息和保护场所,并且储存着能量可供细胞在营养盐限制条件下继续生长.由于囊体粒径较大,浮游动物难以摄食,并且有效的抵御了细菌和病毒的侵蚀,从而降低了棕囊藻的死亡率.与其它浮游植物相比,球状棕囊藻的竞争策略更加优越,提高了球状棕囊藻在海洋生态系统中的竞争能力.     

有害赤潮生物球形棕囊藻对卤虫的毒性研究

利用1997年10月和1998年6月分别在广东汕头饶平海域和香港海域分离到的球形棕囊藻,即球形棕囊藻香港株(Phaeocystis globosastrain HK)和球形棕囊藻汕头株(Phaeocystis globosastrain ST),在实验室条件下研究其对四日龄卤虫(Artemia sinica)的急性毒性。结果表明,对数生长期的HK株藻液24h对卤虫LC50约为2.9×105cell·mL-1。对数期的ST株对卤虫的毒性难以达到半致死浓度,衰亡期的ST株24h对卤虫LC50约为9.89×106cell·mL-1。在上述浓度下两者半致死时间分别为20.91h和26.62h,而对数生长期的HK株和衰亡期的ST株的培养物过滤液24h对卤虫LC50则分别为7.1×105cell·mL-1和1.457×107cell·mL-1,且在该浓度下的半致死时间分别为26.56h和28.02h。实验表明,HK株藻液和滤液的毒性均大于ST株,且藻液的毒性均大于滤液。     

18 S rDNA序列分析鉴定棕囊藻香港株P2为球形棕囊藻

有毒赤潮原因种棕囊藻(Phaeocystis sp.)生活史复杂,且形体微小,缺乏明确可靠的分类标准。1997、1999年中国东南沿海发生两次棕囊藻赤潮,但目前种的鉴定仍存在混乱。本文测定了香港海域一株棕囊藻赤潮原因种P2的18S rDNA部分核苷酸序列,序列长度为650bp,并对其进行了分子鉴定,结果表明其为球形棕囊藻（P.globosa)。