骨条藻的种类与基因多样性研究进展
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第52卷 第1期 海 洋 与 湖 沼Vol.52, No.1 2021年1月OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICAJan., 2021* 国家自然科学基金, 41976114号; 广东省自然科学基金, 2017A030313216号; 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室开放基金, LMEES201803号。
沈萍萍, 教授,E-mail:**************.cn收稿日期: 2020-03-23, 收修改稿日期: 2020-05-06棕囊藻属(Phaeocystis )的种类多样性及地理分布特征研究进展*沈萍萍1 齐雨藻2, 3(1. 烟台大学海洋学院 烟台 264005; 2. 暨南大学赤潮与海洋生物学研究中心 广州 510632; 3. 水体富营养化与赤潮防治广东普通高校重点实验室 广州 510632)摘要 棕囊藻(Phaeocystis )是全球海洋广泛分布的有害藻华原因种, 也是海洋初级生产力的重要贡献者, 在极地和近海地区的碳、硫元素的生物地球化学循环、食物网结构及全球气候变化中都具有极其重要的作用。
由于个体微小, 形态特征观察困难, 在常规观察中很容易被忽略。
同时多数棕囊藻具有复杂的异型生活史, 具有多种不同细胞形态, 因此其传统分类与鉴定一直存在较多分歧。
截至目前已描述的棕囊藻有10种, 而确定具有电子显微镜和/或DNA 分子数据支持的只有7个种, 而且随着新的观测技术与研究方法的应用, 更多的棕囊藻种类被发现。
近年来中国沿海棕囊藻藻华肆虐, 但有关棕囊藻形态及分类的研究却较少, 目前一直报道的仅“球形棕囊藻” 1种。
因此本文对全球范围内棕囊藻属的种类多样性及地理分布特征等研究进展进行梳理与总结, 以期为后续厘清中国沿海棕囊藻的种类及遗传多样性现状提供一些基础资料。
关键词 棕囊藻; 种类多样性; 地理分布中图分类号 Q178.1 doi: 10.11693/hyhz20200300085 棕囊藻(Phaeocystis )是全球海洋广泛分布的有害藻华原因种, 也是海洋初级生产力的重要贡献者, 在极地和近海地区的碳、硫元素的生物地球化学循环、食物网结构及全球气候变化中都具有极其重要的作用(Verity et al , 2007)。
藻类划分依据藻类是一类广泛存在于水生环境中的生物,也是一类十分重要的原生生物。
它们在自然界中扮演着重要的角色,不仅是水域生态系统的重要组成部分,还对全球碳循环和气候变化有着重要影响。
根据其形态和特征的不同,藻类可以被划分为以下几个类别。
一、硅藻类硅藻是一类以二氧化硅为主要构成成分的藻类。
它们的细胞壁主要由硅质物质构成,因此具有一定的硬度和透明度。
硅藻广泛分布于淡水和海水中,形态各异,种类繁多。
其中比较有代表性的是骨条藻和栅藻。
骨条藻是一类细胞形状呈长条状的硅藻,常见于淡水中;而栅藻则是一类形状呈长方形的硅藻,常见于海水中。
硅藻在海洋生态系统中起到了重要的作用,它们通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,同时还能够吸收大量的营养盐,对维持海洋生态系统的稳定起到了重要作用。
二、绿藻类绿藻是一类以叶绿素为主要色素的藻类。
它们广泛分布于淡水和海水中,形态多样,包括单细胞和多细胞的形态。
绿藻可以通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,并且能够吸收营养盐,对水生环境的净化起到了重要作用。
此外,绿藻还是一类重要的食物来源,对于水生生物的生长和繁殖具有重要影响。
绿藻还能够产生一些有益的物质,如藻酸和藻胶等,被广泛应用于食品工业和医药工业中。
三、蓝藻类蓝藻是一类以蓝藻素为主要色素的藻类。
它们广泛分布于淡水和海水中,形态多样,有单细胞和多细胞形态。
蓝藻是一类光合作用能力很强的藻类,能够大量吸收二氧化碳,释放氧气,并且能够吸收营养盐。
蓝藻在水生环境中生长迅速,有时会形成大面积的水华,对水质造成一定的影响。
此外,蓝藻还能够产生一些有毒物质,对于水生生物和人类健康造成一定威胁。
四、金藻类金藻是一类以金色色素为主要特征的藻类。
它们广泛分布于淡水和海水中,形态多样,包括单细胞和多细胞形态。
