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。     

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。     

绿潮漂浮浒苔繁殖特性的研究

我国黄海海域连续3年爆发大规模的绿潮,漂浮的绿藻在短短几个月之内生物量迅速增长,海域覆盖面积呈倍数扩增。选取漂浮绿藻中的优势种浒苔（Ulva prolifera）作为研究材料,对其繁殖特性进行研究。结果表明,每平方厘米藻体能够产生大约5.35×10⁶个游孢子或1.07×10⁷个配子;在繁殖高峰的5-8月间,一株成熟藻体25%左右的部分能够放散生殖细胞,产生约1.15×10⁷个游孢子或2.31×10⁷个配子。漂浮浒苔在此期间主要以单性生殖和无性生殖为主要繁殖方式,其中以单性生殖最为常见。其配子具有明显的正趋光性,合子具有负趋光性。漂浮浒苔的游孢子、配子或配子结合形成的合子均能发育成一株新的藻体。漂浮浒苔强大的繁殖能力是导致其生物量快速增长而引起绿潮爆发的主要原因之一。     

氮磷比率对两种蓝藻和两种绿藻生长的影响

基于千岛湖2009-2010年春夏硅藻不占优势,蓝藻和绿藻发生相互演替的现象,选取千岛湖两种优势蓝藻和两种优势绿藻进行室内生态实验来比较氮磷比对于蓝藻和绿藻生长的影响,得到的主要结果如下:室内条件下,以BG-11培养基为基础设置了5组氮磷比(原子比:N/P=76.77、N/P=307.06、N/P=153.53、N/P=15.35、N/P=3.84)的培养液,研究氮磷比变化对两种蓝藻(水华微囊藻Microcystis flos-aquae和蓝纤维藻Dactylococcopsis sp.)和两种绿藻(小球藻Chlorella sp.和四尾栅藻Scenedesmus quadricauda)的影响,利用logistic生长方程描述四种藻生长曲线且拟合度均较高,水华微囊藻和四尾栅藻随着氮磷比的降低,最大生物量K值和内禀增长率r值均升高,蓝纤维藻则在接近于Redfield比值的培养基中r值最高,小球藻在接近于或低于Redfield比值的培养基中出现暴发性增殖。水华微囊藻在高氮磷比组(N/P=307.06和N/P=153.53)实验结束时藻体累积的总氮含量显著低于其他组(P0.05),四尾栅藻低氮磷比组(N/P=3.84)单细胞氮含量也显著低于其他各组(P0.05),四种藻类藻体中总磷的变化则是随着氮磷比的降低而显著升高(P0.05)。     

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。     

香榧绿藻的生物学特性及物种鉴定

香榧绿藻Chlorella sp.是一种附着在香榧Torreya grandis ‘Merrillii’枝、叶上的藻类。为探明香榧绿藻的种属类别及亲缘关系,探究香榧绿藻的生物学特性,以3个不同地区的香榧树上采集的香榧绿藻为试验对象,通过室内培养,观察香榧绿藻的形态特征及生活习性,提取香榧绿藻DNA并进行18S rDNA序列和内转录间隔区（ITS）基因序列特异性扩增,最终序列进行BLAST比对,绘制系统进化树。结果表明:香榧绿藻由A组和B组2种不同形态的绿藻组成,不同地区香榧绿藻形态存在差异,但主要以A组形态绿藻为主。根据形态学鉴定结果表明:A组香榧绿藻与引起番茄绿藻病的椭圆小球藻Chlorella ellipsoidea形态相近,B组香榧绿藻与引起黄瓜绿藻病的丝藻Ulothrix sp.形态相近;但香榧绿藻对pH值的反应规律与斜生栅藻Scenedesmus obliquus相近。通过序列比对发现,2种形态的香榧绿藻的18S rDNA和ITS区基因序列也与栅藻科Scenedesmace的Asterarcys quadricellulare的同源性高,相似率达100%。结合传统形态学方法和分子生物学技术,将A组香榧绿藻初步鉴定为栅藻科的Asterarcys quadricellulare,B组香榧绿藻为其变种,且2组香榧绿藻与同属于栅藻科的Scenedesmus sp. SM15_4（KT778094.1）的ITS区基因序列相同。香榧绿藻具有较好的耐碱性,生长周期长且不容易腐烂。这些生物学特性赐予香榧绿藻在香榧树上长期寄生的能力。     

海南2种马尾藻的分类鉴定

对海南省儋州市海头镇2种生物量最大的马尾藻品种进行形态学和分子鉴定,根据马尾藻藻体、固着器、主干、分枝、藻叶、气囊和生殖托等主要部位的形态特征,结合ITS基因序列相似性比对结果,将其鉴定为刺托马尾藻和匍枝马尾藻。这为马尾藻物种多样性、深加工利用以及马尾藻资源保护等研究奠定了基础。     

