不同增殖方式来源的绿潮藻浒苔藻体生长及光合生理特性差异

为了探讨原位状态下不同增殖方式得到的绿潮藻浒苔生物体的差异,通过原位围隔实验,分别获取漂浮浒苔释放的孢子萌发形成的藻体(ST)和浒苔自身营养增殖得到的藻体(VT),通过比较这两种浒苔的生长、光合作用和荧光参数的不同,来估测其光合生理特性的差异。结果表明,ST的生长速率比VT显著高出61.27%,并且ST的最大光合作用速率(Pmax)、光合效率(α)和光合活性(P/R)比VT分别显著高出25.33%、14.93%和134.69%,而呼吸作用速率和光补偿点比VT显著低了45.7%和52.2%,这表明ST与VT相比具有更大的生长优势。另外,VT的相对电子传递速率(rETR)显著高于ST,在高光下尤为显著,并且VT在高光下具有更高的非光化学猝灭(NPQ)能力,这说明浒苔通过自身营养增殖产生的藻体对高光的适应能力比其由孢子萌发形成的藻体更强。     

漂浮绿潮藻浒苔孢子/配子的繁殖过程

以引起绿潮灾害的漂浮优势种浒苔(Ulva prolifera)为材料,对其繁殖过程和特性进行研究。结果发现漂浮浒苔多以配子体形式出现。每平方厘米单层藻体叶片可以产生2.84×10P6P~6.62×10P6P个孢子或1.14×10P7P~2.65×10P7P个配子,放散的生殖细胞中91.6%~96.4%可以成功萌发形成新的藻体,在绿潮暴发高峰期,平均1 g浒苔藻体30%的叶片所形成的生殖细胞囊完全放散生殖细胞后,可以产生0.84×10P8P~8.21×10P8 P株新藻体。漂浮浒苔强大的繁殖力是生物量快速扩增的重要原因,也是中国沿海绿潮暴发的一个主要原因。     

低温、低光照强度对扁浒苔生长的影响

为研究低温、低光照强度对浒苔生长和光合作用参数的影响,设置不同的光照强度和温度培养条件,对设定条件下中国漂浮浒苔种类扁浒苔(Ulvacompessa)的特定生长率进行测定,并利用Phyto-PAM荧光仪测定了低温和低光照强度条件下浒苔最大光量子产量Fv/Fm。结果表明,低温和低光照强度对扁浒苔生长的影响极显著(P0.01),且两者存在显著的交互作用(P0.05)。方差分析表明,扁浒苔在7.5℃、10℃和12.5℃条件下的特定生长率差异不显著(P0.05),但显著高于5℃的特定生长率,显著低于15℃的特定生长率(P0.05);当光照强度为10μmol(/m2·s)、20μmol(/m2·s)和30μmol(/m2·s)时,扁浒苔生长率显著高于在4μmol(/m2·s)的生长率,显著低于在40μmol(/m2·s)的生长率(P0.05)。在实验范围内随温度和光强的升高,Fv/Fm有上升趋势,但显著低于对照水平(P0.05)。综合以上结果可知,扁浒苔在温度为5℃,光照强度为4μmol(/m2·s)条件下,仍然可保持4.32%/d的特定生长率,表明扁浒苔对低温和弱光具有一定耐受性,且温度和光照共同对扁浒苔的生长产生影响,在实验范围内温度和光照强度越高,扁浒苔生长越快,最大光量子产量Fv/Fm也随之提高。     

条浒苔海区试栽培及外界因子对藻体生长的影响

以2004年1月采自江苏如东海区紫菜栽培架上的条浒苔(Enteromorpha clathrata)为研究材料,经分离纯化培养,用条浒苔藻体放散的孢子进行采苗及其海区栽培。结果表明,条浒苔在江苏和浙江海区均能够栽培,且藻体生长速度很快。在实验室条件下,将条浒苔藻体置于不同温度组(5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)、盐度组(0、4、8、12、16)和光照强度组(15μmol.m-2.s-1、30μmol.m-2.s-1、45μmol.m-2.s-1、60μmol.m-2.s-1),共120个温度-盐度-光强组合中培养,以研究这3个生态因子对条浒苔生长的影响。结果发现,温度、盐度和光强对条浒苔的生长影响显著(P<0.05)。条浒苔生长适宜温度为15~25℃;适宜盐度为8~12;适宜光照强度在60μmol.m-2.s-1左右。温度、盐度和光照强度三者对条浒苔生长存在显著的交互效应(P<0.05),这三者的最佳组合为温度25℃、盐度12和光强60μmol.m-2.s-1     

