山东农业大学

缘管浒苔、小珊瑚藻和鼠尾藻对东海原甲藻克生效应的实验研究EffectsofthreemacroalgaeUlvalinza,CorallinapiluliferaandSargassumthunbergiionthegrowthoftheredtidemicroalgaeProrocentrumdonghaienseunderlaboratoryconditions学校中国海洋大学学生王仁君专业生态学2007年4月24日ContentsIntroductionMaterialsandmethodsResultsDiscussionandconclusion98CaliforniaNoctilucaBloomFloridaRedTideBloomofKareniabrevisTexasBrownTideBloomofAureoumbra1999Prorocentrummicansbloom,Maine选题的背景——赤潮爆发有害赤潮的生物种类•Therearemorethan4000speciesofphytoplanktonsinmarineecosystem•300speciesareknowntobe,orsuspectedtobe,orhavethepotentialtobeharmfulalgalspecies.•About80toxicspeciesandabout200noxiousspecies•Thislisthasincreasedremarkablyinrecentyears.020406080100120BohaiYellowseaEastChinaseaSouthChinaseaEfficiency50s60s70s80s90s50－90年代中国不同海区赤潮发现次数统计形成有害赤潮的原因种•甲藻类•硅藻类•针胞藻类•蓝藻类•定鞭藻类赤潮的危害对人类健康的影响毒素中国沿海地区因食用贝类引起的一些中毒事件时间地点毒素中毒人数死亡人数食用贝类名称藻种1967-79浙江PSP42323NassariussuccinstusND1986.1台湾PSP302SoletellinadiphosProtogonyaulaxtamarenses1986.11福建(PSP?)1361RuditapesphillipenensisGymnodiniumsp(?)1989.2广东PSP5-PinnapectinataND1989.11福建(PSP?)41N.succinstusND1991.2台湾PSP8-S.diphosAlexandriumtamarenses1991.3广东(PSP?)42PernaviridisND1994.6浙江(PSP?)51N.succinstusND对水产养殖业、旅游：可持续发展被赤潮逼死的龙虾国内外有害赤潮防治的现状有害赤潮的治理方法物理方法生物方法化学方法粘土法超声波法过滤法网箱沉降法气幕法微生物法利用生物间的拮抗作用抑制赤潮生物的生长利用海洋滤食性动物去除赤潮生物法直接灭杀法凝聚剂沉淀法天然矿物絮凝法竞争有限的营养盐或光照分泌种间克生物质在短期内有效，但会对环境造成不同程度的破坏(Jeong,2000)对环境无二次污染种间拮抗效应Ｈasler(1949）首次发现了高等水生植物对微藻具有克生效应Kogan(1989),孙文浩等(1989),VanAller(1985)证明了淡水生态系统中大型水生植物对微藻克生效应的普遍性，以及克生效应具有专一性的特点Arther(1949),Marshall(1948),Fong(1986)大型海藻与海洋微藻的丰度随时间和季节而变化，但是两者生物量总是呈负相关水生生物间克生效应的研究现状JinandDong(2003)的研究发现大型海藻孔石莼的新鲜组织和干粉末对赤潮异弯藻和塔玛亚历山大藻具有克生效应，赤潮异弯藻与孔石莼新鲜组织和干粉末共存时，正常的赤潮异弯藻细胞逐渐失去活动力，变得圆和膨胀，最后破裂．大藻与微藻间克生效应的研究现状AlgicidalacitivityofthefreshtissueandthedrypowderofU.pertusaonH.akashiwo(A.originalshapecell;B.cellsbecomeimmobilw,roundandswollen;C,cellsareruptured)(Jin,2003)Wangetal(2007)研究了共培养体系中大型海藻孔石莼的新鲜组织对四种赤潮微藻生长的影响，证明大型海藻均能明显抑制微藻的生长，并且能够分泌某种相生相克类化合物抑制共培养体系中微藻的生长。Effectsoffreshmacroalgalthaliiongrowthofdinoflagellaseinco-culture.(Wangetal.,2007)大藻与微藻间克生效应的研究现状1迄今为止，对大型海藻与海洋微藻间非营养性的相互作用了解的还非常少．2针对大型海藻与有害赤潮微藻间克生效应的研究还处于其发展的初级阶段。3对大型海藻的研究主要集中在绿藻，其余藻类涉及的较少．因此，我们有必要对大型海藻与赤潮微藻间的克生效应进行全面系统的研究。大型海藻与微藻间克生效应的研究的不足大型海藻缘管浒苔Ulvalinza（绿藻）、小珊瑚藻Corallinapilulifera(红藻)、鼠尾藻Sargassumthunbergii(褐藻)等是海洋环境的内生种，并广泛分布于我国沿海水域．CorallinapiluliferaPostletRuprlSargassumthunbergiiMertl.O.KuntzeUlvalinzaLinnaeus大型海藻Materials甲藻类—东海原甲藻ProrocentrumdonghaienseLu,2001世界性种，广泛分布于沿海、河口和大洋海域。中国的渤海、东海、香港和南沙群岛等水域也有分布，是形成赤潮的主要种类之一。