浒苔与缘管浒苔人工杂交遗传育种技术

报道浒苔与缘管浒苔的人工种间杂交技术。利用浒苔属藻类生殖细胞配子与孢子的趋光性差异性,结合其同型世代交替生活史特性,从绿藻群落中分别筛选出浒苔与缘管浒苔的雌雄配子体母本藻体。通过对浒苔雌配子体和缘管浒苔雄配子体进行生殖细胞诱导试验,分别同时获得纯化的雌雄配子液,经均匀混合与显微观察,发现浒苔雌配子和缘管浒苔雄配子快速向彼此游动,接合形成具有负趋光性的合子;接合过程中,雌雄配子鞭毛逐渐消失,运动力逐渐下降,由梭形逐渐转变成为圆形。将纯化合子进行室内培养,获得杂交后代藻体,经凝胶电泳及分子生物学检测,发现杂交种在5S rDNA间隔区序列上同时具有浒苔和缘管浒苔的特异性序列,确认两种浒苔属绿藻成功实现种间杂交。此项技术在国内尚未报道,可为未来开发多种优质性状浒苔品系提供技术示范,为开展浒苔规模化养殖和获得稳定高产浒苔资源提供科学支撑。     

浒苔与球等鞭金藻相互抑制的实验验证

研究了实验室条件下漂浮绿潮海藻浒苔（Ulva prolifera ）与微藻球等鞭金藻（Isochrysis galbana）之间的相互抑制作用,并对作用机制进行了初步探讨。结果表明,在浒苔和球等鞭金藻初接种量分别为1 gFW/L和1×10⁴ cells/mL的共培养系统中,实验初始阶段（前3 d）NO₃^-、PO₄^3-浓度显著高于浒苔和球等鞭金藻各单培养组,说明共培养系统中浒苔和球等鞭金藻彼此之间产生了显著抑制作用,其中浒苔对球等鞭金藻抑制率为96.62%,球等鞭金藻对浒苔的抑制率为19.67%,从而导致对NO₃^-、PO₄^3-吸收速率的降低;从第4天到实验结束,共培养体系中NO₃^-、PO₄^3-浓度逐渐升高,镜检也显示浒苔和球等鞭金藻细胞发生了断裂、肿胀和死亡现象,而单培养组中NO₃^-、PO₄^3-浓度持续下降,说明共培养系统中由于浒苔和球等鞭金藻的死亡而向培养液中释放了营养盐。本研究表明在营养盐浓度和浒苔生物量相对较低的情况下,浒苔和球等鞭金藻彼此之间存在化感作用。     

环境因子变化对浒苔孢子释放的影响

研究了几(多)种(常见)环境因子变化对漂浮浒苔孢子繁殖的影响,证实适当程度的环境胁迫能够促进浒苔孢子放散,且不同因子对浒苔孢子放散的影响不同,其中盐度变化的影响最为显著。在试验各项环境因子中,盐度变化各组对浒苔孢子放散的刺激作用均十分显著,而降低盐度比升高盐度效果更明显,其中盐度从30‰降低到10‰的试验组孢子放散量最大。此外,温度变化、干出失水后复水、藻体片段化均能促进孢子放散。研究结果表明,孢子繁殖是浒苔应对环境胁迫的一种有效方式,为探索浒苔绿潮种源发生提供了证据,也为研究浒苔绿藻暴发机制和治理浒苔绿潮提供了启示。     

南黄海绿潮暴发早期与末期显微繁殖体分布及种类组成研究

调查了2012年4月、8月和2013年4月、8月两年4个时期的南黄海绿潮藻显微繁殖体分布与种类组成。研究绿潮暴发早期(4月份),南黄海已有显微繁殖体广泛分布,高值区主要分布于如东、大丰近岸海域,2012年4月大丰海域密度最高可达1 312ind/L,2013年4月如东海域密度达到884 ind/L;黄海绿潮暴发末期(8月份),高值区随大面积绿潮藻向北转移,随着如东和大丰海区漂浮绿潮藻消失,显微繁殖体的数量降低至较低水平,2012年和2013年8月密度范围分别为0~38 ind/L和0~28 ind/L。2012年和2013年4月显微繁殖体由曲浒苔(Ulva flexuosa)、浒苔(Ulva prolifera)和缘管浒苔(Ulva linza)组成,8月由曲浒苔(Ulva flexuosa)和浒苔(Ulva prolifera)组成。4月份显微繁殖体在如东、大丰海区高密度分布表明绿潮发生前期南黄海绿潮藻种质库的存在,大量显微繁殖体可以在春末海区温度回升时期迅速萌发,成为早期绿潮形成的贡献者之一。     