黄海绿潮浒苔的形态学观察及分子鉴定

2008年6月初,黄海中南部海域出现罕见的大面积的绿潮现象,经初步鉴定,认为造成本次绿潮的种类为浒苔属(Enteromorpha)藻类,但是其种一级分类地位的确定成为自绿潮爆发以来最有争议的问题之一.本研究采用形态学观察与分子鉴定相结合的方法,对在黄海海域采集的22个浒苔样品及青岛栈桥海域的漂浮浒苔样品进行了鉴定.结果表明,不同站位的浒苔样品均具有主枝,且高度分枝,但丝状体的长度及宽度有较大差异;藻体色泽也有较大差异,有深绿色、鲜绿色和黄绿色之分;藻体细胞大小差异较大;切片观察表明所有样品都具有浒苔典型的管状结构,且细胞位于单层藻体的中央;ITS及5.8S rDNA序列分析表明23个浒苔样品序列完全一致,由此确定这些浒苔样品均属于同一种浒苔属浒苔(Enteromorpha prolifera).     

浒苔对刺参幼参生长影响的初步研究

对浒苔(Entero­morpha prolifera)的一般营养成分、氨基酸及脂肪酸含量进行测定, 并以浒苔为原料投喂体质量(5.26±0.14) g的刺参(Apostichopus japonicas Selenka)幼参, 与幼参常用饵料如鼠尾藻(Sargassum thunbergii)、马尾藻(Sargassum muticum)、海带(Laminaria japonica)进行效果对比。营养成分检测结果显示, 浒苔蛋白质含量为15.7%, 其中含量较高的氨基酸有天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸等; 脂肪含量低(1%), 多不饱和脂肪酸比例较高(0.24%); 浒苔中各重金属(无机砷、镉、铅、甲基汞)含量均低于国家相关限量标准。以4种海藻为饵料投喂幼参70 d后, 各组刺参幼参生长良好, 成活率无明显差异(P>0.05), 幼参体质量均显著增长(P<0.05); 各组刺参的特定生长率(SGR)由高到低依次为鼠尾藻组、浒苔组、马尾藻组、海带组; 摄食率(IR)由高到低依次为海带、马尾藻、浒苔、鼠尾藻, 饵料转化率(FE)由高到低依次为鼠尾藻组、浒苔组、马尾藻组、海带组。浒苔、鼠尾藻、马尾藻3个投喂组刺参幼参特定生长(SGR)无显著差异(P>0.05), 但显著高于海带组(P<0.05)。本研究说明, 浒苔蛋白含量高、脂肪含量低, 可全部或部分替代鼠尾藻添加到幼参饵料。

     

浅析绿潮成因——浒苔游动孢子短期附着实验研究

以浒苔的四鞭毛游动孢子为研究对象,对其在24小时内固着规律,不同温度条件和水体动力条件对其固着影响进行了研究。结果表明,经24小时黑暗下的固着后,高、低浓度组的浒苔孢子固着率分别为54．1％、48．4％。其中前4个小时的固着速度较快,高、低浓度组的固着率分别为37．8％、32．9％。浒苔孢子固着对环境温度有较强的依赖性,25℃的条件最有利于其固着。水体动力条件对孢子固着有影响,在固着较为关键的前4小时内,轻微的水动力条件下（流速≤17．6cm·s^-1）有利于孢子固着;固着12小时后,静置水体中固着量最大;较为剧烈的水流（流速≥35＋2cm·s^-1）在12小时内均不利于孢子固着。     