金藻在水生环境中生长迅速,能够通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,并且能够吸收营养盐。
金藻在水生生态系统中起到了重要的作用,它们是水生生物的重要食物来源之一,同时也是水体中有机物降解的重要参与者。
生态科学22卷或“水华”藻类进行快速准确的鉴定是环境微生物学研究的热点之一,人们期望通过对这些种类遗传特征的了解,建立起微藻的快速分子鉴定方法。
3藻类栖息地(生境)的多样性及其重要性藻类在地球上的分布极J。
,儿乎在有光年¨潮湿的任何地方,从炎热的赤道地区剑千年冰封的极地,无论在江河湖海、沟渠塘堰等各种水体中,还是在潮湿的十表、墙壁、树干、树叶、岩“上甚至沙漠中,都有其生长,此外它们还可以与其他生物营共生生活;人们熟知的地农(Lichen)就是I咎类和藻类的共生体;还有少数藻类的生境更为奇特,如生妖在满江红属(AzD砌)的叶子里的满江红鱼腥藻(^n口胁e月Ⅱnzofj“)、生在兽类的皮毛上如龟背上的龟背基枝藻(肋jfc如d缸出e如㈨m),以及内生丁鱼类、甲壳动物等水生动物体内的藻类。
在许多极端生境中微藻特别是监藻显得特别重要,例如碱性湖、温泉、酷热和寒冷的沙漠,蓝藻是环境中不多的初级生产者。
生活在热带雨林和温带的树术树皮上的微藻更为重要。
但也很少有人研究它们。
如果这些藻类突然更新,它们的生产率就能够与它们所居住的生故缓慢的树木的生产率相等。
邓新宴等道过在90℃的温泉中依然有蓝藻的生K,为什么在这么高的温度它们的蛋白质不凝周,这是一个有重要意义的生物学问题””。
藻类能够适应各种生活条件生存和繁衍,丰富多样的生态环境是藻类种类多样性的一个重要原因,研究藻类的多样性问题不可忽视对其生态环境的研究。
4我国淡水藻类多样性面临的问题4.1生态系统遭到破坏日益发展的生活生产活动严重破坏了藻类及其他赖以生存的生态系统。
在高度富营养水体中,生态环境咐破坏直接导致许多地域的藻类多样性指数的1F降。
以东湖为例:50年代,水草茂盛,水质清新,有机质含最低,对水质敏感的金藻门中如:棕鞭藻(Dc^,∞2Ⅲmj)、锥囊藻(DmD6won)、单鞭金藻(凸nⅢ“f抽口)等大越出现,且年平均变幅小,优势种的数量少。
随着水中氮、磷含量的增加,藻类优势种发生明显的变化。
文章编号押2096-4730穴2020雪05-0441-08·综述·纳米材料对浮游生物的毒性效应研究进展金扬湖,周超(国家海洋设施养殖工程技术研究中心,浙江舟山316022)摘要:在医学、材料学及能源学等领域高速发展过程中,广泛应用到纳米材料,其在生产合成及使用过程中不可避免地会通过各种途径排入水环境中,凭借其独特理化性质可沿着水生生物食物链传递,通过不断在高营养级生物体内富集,在个体或细胞上产生毒性效应。
本文通过对典型纳米材料水环境行为、食物链传递规律进行归总,并在此基础上对纳米材料单独作用或与其他污染物交互作用时对浮游生物的毒性效应及作用机理进行阐述分析,对纳米材料水环境毒理学研究进行汇总评估,以期为治理纳米材料污染提供科学依据。
关键词:纳米材料;浮游生物;生物毒性;毒理机制中图分类号:Q955文献标识码:AA Review on Toxicity of Nanomaterials on PlanktonJIN Yang-hu,ZHOU Chao(National Engineering Research Center for Marine Aquaculture,Zhoushan316022,China)Abstract:More and more nanoparticles are used in the rapid development of medicine,materials science and energy science.During its production,synthesis and use,it will be inevitably migrated into the sea through various ways.Because its unique physical and chemical properties,it can be continuously enriched along the aquatic biological food chain and then will produce toxic effects on individual organisms or cells.And nanoparticles