盐度胁迫下中肋骨条藻和东海原甲藻的生长与內源多胺调节作用的关系*

提要 实验室内开展了不同盐度梯度下培养常见的两种赤潮藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的实验,根据logistic生长模型获得了生长参数Bf和mmax,并测定了藻体中过氧化物酶(POD)、二胺氧化酶(DAO)、多胺氧化酶(PAO)的活性和丙二醛(MDA)、腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)的含量。结果表明,高、低盐度胁迫下,两种藻均会积累MDA,活性氧自由基的伤害增强,藻的生长受到了抑制。同时,两种藻都会提升多胺含量,通过多胺的调节作用来缓解胁迫的伤害,促进生长,但是在提升的多胺种类和形态上,两种藻存在着差异。高盐胁迫下,中肋骨条藻会提升多胺尤其是游离态多胺的含量来缓解伤害,东海原甲藻则依靠结合态的亚精胺和游离态的精胺的调节作用。低盐胁迫下,中肋骨条藻会提升游离态腐胺的含量,而东海原甲藻体内各形态的多胺都会上升。     

中肋骨条藻和东海原甲藻的散射特性

浮游藻类是海水中的重要组成成分,对其固有光学特性的研究有助于深入了解水体光学的辐射传输。在过去的30年中,大量的研究都集中在藻类吸收特性上,缺少对其散射特性的认识。本文利用分光光度计设计了在实验室中测量含颗粒水体散射和后向散射特性的方法,并利用标准球形颗粒对该方法的可行性进行验证,结果表明,在400~700 nm范围内,散射测量结果与理论值的一致性较好,最大误差小于3%,而后向散射测量结果在蓝紫光处的一致性较好,在近红外波段处有一定误差。运用这两种测量方法对东中国海常见的赤潮藻种中肋骨条藻Skeletonema costatum和东海原甲藻Prorocentrum donghaiense进行测量,结果显示:中肋骨条藻与东海原甲藻的散射系数幅值相近但谱形差异较大,前者随波长增加散射强度递减,后者则相反;在色素吸收较强的波段,两者散射强度均出现与其它波长位置变化趋势相反的情况,这主要是受细胞物质物理性质的影响。两者的后向散射差异较小,但可以看出其谱形受色素吸收的影响很大,在幅值上,东海原甲藻略高于中肋骨条藻,在550 nm处分别为0.001 74,0.001 43 m²/mg(以藻类叶绿素a浓度归一化),后向散射概率分别为1.104%和0.723%。     

温度、盐度对具齿原甲藻生长的影响及其与中肋骨条藻的比较

在无菌条件下,单种培养具齿原甲藻以研究温度和盐度对其生长的影响。实验设计了5个温度梯度和6个盐度梯度,并计算了不同培养条件下藻细胞在指数生长期的比生长率。实验结果表明：具齿原甲藻生长的最适温、盐范围分别为22℃和25～31。温度对藻类生长的影响比盐度的要明显得多,而且藻生长的最适盐度有随着温度升高向低盐度偏移的趋势。同时,实验研究了同样条件下中肋骨条藻的生长情况,并与具齿原甲藻进行了比较,以试图探讨东海大规模爆发具齿原甲藻赤潮的原因。     

东海原甲藻对中肋骨条藻的他感作用初探

在实验室内将不同生长期的东海原甲藻(Prorocentrum donghaienseLu)培养液滤液用切向超滤技术分级处理后,培养中肋骨条藻(Skeletonema costatum),发现东海原甲藻的滤液对中肋骨条藻的生长具有促进作用,不同生长期的东海原甲藻分泌物在粒级100 ku～0.45μm的培养液中对中肋骨条藻的促进作用最明显,表明东海原甲藻可以产生大小不同的可促进中肋骨条藻生长的他感物质,且在100 ku～0.45μm范围含量较大。东海原甲藻对中肋骨条藻的生长促进作用在不同生长期作用强度不同,促进作用最明显的是消亡期,其次为平台期,指数生长期的藻液是3种藻液中促进作用最小的。     