温度对浒苔生长及不同氮源吸收特性的影响

为了评估浒苔(Ulva prolifera)对养殖废水的净化效果,本文研究了4个温度水平(22.5℃、25.5℃、28.5℃和31.5℃)和3种氮源(NH4Cl、NaNO2和NaNO3)下,浒苔对工厂化养殖水环境的适应能力及其净化效果。结果显示,96 h内4个温度处理组浒苔对总氨氮(TAN,包括NH4+-N和NH3)的平均吸收速率分别为14.65、14.88、14.48和13.53 μmol/(g?h),144 h内温度各处理组对亚硝态氮(NO2–-N)的平均吸收速率分别为11.28、10.48、9.11和8.38 μmol/(g?h),144 h内各温度处理组对硝态氮(NO3–-N)的平均吸收速率分别为9.41、8.62、8.80和7.35 μmol/(g?h);温度对浒苔的生长速率有极显著的影响(P<0.01),而氮源对浒苔的生长速率有显著影响(P<0.05);在相同氮源条件下,浒苔的生长速率随着温度的升高而逐渐降低;在相同温度条件下,氮源为氨氮(NH4+-N)时,浒苔的生长速率大于氮源为NO2–-N和NO3–-N的生长速率;温度和氮源对浒苔叶绿素a的含量影响不显著(P>0.05),氮源为NH4+-N和NO2–-N时,随着温度的升高,浒苔中叶绿素a的含量均有升高的趋势,而氮源为NO3–-N时,浒苔中叶绿素a的含量呈先降低再升高的趋势;温度和氮源对浒苔中类胡萝卜素的含量均有极显著影响(P<0.01)。随着温度的升高,各处理组浒苔中类胡萝卜素的含量均呈升高的趋势,其中,在28.5℃和31.5℃条件下,NO3–-N处理组浒苔类胡萝卜素的含量明显高于其他各处理组(P<0.05)。研究表明,温度在22.5℃~31.5℃范围内,浒苔可以有效吸收TAN、NO2–-N和NO3–-N等对虾工厂化养殖废水中的营养盐,浒苔对NH4+-N的吸收速率最大,但随着水温的升高,浒苔对NH4+-N、NO2–-N和NO3–-N的吸收速率均呈降低的趋势。     

低温、低光照强度对扁浒苔生长的影响

为研究低温、低光照强度对浒苔生长和光合作用参数的影响,设置不同的光照强度和温度培养条件,对设定条件下中国漂浮浒苔种类扁浒苔（Ulva compessa）的特定生长率进行测定,并利用Phyto-PAM荧光仪测定了低温和低光照强度条件下浒苔最大光量子产量F_v/F_m。结果表明,低温和低光照强度对扁浒苔生长的影响极显著（P<0.01）且两者存在显著的交互作用（P<0.05） 方差分析表明,扁浒苔在7.5℃、 ℃和12.5℃条件下的特定生长率差异不显著（P>0.05）但显著高于5℃的特定生长率,显著低于15℃的特定生长率（P<0.05） 当光照强度为10 μmol/（m²·s）20 μmol/（m²·s）和30 μmol/（m²·s）时,扁浒苔生长率显著高于在4 μmol/（m²·s）的生长率,显著低于在40 μmol/（m²·s）的生长率（P<0.05）在实验范围内随温度和光强的升高,F_v/F_m有上升趋势,但显著低于对照水平（P<0.05）。综合以上结果可知,扁浒苔在温度为5℃,光照强度为4 μmol/（m²·s）条件下,仍然可保持4.32%/d的特定生长率,表明扁浒苔对低温和弱光具有一定耐受性,且温度和光照共同对扁浒苔的生长产生影响,在实验范围内温度和光照强度越高,扁浒苔生长越快,最大光量子产量Fv/Fm也随之提高。

     

活性磷对浒苔生长和叶绿素含量影响的初步研究

该试验以大型海藻浒苔(Enterpmorpha prolifera)为研究对象,设置5个活性磷浓度梯度,研究活性磷对浒苔生长和叶绿素含量的影响.试验结果表明:添加活性磷对浒苔的生长有促进作用,而且添加磷的浓度不是越高越好,有个最适值(200 μmol/L),在此浓度下浒苔的生长率最高为13.13%,超过这个值反而对浒苔...     