act alone or interact with other pollutants will lead to more serious toxic problems.This article summarizes the water environment behaviors and food chain transfer laws of typical nanomaterials,and then analyzes and analyzes the toxic effects and mechanism of plankton on nanomaterials alone or interacting with other pollutants.The material water environment toxicology research will be summarized and evaluated in order to provide scientific basis for the treatment of nano-material pollution.Key words:nanoparticles;plankton;biotoxicity;mechanism of toxicity收稿日期:2020-01-14基金项目:浙江省自然科学基金(LQ18D060006);舟山市科技计划项目(2019C43269);省属高校科研业务费项目(2019J00020);浙江海洋大学省一流学科水产学科开放课题(20190014);“海洋科学”浙江省一流学科建设开放课题作者简介:金扬湖(1996-),男,浙江温州人,硕士研究生,研究方向:海洋生态毒理学.Email:188****************通信作者:周超(1986-).Email:***************442浙江海洋大学学报穴自然科学版雪第39卷纳米材料(nanoparticles,简称NPs)指天然或者人工制造的、三维尺寸上至少有一维大小为纳米尺寸的材料,NPs具备量子尺寸效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等特异效应[1]。
微藻综述微藻研究、应⽤技术及发展综述微藻营养丰富,含有微量元素和各类⽣物活性物质,⽽且易于⼈⼯繁殖,⽣长速度快,繁殖周期短,所以在医药、保健品、⽔产养殖饵料、饲料添加剂、化⼯和环保等⽅⾯具有⼴阔的应⽤前景。
近⼏⼗年来,随着现代⽣物技术的应⽤,分离鉴别⼿段的提⾼,遗传⼯程、基因⼯程等的迅猛发展,⼈类对微藻的研究开发已进⼊⼀个崭新的时期。
微藻的培养和研究始于18世纪末,主要是栅藻和⼩球藻等淡⽔藻类,⽬的是作为研究植物⽣理学的试验材料。
1910年Allen和Nelson开始培养单种硅藻饲养各种⽆脊椎动物。
1949年,Spoehr和Milner就建议利⽤藻类蛋⽩质来解决全球的蛋⽩紧缺问题。
我国则从1958年开始培养作为⾷品和饲料的微型藻类,中科院⽔⽣所等机构先后进⾏了⼩球藻、扁藻、褐指藻等的⼤量培养,建⽴了培养池,为我国的微藻⽣产打下了基础。
1972年,中科院⽔⽣所、海洋所、植物所等不少单位⼜开展了螺旋藻的培养研究,⽽中科院⽔⽣所⼤量培养鱼腥藻已有20多年。
我国在藻种选育、培养基配制及某些培养技术⽅⾯,已经达到或接近国际⽔平。
在藻类蛋⽩的⼯⼚化⽣产试验、藻类采收、浓缩、⼲燥和加⼯及藻类饲料的应⽤试验中也取得了重⼤成果。
微藻研究1. 微藻化学组成研究1.1蛋⽩质微藻的蛋⽩质含量很⾼,可作为单细胞蛋⽩(SCP)的⼀个重要来源。
微藻蛋⽩质为优质蛋⽩质,含有⼈体所需的全部必须氨基酸,但是微藻蛋⽩⼀般缺少含硫氨基酸如胱氨酸和甲硫氨酸。
1.2 脂肪微藻的总脂类含量占⼲物质的1~70%,多数为⽢油的脂肪酸酯,主要为含偶数磷原⼦的直链分⼦,多数淡⽔微型绿藻含有⼤量的α-亚⿇酸,主要包含单不饱和脂肪酸,极少含有三个以上双键。
1.3 淀粉微藻中碳⽔化合物的含量⼀般少于20%。
如盐藻12%~40%、螺旋藻约15%、⼩球藻约20%等。
微藻淀粉低消化率的特征,为糖尿病、肠胃系统疾病及减肥辅助药物的研制提供了潜在的巨⼤商机。
1.4 核酸藻所含的核酸数量超过⼤多数常规饲料或⾷物,但少于其他SCP 来源,如细菌和酵母。