黄海南部海域绿潮浒苔不同种群繁殖特性比较

从江苏海域调查采集的绿潮浒苔样品中选取了8个样品及青岛岸基的1个样品,包含了海区漂浮、池塘定生、岸基定生及紫菜栽培区季节性附生等种群样品.通过对样品生长世代观察、比较不同温度培养下种群的繁殖特性,分析并探讨了漂浮与定生浒苔种群的繁殖特性差异.结果表明:浒苔的主要繁殖形式为放散配子,繁殖盛期以配子体世代为主.6月20℃以上水温条件是漂浮浒苔种群的繁殖盛期,7月下旬漂浮浒苔由繁殖盛期逐渐向衰退期转变;11月是定生浒苔(包括紫菜栽培区和岸基)的繁殖盛期,同样以配子体世代为主.结果还显示,浒苔漂浮种群具有高于定生种群近10倍的放散生殖细胞的能力,2个种群繁殖量差异明显,这一繁殖特性可为不同种群浒苔的区分提供依据.     

黄海绿潮暴发前江苏紫菜养殖海域绿藻显微繁殖体分布特征

对2012年12月至2013年4月黄海绿潮暴发前江苏紫菜养殖海域绿藻显微繁殖时空分布特征进行了研究。结果表明,在每月的调查中,调查海域绿藻显微繁殖体密度高值区均集中在如东近岸紫菜养殖海域。调查海域绿藻显微繁殖体数量在时间分布上呈逐渐升高的趋势。2012年12月至2013年4月调查海域平均绿藻显微繁殖体数量分别为56、71、471、550和1 049 ind/L。应用ITS序列与5S rDNA间隔序列分析并构建系统发育树发现,江苏紫菜养殖海域绿藻显微繁殖体种类组成为浒苔(Ulva prolifera)和曲浒苔(Ulva flexuosa)。通过对调查海域绿藻显微繁殖体种类构成比例分析发现,在绿潮暴发前2-4月,黄海绿潮优势种浒苔显微繁殖体成为江苏紫菜养殖海域的优势种。大量绿藻显微繁殖体可以在春末海区温度回升时期迅速萌发,因此推测江苏紫菜养殖海域存在的大量绿藻显微繁殖体为黄海绿潮的暴发提供了种子库。     

枸杞岛海域浮游植物群落结构分析

根据枸杞岛海域全年调查中9月份尖刺菱形藻爆发式繁殖的情况,环岛4种生境中设置7个站点对浮游植物进行群落结构分析。9月枸杞岛海域浮游植物丰度很大,在7.6×10⁶~37.2×10⁶/m³之间,尖刺菱形藻占总丰度的71.6%,处于绝对的优势。而在沙滩生境中,中肋骨条藻为次优势种之一,在其他生境类型的站点中生物量不多。结合环境因子,构建物种—环境因子矩阵,进行典范对应分析（CCA）。得出倾角,叶绿素,溶解氧,盐度,光量子,温度为浮游植物群落的主要影响因子（P<0.01）。中肋骨条藻受温度影响较大,在温度相对较高的水域大量存在。结合全年的群落物种和环境数据,得出尖刺菱形藻的生长繁殖主要受温度影响。     

绿潮漂浮种的一种营养增殖方式的初步研究

对所采集筛选的漂浮绿藻进行了定性和定量培养实验,并对筛选的绿潮漂浮种进行了ITS序列分析。根据实验结果,并未见有孢子或配子产生;对漂浮种的定期形态学显微观察也未见有成熟孢子囊或配子囊形成,但藻体的生物量一直处于增加状态。在实验条件下,生物量在30 d内增加约31倍。ITS序列系统进化树显示,QF1和QF2均被分在LPP复合体中,且亲缘关系较近,应属同一种类,但在外形上相差甚大。藻体的生长增殖一般情况下被并入自然生长,属于藻体自身长大。但实验藻体如其他绿潮优势种一样,均具有大量的分枝。分枝在从母体断裂或脱落后,成为新的母体进而进行增殖。这应当作为自体营养繁殖而成为绿潮漂浮种的另一种增殖方式,也是漂浮绿藻在适宜条件下生物量急剧增加的重要原因。     