图A：壳面观（示意图）；图B-C：壳面观（LM，示细胞壳板和顶刺methods大型海藻新鲜组织培养水过滤液干粉末组织抽提物赤潮微藻控制赤潮排除了营养盐、光照和pH等因素的影响大藻干粉末20g加入1000ml蒸馏水(或甲醇、乙醚、丙酮和氯仿)20°C黑暗环境晃动抽提10000g高速离心上清液沉淀部分加蒸馏水(或甲醇、乙醚、丙酮和氯仿)连续抽提３次合并40°C减压旋转蒸发黑色抽提物加入100ml蒸馏水(或甲醇、乙醚、丙酮和氯仿)重新溶解蒸馏水(或甲醇、乙醚、丙酮和氯仿)母液组织提取物的制备Results:三种大藻新鲜组织对东海原甲藻生长作用添加不同剂量的缘管浒苔(a)、小珊瑚藻(b)和鼠尾藻(c)的新鲜组织对东海原甲藻生长的作用。在各个添加剂量下三种大型海藻对东海原甲藻的生长具有具有抑制作用，并且缘管浒苔和小珊瑚藻在高剂量的情况下能使其完全致死。◆0;■0.625;▲1.25;×2.5;◇5;●10;△15g-wetl-1三种大藻干粉末对东海原甲藻生长作用◆0;■0.3;△0.6;×1.2;●2.4g-dryl-1添加不同剂量的缘管浒苔(a)、小珊瑚藻(b)和鼠尾藻(c)的干粉末对东海原甲藻生长的作用。在各个添加剂量下三种大型海藻对东海原甲藻的生长具有对东海原甲藻具有强烈的抑制作用，并在高剂量的情况下能使其完全致死。从EC50可以看出，三种大型海藻新鲜组织对东海原甲藻的抑制作用由强到弱依次为小珊瑚藻缘管浒苔鼠尾藻从EC50可以看出，三种大型海藻干粉末对东海原甲藻的抑制作用由强到弱依次为小珊瑚藻鼠尾藻缘管浒苔三种大藻新鲜组织和干粉末对东海原甲藻生长的EC50三种大藻组织蒸馏水和有机溶剂提取物对东海原甲藻生长的EC50三种大型海藻的组织蒸馏水提取物对东海原甲藻具有抑制效应，但无致死效应．较高浓度的甲醇提取物对东海原甲藻具有致死效应，但是乙醚、丙酮和氯仿提取物对东海原甲藻无抑制效应。。control：initialaddition(□)semi-continuousaddition(△)Treatment：initialaddition(■)semi-continuousaddition(▲)无论在一次性添加方式还是半连续添加方式下，缘管浒苔(a)、小珊瑚藻(b)和鼠尾藻(c)的培养水过滤液对东海原甲藻均有显著的影响．三种大藻培养水过滤液对东海原甲藻生长作用•三种大型海藻的新鲜组织和干粉末对东海原甲藻的生长均有强烈的抑制作用，在较高的浓度下还能完全使其致死，证明了三种大型海藻对东海原甲藻具有克生效应，并且三种大型海藻对东海原甲藻的克生效应具有普遍性。•三种大型海藻的组织蒸馏水和甲醇提取物对东海原甲藻的生长皆有抑制作用，这表明三种大型海藻组织中具有抑制东海原甲藻生长的克生物质，并且其克生物质是有极性的。这进一步证明克生物质的存在是三种大型海藻对东海原甲藻产生克生效应的主要方式之一。•通过大型培养水过滤液对东海原甲藻的抑制作用，说明这三种大型海藻新鲜组织能够向环境中释放克生物质来抑制东海原甲藻的生长。讨论和结论克生物质的提取、分离和鉴定克生效应的存在继续研究的问题有效预防和控制赤潮在读期间学习成果1.WangRJ,XiaoH,ZhangPY,QuL,CaiHJ,TangXX.JournalofIntegrativePlantBiology2006,(48)12:1415-1423.(SCI)2.WangRJ,XiaoH,ZhangPY,QuL,CaiHJ,TangXX.JournalofAppliedPhycology.2007(19),4:109-121.(SCI)3.WangRJ,XiaoH,WangY,ZhouWL,TangXX.JournalofSeaResearch.Inpress.(SCI)4WangRJ,XiaoH,TangXX.J.Exp.Mar.Biol.Ecol.(needingrevision)5.王仁君，唐学玺，冯蕾，肖慧，曲良，蔡恒江．《应用生态学报》.2006.17(12):2421-2425.6.冯蕾,唐学玺，王仁君,肖慧，李扬.《中国海洋大学学报》.2006，363(3)：421-426.7.冯蕾,肖慧，王仁君,唐学玺，李永祺.《海洋环境科学》.2006，35(3):25-28.8.曲良，肖慧，王仁君，董栋，冯朝，唐学玺.《中国海洋大学学报》.(出版中)9.XieZhH,XiaoH,CaiHJ,WangRJ,TangXX.InternationalReviewofHydrobiology.2006,91(6).P.555.10.周文礼，王悠，肖慧，王仁君，曲良，唐学玺．武汉大学学报(理学版).(出版中)(EI收录)11.冯蕾，肖慧，孟祥红，唐学玺，王仁君.武汉大学学报(理学版).2006,52(2)：225-229.(EI收录)SUBMITTEDMANUSCRIPTS1.WangRJ,WangY,XiaoH,TangXX.AllelopathicinhibitiontothreeredtidemicroalgaeHeterosigmaakashiwo,AlexandriumtamarenseandProrocentrumdonghaiensebyetractsofmacroalgaeSargassumthunbergii.Journalofmarinesystem.(SCI)2.WangRJ,WangY,XiaoH,TangXX.AllelopathicEffectsofUnsaturatedFattyAcids,IsolatedfromthemacroalgaSargassumthunbergii,againstredtidemicroalgae.JournalofSeaResearch.(SCI)致谢•感谢所有授我以业的老师。•感谢美国西雅图太平洋大学的Prof.Timonthy.Nelson.•感谢所有与我同舟共济的同学。•感谢给予我平静与温暖的家人和爱人。谨以此致谢，路还长，唯勤勉前行。国家自然科学基金（3