胶州湾中肋骨条藻赤潮与环境因子的关系

1998年7月3－8日胶州湾女增养残海域发生一次中肋骨条藻（Skketonemacostatum)赤潮，对该次赤潮生消全过程环境因子变化的监测分析表明，该养殖海域表层水体解态无机氮，无机磷，可溶性铁和锰含量高，为赤潮的发生提供了必需的营养基础，6月30日－7月1日较强的降雨过程使不体在以后两天中形成了高温，低盐，富营养的环境，有利于中肋骨条藻快速增殖拉导致了赤潮的爆发，7月3－8日天气持续的高温和静风使赤潮得以维持，随后磷，硅的耗尽使赤潮逐步走向消亡，应用相关分析和主成分分析，研究了赤潮与环境因子的关系，结果表明，影响本次赤潮的重要环境因子有：盐度，水温，硅酸盐，磷酸盐。     

化感作用对中肋骨条藻与东海原甲藻竞争演替的影响

为了检验化感作用对赤潮藻类生长和竞争的影响,对中肋骨条藻滤液进行了培养实验,结果显示中肋骨条藻滤液对其自身的生长呈现出化感抑制现象,而且抑制作用在磷限制条件下尤为显著。自化感作用的程度与藻的生长阶段有关,指数期滤液对中肋骨条藻的抑制作用比衰亡期滤液略强。不同滤液添加比例实验进一步验证了中肋骨条藻自化感作用的存在。降解实验表明在某些机制的作用下,化感物质会随时间而发生降解。在所有的滤液培养实验中,中肋骨条藻对东海原甲藻的生长没有明显影响,这可能是由于东海原甲藻对滤液中的化学物质有较强的耐受能力。中肋骨条藻滤液的共培养实验结果显示,中肋骨条藻与东海原甲藻表现出演替现象,东海原甲藻最终获得竞争优势。实验结果表明化感作用可能会影响中肋骨条藻和东海原甲藻的竞争演替。     

生物胺对赤潮藻生长的影响作用初探

选取东海赤潮高发区常见的两种甲藻[东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)]和两种硅藻[中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、海链藻(Thalassiosirasp.)],以2-苯基乙胺、腐胺、亚精胺、精胺四种赤潮水体中常见的生物胺为因素,设置0、5、25、100nmol/L四个浓度水平,进行L16(45)正交添加培养实验。根据Logistic生长模型进行曲线拟合,分析得到的生长参数。结果显示,不同的生物胺对各赤潮藻生长影响的大小、趋势均存在差异。其中,2-苯基乙胺对四种赤潮藻的生长影响最显著。高浓度的2-苯基乙胺对中肋骨条藻的生长具有明显的抑制作用,对塔玛亚历山大藻的生长具有明显的促进作用。多胺物质(腐胺、亚精胺和精胺)对甲藻(东海原甲藻和塔玛亚历山大藻)生长的促进作用大于硅藻(海链藻和中肋骨条藻)。多胺中的亚精胺对塔玛亚历山大藻和海链藻的生长影响最大,精胺对东海原甲藻和中肋骨条藻的生长影响最大。多胺可能是2010年东海赤潮由中肋骨条藻向东海原甲藻演替的一个诱导因素,其中精胺可能发挥的作用较大。     

长江口中肋骨条藻赤潮的分布与特点

对1990年6月9～25日在东海赤潮多发区海域调查期间所观察到的5次中肋骨条藻赤潮的特点以及与环境要素变化的关系作了初步分析。结果表明:(1)中肋骨条藻是多发区海域夏季的敏感赤潮生物,风速减小、气压下降以及良好的海况条件有利于赤潮的发生;(2)赤潮发生时发生区边界存在明显的界面变化特征,这种空间界面的环境要素变化与赤潮发生的时间变化特点是一致的。     