黄海绿潮漂浮浒苔对高光强胁迫生态适应机制研究

研究了绿潮暴发过程漂浮浒苔藻体独特悬挂分枝现象,及其对高光强逆境胁迫的生理生态适应性。2012-2014年连续3年跟踪监测黄海绿潮漂浮浒苔漂移过程,发现海面漂浮藻体多为气囊主枝,因受高光强胁迫大部分逐渐变白死亡,而水下悬挂分枝藻体可以躲避高光强逆境胁迫生存下来。进一步对青岛海域漂浮浒苔气囊主枝与悬挂分枝进行叶绿素荧光参数及显微细胞结构观察,结果显示海面漂浮藻体气囊主枝多呈白绿色,F_v/F_m平均约为0.29,叶绿素含量约为0.32 mg/g,细胞质多数发生偏移或萎缩变色,且部分细胞形成生殖细胞囊或已放散出生殖细胞;而悬挂分枝多呈绿色且F_v/F_m较高平均为0.6,叶绿素含量高达0.87mg/g,细胞质充实,仅少部分细胞萎缩。将气囊主枝与悬挂分枝放置于室内25℃、80μmol/(m2·s)条件下培养1周,发现气囊主枝的细胞均已形成繁殖细胞囊或已放散成空细胞,而悬挂分枝培养后则保持健康生长。该研究为进一步阐释黄海绿潮暴发机制提供了基础资料。     

东海原甲藻和中肋骨条藻适宜生长条件及叶绿素荧光特性的对比

为探究东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）两种赤潮高发藻适宜生长条件及叶绿素荧光参数的差异,选取温度（17、20、23、26 ℃）、光照[40、80、120、160 μmol photons /（m²·s）]、磷酸盐（0.1、1.0、5.0、10.0 μmol/L）、初始生物量（1×10⁴、3×10⁴、5×10⁴、7×10⁴ cells/mL）等4个因素4水平试验进行室内培养实验。结果表明,对两种微藻叶绿素a峰值质量浓度产生极其显著影响的是磷酸盐（P<0.01）,光照、温度、初始生物量未产生显著影响。磷酸盐添加表明,在0.1、1.0 μmol/L低磷环境中,东海原甲藻生物量及稳定性高于中肋骨条藻,高初始生物量消耗磷酸盐后东海原甲藻能够继续生存,中肋骨条藻则细胞丰度持续衰落;在5.0和10.0 μmol/L高磷环境中,中肋骨条藻较东海原甲藻增殖最快,生物量更高。东海原甲藻的荧光参数F_v/F_m、α较中肋骨条藻稳定,表明其光合活性稳定;更小的细胞体积和更大的比表面积使中肋骨条藻于培养初期快速达到峰值,表明其对磷酸盐利用能力强。10.0 μmol/L磷酸盐浓度组,4个荧光参数最大,光合活性最强,更容易发生赤潮。东海原甲藻的光合活性主要受光照的影响,中肋骨条藻的光合活性更大程度受磷酸盐、光照的影响。     

青岛海域漂浮浒苔光合生理特性及藻体状态等级评价研究

研究了黄海青岛海区漂浮绿潮藻浒苔（Ulva prolifera）的光合生理特性并进行状态等级评价,为今后黄海绿潮暴发趋势预警预测和生长潜力评估奠定基础。首先根据藻体状态对应其最大光量子产量（Fv/Fm）的差异,初步将藻体分为4个等级：Ⅰ级健康藻体,藻体呈绿色（G）,Fv/Fm为0.70~0.75;Ⅱ级亚健康藻体,藻体呈黄绿色（GY）,Fv/Fm为0.60~0.69; Ⅲ级半健康藻体,藻体呈黄色（Y）,Fv/Fm为0.41~0.59;Ⅳ级衰老藻体,藻体呈白色（W）,Fv/Fm为0~0.40。对2011年青岛近岸海域的漂浮浒苔藻体状态等级进行测定和评价,发现各采样点藻体处于以下3个不同等级：Ⅱ级亚健康藻体,其Fv/Fm最高仅0.68,总叶绿素含量为（0.608±0.032） mg/g;Ⅲ级半健康藻体,其Fv/Fm最高为0.57,总叶绿素含量为（0.226±0.031）mg/g;Ⅳ级衰老藻体,其Fv/Fm最高仅为0.29,总叶绿素含量为（0.088±0.029） mg/g。其中,QD1、QD2、QD3主要以Ⅲ级（51.34%~71.37%）和Ⅳ级藻体（17.84%~28.08%）为主;而QD4、QD5、QD6主要以Ⅲ级藻体为主（95.13%以上）。表明漂入青岛海域绿潮藻浒苔大部分状态较差,不能健康存活。另发现浒苔藻体叶绿素含量高低与光合活性呈正相关（F=25.106,R=0.782,P〈0.01）,为探索两者耦合关系以及今后完善藻体状态评价体系提供依据。     