浒苔降解过程中颗粒有机碳、氮释放及相关微生物种群丰度变化研究

我国黄海海域已连续18年暴发浒苔(Ulva prolifera)绿潮,数百万吨浒苔在绿潮消亡阶段沉降入海并向海水中释放大量有机质。目前,对于量化浒苔降解过程中颗粒有机碳(particulate organic carbon, POC)、颗粒有机氮(particulate organic nitrogen, PON)的释放及其微生物调控机制的相关研究亟待开展。本研究选择浒苔为对象,设置2种降解密度(1 g/L、5 g/L),研究90 d降解过程中的POC和PON浓度、POC︰PON及微生物丰度的变化特征,并探究微生物丰度与POC、PON浓度及其比值的相关关系。结果显示,90 d降解过程中POC浓度[1 g/L与5 g/L处理组峰值分别为(90.17±24.77)和(219.99±45.11) μmol/L]、PON浓度[1 g/L与5 g/L处理组峰值分别为(16.15±0.71)和(23.20±7.16) μmol/L]变化显著。POC、PON浓度随时间变化规律不同：前60 d,POC和PON浓度均先上升后下降;第60~90天,POC浓度持续下降约49%,而PON浓度上升约430%。浒苔降解初期POC︰PON升高,表明此时氮的释放滞后于碳;随后,POC︰PON下降,与微生物对氮的固定以及呼吸作用消耗碳有关。微生物丰度与POC、PON浓度显著相关,表明微生物对浒苔降解过程中POC、PON释放具有重要作用。降解密度对POC、PON浓度有显著影响,5 g/L处理组POC、PON浓度约为1 g/L处理组的2~3倍,且5 g/L处理组达到峰值所需时间较长。本研究厘清了浒苔降解过程中POC、PON的释放特征,明确了微生物丰度变化与POC、PON含量及二者比值变化的关系,为深入探究浒苔降解过程中微生物对POC、PON释放的调控机制以及POC、PON降解机制提供了研究基础。     

浒苔染色体制备及核型初步分析

由于浒苔染色体制备难度较大,至今还没有准确染色体数目及核型分析报道。以引发我国黄海绿潮优势种浒苔(Ulva prolifera)为研究对象,采用酶解-荧光法制备浒苔染色体,并比较分析染色体制备过程中秋水仙素预处理时间、酶解时间和滴片高度等3个关键因素对染色体制片效果的影响,以建立浒苔染色体制备方法。结果表明:用质量浓度为0.2%的秋水仙素处理12 h,染色体浓缩程度适宜,分散均匀,形态清晰;用质量浓度为2%的纤维素酶、果胶酶、离析酶,混合酶解20 h效果最好,能去除细胞壁、细胞膜和多糖物质;30 cm高度下滴片,能使细胞分散均匀,可以获得质量较高的浒苔染色体。核型分析显示,浒苔雌、雄配子体染色体数目为9条,孢子体染色体数目为18条。研究结果可为未来浒苔遗传特征分析以及浒苔功能基因定位研究奠定基础。     

紫外辐射对浒苔游孢子附着、萌发和幼苗生长的影响

为了探讨绿潮藻浒苔游孢子对紫外线(UVR)的敏感性,研究了相对于有效光辐射(PAR,P)增加UVA辐射(PAR+UVA,PA)和全波长辐射(PAR+UVA+UVB,PAB)对浒苔游孢子的光合效率、附着、萌发和幼苗生长的影响。实验结果表明,(1)强光[900μmol/(m2·s)]下PA和PAB辐射对浒苔游孢子的最大光化学效率(Fv/Fm)具有明显抑制作用,且辐射时间越长抑制作用越大。强光下PA和PAB辐射15、30、60min导致浒苔游孢子最大光化学效率分别下降为28.4%、42.4%、36.5%、52.1%、64.4%、54.5%;(2)游孢子在15min辐射期间的附着率分别为50.0%(P)、44.9%(PA)和23.9%(PAB),紫外辐射尤其是UVB显著抑制(延迟)了游孢子的附着(P<0.05),但对24h后游孢子的总附着率没有显著影响。不同辐射处理和处理时间之间存在显著交互作用(P<0.05);(3)阳光下PA和PAB对孢子萌发具有显著抑制作用,第3天PA和PAB处理的游孢子萌发率分别为P处理的57.0%和39.1%,游孢子的萌发存活决定于最初的3d,3d后的紫外辐射对幼苗的存活没有显著影响(P>0...     