盐度和光照强度对赤潮异弯藻增长的效应

采用一次性培养的方法,研究了盐度和光照强度对赤潮异弯藻增长的效应。结果表明:赤潮异弯藻在3种光照和7个盐度梯度下均可生长。盐度对赤潮异弯藻的生长有极显著的影响(P0.01),光照强度对赤潮异弯藻的生长影响亦显著(P0.05),盐度和光照强度的交互作用无显著影响(P0.05)。不论在哪种光照下,低盐度10、15组赤潮异弯藻虽然能生长,但生长速率和最大细胞数量值均较低,随着盐度的提高,藻的生长速率和最大细胞数量值增大,但盐度增至30以后,即30~40试验组的生长速率和最大细胞数量值之间的差异不明显。而不论在哪个盐度条件下,赤潮异弯藻在3种光照强度下,均以6000lx时的藻细胞密度值最高,生长情况最好。     

海月水母(Aurelia sp.1)对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)摄食的研究

采用饵料浓度差减法,在实验条件下研究了不同细胞密度的中肋骨条藻和东海原甲藻对海月水母水螅体、碟状体和水母体摄食活动的影响。结果表明,不同种类和密度的微藻细胞密度对水螅体、碟状体和水母体的摄食有显著影响。在实验的藻细胞密度范围内,随藻细胞密度的增加,水螅体和碟状体对中肋骨条藻和东海原甲藻的摄食率一直升高。水螅体对中肋骨条藻和东海原甲藻的最大摄食率均发生在藻细胞密度最高处,分别为4623cells/(ind.h)和4118cells/(ind.h)。碟状体对中肋骨条藻和东海原甲藻的最大摄食率也是发生在藻细胞密度最高处,分别为174671cells/(ind.h)和47218cells/(ind.h)。清滤率随着藻细胞密度增加而降低。在相似细胞密度下,碟状体对中肋骨条藻的摄食率高于东海原甲藻。水螅体和碟状体对同种藻的摄食情况不同,在相似藻细胞密度下,碟状体的摄食率比水螅体高。经过藻类饵料适应处理的水螅体对藻类的摄食率会有显著增加,约为未经饵料适应处理的10倍。水母体对中肋骨条藻和东海原甲藻未发生摄食。     

三疣梭子蟹几丁质酶基因克隆鉴定及在低盐胁迫和蜕皮周期中的表达分析

几丁质酶在甲壳动物中参与多个生物学进程,发挥重要作用。本研究采用RACE技术,克隆获得总长为3694 bp的三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)几丁质酶基因全长c DNA序列,命名为Pt Cht基因。该基因5′和3′非编码区分别为200bp和455bp,开放阅读框为3039bp,推测编码1012个氨基酸,预测分子量为113.4k Da,理论等电点为6.289。生物信息学分析表明,Pt Cht基因含有2个催化结构域和1个几丁质结合结构域Cht BD2,催化结构域具有几丁质酶第18家族的保守基序MotifⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ;同源性和系统进化分析表明,三疣梭子蟹Pt Cht基因与亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)Cht的同源性最高;荧光定量RT-PCR分析表明,Pt Cht基因在各组织中均有表达,而在眼柄和表皮中的相对表达量较高。Pt Cht基因在蜕皮周期中的表达规律表明,Pt Cht基因在不同蜕皮时期存在明显变化,在表皮中先下调后上调;在眼柄中,呈整体上调趋势。通过分析Pt Cht基因在低盐胁迫进程中的表达规律发现,低盐胁迫可显著改变Pt Cht基因在鳃和肝胰腺中的表达模式,整体呈先下降后上升最后下降的表达趋势。该研究结果表明Pt Cht基因在三疣梭子蟹蜕皮发育和渗透压调节中发挥重要作用,为深入研究三疣梭子蟹和其它甲壳动物几丁质酶的功能提供了重要信息。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)胞内氯离子通道蛋白基因克隆及其表达分析