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。     

2种内生和附生橡藻属绿藻的胞外分泌物研究

为探讨2种不同生活方式的内生和附生橡藻属(Heveochlorella)绿藻的胞外分泌物之间的差异,本实验通过测定内生海南橡藻(H. hainanensis)和附生王棕橡藻(H. roystonensis)的生物量和培养液pH,采用非靶向代谢组学分析方法对其胞外分泌物进行定性检测。结果表明:2种藻共被检测到141种胞外分泌物,其中海南橡藻拥有8种特有成分,王棕橡藻拥有6种特有成分;两者胞外分泌物中氨基酸及其衍生物、酮醇类等组分的相对含量占比相近,但有机酸的差异较明显。不加有机碳源培养15 d,内生的海南橡藻生长缓慢,培养液偏酸性,有机酸占比为3.28%;附生的王棕橡藻生长正常,培养液偏碱性,有机酸占比为2.04%。添加0.5%蔗糖作为有机碳源时,海南橡藻生物量由0.09 g/L增至3.87 g/L,有机酸占比增至4.64%,胺类及生物碱含量有所降低,培养液pH下降至4.70;王棕橡藻生物量由3.20 g/L增长到5.24 g/L,有机酸占比降至1.13%,胺类及生物碱含量有所增高,培养液pH上升至8.32。总之,2种橡藻属绿藻在培养过程中培养液的酸碱度变化相反;添加有机碳源能明显促进它们的生长繁殖,并促进海南橡藻有机酸的分泌,抑制王棕橡藻有机酸的分泌,使两者培养液酸化或碱化程度增强。本实验结果可为橡藻属的进化分析及其胞外分泌物的开发利用提供一定的参考。     

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。     

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。     

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。     

黄土藻类回接之生境条件研究

通过液体藻种固相接种培养试验,对人工培养藻类结皮的生态环境条件进行了研究,探讨了温度、光照、水分对藻类生长繁殖的影响规律。结果表明:温度条件对藻类的生长有影响,20℃和室温条件下藻类生物量平均增长率较小,说明其生长比35℃条件下稳定;从光照条件来看,全光和暗光条件下藻类生物量逐渐减少,而弱光条件下生物量持续增加,说明弱光条件下藻类生长最旺盛;水分是影响藻类生长的重要条件,土壤含水量达到30%～35%时藻类生长良好,说明足够的水分供给能够增强液体藻种对环境的适应性,因此,在藻类接种的初期,加强水分的供应能够保证人工培养藻类结皮的成活率。     

海南几种大型绿藻18S rRNA基因的克隆与序列分析

对海南沿岸采集到的团集刚毛藻(Cladophora glomerata)、细毛横丝藻(Acrochaete leptochaete)、石莼(Ulva reticulata)和长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)进行了形态学观察,采用18S rRNA通用引物,通过PCR技术,从这4种绿藻的基因组中扩增到各自的18S rRNA基因序列,并测序。与Genebank中已收录的6种绿藻18S rRNA基因序列进行比较分析,所得10种绿藻的18S rRNA基因长度为727 bp,变异位点为266个,保守位点为453个。刚毛藻目与蕨藻目的遗传距离最大,为0.376;刚毛藻属内的种间遗传距离最小,为0.010。采用NJ法构建的系统进化树的拓扑结构显示:细毛横丝藻、葡枝横丝藻、石莼、礁膜、羽状尾孢藻和皱溪菜聚为一支;团集刚毛藻与扭曲刚毛藻单独聚为一支;长茎葡萄蕨藻与总状蕨藻聚为一支。说明18S rRNA序列可以作为大型绿藻系统发育研究的分子标记。     

长山列岛底栖海藻的分布和丰盛度

长山列岛自然条件优越，初步调查，底栖海藻共有109种，其中45种属经济海藻。在各大岛屿，潮间带底栖海藻的覆盖度可达4级(50-75％)，许多优势种的生物量较大，如羊栖菜，Sargassum fusiforme(Harv)Setch.海罗Gloiopellis furcala(Postet Rupr)J.Ag、缘管浒苔Enteroniorpha linza(L.)J.Ag.鹿角菜Pelralia siliguosa Tseng et C.F.Chang.肠髓藻M yelephycus caespilosus Kjellm,和海雹菜Brachytichia guoyi(C.Ag)Born et Flah.等。各岛屿藻类的水平分布基本上是由东南向西北递减，即分布在东南端的海洋岛藻类种类最多，獐子岛次之位于西北端的广鹿岛种类较少。调查和分析各岛屿海藻群落的生境，基本属于：岩岸、石砾、泥沙滩和沙滩四种，不过有些生境并不典型常形成混合型。     

西江下游浮游植物群落周年变化模式

西江肇庆段是珠江干流汇入珠三角河网水域的咽喉通道,对2009年该江段的浮游植物群落组成及变化进行系统阐析。调查期间共发现浮游植物7门,245种(包括变种、变型),其中硅藻和绿藻是浮游植物群落组成的最主要类群,分别占总种数的42.44%和34.69%,其次是裸藻和蓝藻。PCA分析结果显示,浮游植物各类群的种类丰富度和生物量的周年变化趋势主要受水温和径流量的影响。浮游植物种类丰富度的周年变化呈现明显的高温季节高,低温季节低的特征,除因大多数藻类物种直接喜好高温之外,径流量的增大有助于真浮游绿藻种类的外源注入及半浮游和偶然性浮游硅藻种类的增加。浮游植物生物量的周年变化呈现明显的双峰型,峰值分别出现在8月和11月。然而8月份第1个高峰出现之前,生物量波动不大,尽管水温的升高有助于生物量的增加,但是径流量增大所带来的稀释作用掩盖了水温上升对浮游植物生长的促进作用。真浮游植物生物量的变化趋势和数值与总浮游植物极其接近,主要得益于真浮游硅藻物种颗粒直链藻在总种群中的绝对优势地位。综上,水温升高对浮游植物种类丰富度和生物量的增长均有促进,径流量的增大虽然有助于种类丰富度的增加,但不利于生物量的增加。