温度对浒苔降解过程中溶解有机物释放及其组成的影响

2007~2019年浒苔(Ulva prolifera)绿潮在我国南黄海连续13年大规模暴发,每年上百万吨浒苔来不及打捞而沉降至海底。在浒苔绿潮消亡期,大量来不及打捞的浒苔藻体在微生物降解作用下释放丰富的碳、氮等生源要素。本研究探讨了温度对浒苔降解向水体释放溶解有机物(主要包括溶解有机碳和溶解有机氮)及其组成的影响。结果显示,不同温度(15℃、20℃和25℃)对0~7 d浒苔降解过程中溶解有机碳(DOC)的释放有显著影响(P<0.05)：20℃条件下,DOC浓度显著高于15℃和25℃条件下,而7~30 d不同温度下水体的DOC浓度没有显著差异(P>0.05)。对于溶解有机氮(DON)而言,温度对0~7 d浒苔释放DON的影响不显著(P>0.05),而7~30 d不同温度下,DON浓度呈现显著差异。其中,25℃条件下,DON浓度显著低于15℃和20℃(P<0.05),这主要是由于在实验中后期,微生物将浒苔释放的DON部分转化为无机氮形式,而25℃条件下,微生物丰度较高,进而导致较多的DON发生转化。另外,利用三维荧光光谱—平行因子分析技术(EEMs-PARAFAC)对浒苔降解过程中荧光溶解有机物(FDOM)的组成和荧光特性进行探究,共鉴别出3个荧光组分：类色氨酸组分(C1和C2)和类腐殖质组分(C3)。不同温度下,3个组分的相对含量表明,温度对FDOM的组成并没有显著影响(P>0.05),而对C2和C3组分的荧光强度具有显著影响(P<0.05),这可能由不同温度下微生物的分解速率不同所导致。     

浒苔碳汇功能评估及其扩增途径

浒苔(Ulva prolifera)不仅是绿潮暴发的主要生物种类,也是海洋中重要的碳汇生物。浒苔生长速度快、繁殖方式多样、抗逆能力强,能够在短时间内形成大规模生物量,本文在此基础上评述了中国近海浒苔生物在生长和漂移过程中的固碳特点：浒苔具有独特的高pH诱导HCO3–利用机制,可提高HCO3–的吸收效率,并促进漂浮浒苔对空气中CO2的吸收,同时,C4固碳途径增强了漂浮浒苔在高光辐射时的碳固定效率,这种多样化的碳吸收和碳固定模式,使漂浮浒苔光合固碳能力增强,漂浮状态下可以快速积累生物量。以上特点使得浒苔的固碳效率显著高于主要养殖藻类,如海带、裙带菜和紫菜等。2007年以来,黄海海域连续15年暴发世界上最大规模浒苔绿潮,最大分布面积年均在3万km2以上,最大覆盖面积年均超过500 km2,浒苔生物量年均在150万t以上,据此估算,2008―2020年净碳汇量为2.5~27.5万t,年均超过7.8万t,高于主要养殖藻类,如江蓠、紫菜和裙带菜的年均固碳量,仅次于海带的年均固碳量。浒苔巨大的生物量和强大的碳固定能力使其成为一个潜在的、不可忽视的海洋碳汇和碳储途径,建议浒苔绿潮暴发时,进一步加强浒苔打捞力度和资源化利用程度,实现碳利用和去富营养化的双赢,推动浒苔碳汇产业早日加入碳市场,使其成为一个新的低碳经济增长点。     

石莼属海藻的环境增殖及生物质能开发潜力

石莼属海藻主要包括石莼(Ulva lactuca)、孔石莼(U.pertusa)和裂片石莼(U.fasciata)等。石莼又名海莴苣,藻体呈黄绿色,似卵形,边缘略有波状或呈广宽叶片状,一般生长在海湾内中低潮带的岩石上或石沼中,广泛分布于我国黄、渤海沿岸等;孔石莼又称海白菜,藻体有卵形、椭圆形、圆形等,叶片上有形状大小不一的孔,这些孔可使叶片     

鳌山湾氮、磷营养盐的分布及变化特征

1996年11月-1998年5月在鳌山湾进行了6个航次的调查,根据所获资料分析了氮、磷的含量变化及分布情况。结果表明,鳌山湾氮磷营养盐的分布以北高南低为主,有明显的季节变化;溶解无机氮在冬、春季由沱底东北向湾外呈减小趋势,在夏、秋季由北向南呈增加趋势;无机磷（IP）基本上由北向南呈减小趋势;溶解无机氮的组成在大部分时间主要以NO3^- -N形态存在。鳌山湾水体的营养水平较低,NO3^- -N浓度范围为0.4-59.62μmol/L,IP为0.03-14.68μmol/L,特别是氮浓度较低,故该湾为氮元素限制海区。