本研究克隆了三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)胞内氯离子通道蛋白基因,命名为Pt CLIC。该基因c DNA全长2000bp,5’和3’非编码区(UTR)长分别为76bp和1162bp,开放阅读框长762bp,推测编码253个氨基酸,预测分子量为29.2k Da,理论等电点为5.93。生物信息学分析表明,Pt CLIC基因中未发现跨膜结构域,属于不稳定蛋白;同源性分析表明,Pt CLIC基因编码的氨基酸序列与蚤状溞(Daphnia pulex)CLIC基因的同源性高达83%;系统进化分析表明,三疣梭子蟹与拟穴青蟹首先聚为一支;实时荧光定量RT-PCR分析表明,Pt CLIC基因在选取的所有组织中均有表达,在肝胰腺中的相对表达量最高,且显著高于其它组织(P0.05)。低盐度胁迫显著改变了Pt CLIC基因在三疣梭子蟹鳃和肝胰腺中的表达模式,整体呈先上调后下调的趋势,并发现该基因在低盐耐受和低盐敏感家系中的表达规律差异显著。研究结果表明Pt CLIC基因在三疣梭子蟹渗透压调节中发挥重要作用,可辅助三疣梭子蟹耐低盐品系的选育。     

剧毒卡尔藻与东海原甲藻间的化感作用研究

为研究剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)与东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)之间的化感作用,在f/2营养盐条件下,分别采用了混合培养及滤液培养的方法。结果表明:剧毒卡尔藻指数生长后期的无藻细胞滤液明显抑制了东海原甲藻的生长,而东海原甲藻滤液对剧毒卡尔藻的生长几乎无影响,化感作用作为重要的影响因素使剧毒卡尔藻获得竞争优势。将剧毒卡尔藻指数生长末期的无藻细胞滤液置于固相萃取(SPE) C18小柱,经吸附、不同比例的甲醇溶液洗脱,考察不同洗脱部分对东海原甲藻生长的影响,发现80%的甲醇洗脱部分明显抑制了东海原甲藻的生长。本研究为了解剧毒卡尔藻的竞争机制提供了重要的科学依据,今后将重点分析剧毒卡尔藻释放的有效抑制东海原甲藻生长的化感物质。     

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)对中华哲水蚤(Calanus sinicus)摄食和消化酶活性的影响

采用单养和混养的方法,在实验条件下研究了东海原甲藻对中华哲水蚤摄食和消化酶活性的影响.结果表明:(1)中华哲水蚤对东海原甲藻存在一定摄食行为,藻类密度对摄食率有明显的影响.实验密度下,中华哲水蚤对东海原甲藻的最大摄食率为930cells/(ind·h).滤水率随着藻密度的增加而呈单一性的下降;(2)混养条件下,中华哲水蚤对金藻和东海原甲藻的摄食率均较单养时下降,滤水率的变化与摄食率相似;(3)不同藻密度下,昆布多糖酶活性都明显高于麦芽糖酶和纤维二糖酶的活性,而麦芽糖酶活性又稍高于纤维二糖酶的活性.与金藻相比,东海原甲藻实验组中华哲水蚤3种消化酶活性明显升高(P<0.05).     

东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和海洋原甲藻APBM(P.micans APBM)的5.8S rDNA及其转录间隔区(ITS)的克隆和序列分析

对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和海洋原甲藻APBM(P．micans APBM)的5.8SrDNA及其转录间隔区(ITS)序列进行了PCR扩增、克隆和序列测定，并分析了甲藻属9株赤潮藻(7株从GenBank获得)的系统进化关系。结果表明，海洋原甲藻APBM的ITS片段(含5.8S区)为631bp，东海原甲藻的(含5.8S区)为552bp；东海原甲藻与从GenBank中获得的微小原甲藻相似程度较高，与甲藻属其他原甲藻相似程度较低；本文研究的海洋原甲藻APBM的ITS序列与其他原甲藻相似程度都较低并且在进化树上距离也较远。用ITS1或．ITS2序列构建的系统树与用ITS 5.8SrDNA序列构建的系统树反映的结果基本一致，5.8S区因过于保守似乎不适于构建系统树反映种下的亲缘关系。     