浒苔纤维素分解菌株的筛选、鉴定与纤维素酶活特性研究

从腐烂浒苔和浒苔暴发区域的海水中筛选出具有纤维素分解能力的菌株,采用刚果红染色法进行粗选,得到8株透明圈较大的菌株。将8株菌株分别接种到3种不同碳源的液体发酵培养基,发酵培养6 d后,分别测定滤纸(FPA)酶活力、羧甲基纤维素(CMC)酶活力与水解浒苔纤维素的效果。8株菌株中得到H3、H4、H6、Q1四种产酶较好的菌株并鉴定。3种液体发酵培养基中,以羧甲基纤维素钠为碳源的条件下,H3的CMC酶活力最高,为56.98 U/mL。H3与H4的浒苔水解效果较好,还原糖得率分别为10.4%和12.8%。     

锌和铁对浅水湖泊中浮游植物复苏影响研究——以玄武湖为例

选取冬季12月的玄武湖水样,调整培养液的起始金属离子浓度(锌:0、3.25×10-4、3.25×10~(-3)、3.25×10~(-2) mg·L~(-1);铁:0、2.80×10-4、2.80×10~(-3)、2.80×10~(-2)mg·L~(-1)),探讨金属离子锌、铁对浮游植物复苏过程中群落结构的影响。结果表明:当锌为3.25×10~(-2)mg·L~(-1)时,蓝藻的复苏受到明显的抑制,绿藻及硅藻的生长受到胁迫作用,Fv/Fm值分别降至0.40、0.30、0;当铁浓度高于2.80×10~(-2)mg·L~(-1)时,蓝藻的复苏同样受到抑制,Fv/Fm值降为0.45,而绿藻和硅藻的Fv/Fm分别为0.33和0.07。高铁浓度下复苏后的浮游植物以蓝藻门的微囊藻为主,绿藻门的栅藻次之;高浓度锌胁迫下复苏后的浮游植物主要为绿藻门的栅藻,其次是绿藻门的小球藻,再后是蓝藻门的微囊藻。     

2014年青岛海域消亡漂浮浒苔生理特征研究

我国黄海绿潮每年周期性暴发,不仅对江苏、山东沿岸海洋生态环境和生态服务功能造成严重破坏,同时也产生巨大经济损失。针对绿潮漂移至北黄海后迅速消亡的实际情况,本文采用卫星遥感监测、海上监测、室内实验等手段,对2014年青岛海区绿潮漂移过程、分布海域、覆盖面积动态变化、生长速率、藻体生理特征等方面进行了系统的研究,初步探究总结了黄海绿潮藻衰亡规律。结果显示： 5月底绿潮开始影响青岛海区,6月至7月中上旬,绿潮影响规模不断扩大,达到峰值后,覆盖面积逐渐减小,直至8月中旬,青岛及周边海区的漂浮藻体逐渐消失;2014年7月青岛海区围隔实验显示,藻体生物量日生长率仅2%/d左右,偶尔出现负增长现象;海区漂浮藻体呈浅绿或黄绿色,部分发白,藻体多为囊状,管状和褶皱状,藻体细胞间隔增大,部分细胞出现颗粒化,并且少量藻体出现生殖细胞放散等现象,且藻体荧光活性均小于0.52,叶绿素含量普遍偏低,约0.3mg/g左右,以上现象表明青岛海区漂浮藻体已处于退化衰亡状态。本研究为阐释黄海绿潮消亡机制提供理论依据,为今后绿潮灾害防控工作提供支撑。     