不同盐度对螺旋藻的生长和生化成分影响的研究

用半咸水驯化钝顶螺旋藻获得耐盐品系,在半咸水中盐度驯化的品系的生长率高于未驯化的品系。在不同的盐度的半咸水中盐度驯化品系更能适应较高盐度的半咸水,在20×10-3的盐度下收获量最高。     

胃促生长素Ghrelin在不同盐度胁迫下对黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)部分免疫指标的影响

鱼类Ghrelin的研究主要集中在摄食和生长方面,在免疫方面的研究甚少。本文以沿海经济鱼类黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)为研究对象,检测了不同盐度(10、20、30)环境下腹腔注射Ghrelin(生理浓度,10ng/100g体重)对黑鲷部分免疫指标(超氧化物歧化酶SOD、溶菌酶活性LYS、血清补体3含量C3、免疫球蛋白M含量Ig M和丙二醛含量MDA)的影响。结果如下:在30盐度(正常盐度)时,腹腔注射Ghrelin对SOD和C3无显著影响(P0.05),1h后Ig M含量显著提高(P0.05),2h后LYS和MDA也明显增加(P0.05);在20盐度(轻盐度胁迫)时,腹腔注射Ghrelin不影响Ig M含量(P0.05),1h后SOD、LYS、C3均有明显上升(P0.05),而MDA则显著下降(P0.05),影响持续时间较长;在10盐度(重盐度胁迫)时,腹腔注射Ghrelin对所检测的5种免疫指标均有显著影响,其中1h后LYS、C3、Ig M含量明显提高(P0.05),3h后MDA下降,6h后SOD明显升高(P0.05)。以上结果表明:在低盐度肋迫下,Ghrelin可显著提高海水鱼黑鲷血清中SOD、LYS、C3和Ig M水平,降低MDA水平(P0.05),使黑鲷免疫力提高,以缓解其对低盐度胁迫的适应。因此,Ghrelin在海鱼的淡化驯养中具有潜在的应用前景,有望开发为一种海鱼淡化驯养的饲料添加剂。     

米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的光照强度生态幅研究

藻类生长的光照生态辐是指在一定光照强度范围内藻类能生长和繁殖的水平范围,由藻类生长的最适光照强度、光照强度适宜生长范围和光照强度耐受限度构成。为了定量获取藻类生长的光照生态幅,在室内培养条件下,分别研究了三个温度（18、22、25℃）条件下六个不同光照强度[28.32、55.15、75.06、96.59、111.66和135.75μmol/（m²·s）]对米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞数和最大比生长率的影响,依据Shelford耐受性定律建立了米氏凯伦藻和东海原甲藻的光照耐受性模型,并得到了藻类生长的最适光强、光强适宜生长范围和光强耐受限度的定量表达。结果表明：无论是米氏凯伦藻还是东海原甲藻,在同一温度条件下,在实验设定的光照强度水平范围内,均分别存在一个适宜藻类生长的最适光强I_opt,且当光强I ≤ I_opt时,藻类细胞密度和比生长率均随着光强的升高而显著增大;而当I ≥ I_opt时,藻类细胞密度和比生长率随着光强的升高而显著减小。此外,随着培养温度的升高,藻类细胞密度和比生长率均呈现"先升后降"的变化趋势。建立的藻类生长光照耐受性模型与Shelford耐受定律较为吻合,并定量得到了米氏凯伦藻在18、22、25℃下的最适生长光强分别为81.48、80.15、79.27μmol/（m²·s）;光强适宜生长范围分别为33.11-162.96、32.57-160.3、32.03-158.54μmol/（m²·s）;东海原甲藻在18、22、25℃下的最适生长光强分别为79.39、78.19、76.69μmol/（m²·s）;光强适宜生长范围分别为31.89-158.78、31.77-156.38、31.18-153.38μmol/（m²·s）。