防绿潮藻固着和生长的初步研究

选用3种不同材质的缆绳和5种不同涂料,采用海上现场模拟实验的方法开展了防绿潮藻固着和生长的研究。实验结果表明,3种材质缆绳上绿潮藻幼苗的密度和长度总体随着时间的延长而增多,第4周左右固着密度能达到最大,随后呈现下降的趋势。从材质上看,聚丙烯绳上的绿潮藻幼苗平均生长长度较其他2种材质略长。所选涂料能有效地抑制绿潮藻固着、萌发和生长,涂有涂料的缆绳上的绿潮藻幼苗固着个数和生长长度明显低于对照组,其中有机氟涂料的防固着效果最好,涂在缆绳上既稳定又能有效地防止绿潮藻幼苗的固着生长。     

南黄海绿潮藻的分子鉴定及营养价值初探

对2014年度南黄海绿潮藻进行分子鉴定和营养价值初步研究。ITS序列分析结果显示,南黄海绿潮藻主要包括Ulva linza procera prolifera（LPP）以及Ulva compressa 2个类群。营养价值分析结果显示,南黄海绿潮藻中必需氨基酸与氨基酸总量的比值（EAA/TAA）为30.31%～33.83%,呈味氨基酸含量较高（42.84%～46.89%）,脂肪酸组成丰富,其不饱和脂肪酸中α 亚麻酸含量占总脂肪酸的（32.36±6.58）%,蛋白质含量与浙江固着浒苔相近（独立样本t检验,P>0.05）,是一种高蛋白（26.46%～29.01%）、低脂肪（0.76%～0.91%）、富含纤维（4.87%～6.58%）且安全的海藻食品。     

船舶压载舱黑暗条件对青岛大扁藻种群的生态影响

为阐明船舶压载舱的黑暗密闭环境对绿藻生长的影响,以青岛大扁藻为模式生物,设置不同的初始密度(5 cells/m L、50 cells/m L、5×10~2cells/m L、5×10~3cells/m L和5×104~cells/m L),研究青岛大扁藻在黑暗条件下的相对生长抑制率及在不同生长期和初始密度处理下的种群响应。并对黑暗处理后的青岛大扁藻进行光照恢复研究,探索在不同的起始密度下,未经黑暗与经黑暗处理后的扁藻种群密度变化的差异。结果表明,经过黑暗处理的低密度(3 cells/m L)的青岛大扁藻在光恢复两周后仍然可以达到较高的种群密度水平(1×10~3);经黑暗处理的青岛大扁藻在光恢复初始密度为3及3×10~4cells/m L时的种群恢复能力较未经黑暗处理的弱,且存在显著差异(P0.05)。     

负压式光生物反应器对微藻的培养效果

采用一种新型负压式光生物反应器对常用饵料微藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)的培养效果进行研究,分析培养过程中藻密度、异养菌与弧菌(Vibrios)数量及氨氮与亚硝酸氮质量浓度变化及相互关系。结果表明:在负压光生物反应器培养下威氏海链藻的生长速度快,培养第4天达到平台期,藻密度最大值可达到1.5×10~6个/mL,最大比生长率可达1.37;弧菌与异养菌数量两者变化趋势相同,分别为(0.19～2.70)×10~4 cfu/mL和(0.071～0.93)×10~6 cfu/mL,藻与细菌表现出相互竞争抑制的效果,在指数增长期藻对细菌抑制较强,特别是对弧菌的抑制,在平台期与衰败期藻对弧菌与异养菌的抑制作用逐渐减弱。藻液中氨氮与亚硝酸氮质量浓度随藻密度增加而上升,最高值分别达到0.24 mg/L和0.37 mg/L,指数增长期藻密度与氨氮和亚硝酸氮质量浓度呈显著正相关(P0.05)。因此,采用负压式光生物反应器培养威氏海链藻,可以大大缩短培养周期,抑制细菌生长,提高培养效率和藻液质量,但需要在投喂幼体前对藻液进行充分曝气来降低氨氮与亚硝酸氮质量浓度。该反应器是一种适合饵料微藻培养的系统。研究结果为负压光生物反应器作为微藻生物饵料培养系统的应用提供了参考依据。