收稿日期:2013-08-05项目来源:国家支撑计划课题(2012BAJ25B07)作者简介:汪文斌(1980-),男,浙江湖州人,高级工程师,主要从事节能减排技术服务工作,E-mail :wwb121212@163.com 化感物质抑藻作用研究进展汪文斌1,孔赟2,郑昱3,朱亮2(1.湖州南太湖环保科技发展有限公司,浙江湖州313000;2.浙江大学环境与资源学院,浙江杭州310058;3.湖州市能源监察支队,浙江湖州313000)摘要:有效控制湖库水华、治理富营养化水体是当前环境领域研究热点,关键藻种在地球CO 2固定和循环、产油产氢方面具有优势,但其过量增殖造成的环境生态风险较大。
化感物质因其高效抑藻性、选择作用性以及环境无害性,是一种具有应用价值的生物抑藻安全技术。
文章从藻细胞密度、叶绿素含量、超微结构及生长代谢、抗氧化酶活性等方面综述了化感抑藻作用及其性能评估方法,并重点阐述化感物质对水华藻、赤潮藻主要藻种的抑制作用及其机理,从而在基因表达、遗传机制等层面进行展望,以期为开发安全高效的抑藻化感物质、富营养化水体安全治理提供理论基础。
关键词:化感物质;抑藻;富营养化控制;机理中图分类号:X52文献标志码:A文章编号:1000-1166(2014)03-0040-08Research Progress of the Algal Inhibition by Allelochemicals /WANG Wen-bin 1,KONG Yun 2,ZHENG Yu 3,ZHU Liang 2/(1.Huzhou Nantaihu Environmental Production Technology Company ,Huzhou 313000,China ;2.College of Environmental and resource sciences ,Zhejiang University ,Hangzhou 310058,China ;3.Huzhou Ener-gy Supervising Division ,Huzhou 313000,China )Abstract :Effective control of Lake Eutrophication is the hot research topic in the field of environment in recent decades.The allelochemicals ,because of their abilities of high algal inhibition ,selectivity ,and environmental harmlessness ,are ex-pected to achieve application in algal inhibiting field.In this paper ,the usage of plant allelopathy inhibiting the growth of harmful algae was summarized ,and the evaluation methods of algal inhibition effect were analyzed based on the algal cell density ,chlorophyll content ,ultrastructure ,growth metabolism and antioxidant enzyme activity.Furthermore ,the inhibi-tion mechanism of allelochemicals to the flos-aquae and aquaered tide algae were mainly expounded ,and the gene expres-sion of allelochemicals was proposed.Key words :Allelochemicals ;algal inhibition ;eutrophication control ;mechanism近年来,藻类在地球CO 2固定和循环、产油产氢以及污水处理中的作用日益受到国内外研究者关注。
伴随着气温的回升,北方的水产养殖业迎来了崭新的一年。
除了养殖动物都已各就各位,不请自来涌入池塘里的还有部分赤潮藻类。
蓝藻大部分蓝藻易出现在淡水养殖池塘,但近两年来蓝藻在海水池塘中频频亮相,以反面教材的形象引人关注。
近些年来东港海域蓝藻首次出现的时间在2014年6月,因其体积较小,几乎不活动在当时被误以为是杂质。
确认为藻类后,因其引起水质发黄,透明度急剧下降而再次被误以为是金藻或是黄藻。
最后被归纳为蓝藻门隐球藻属已经是当年8月份了。
蓝藻的繁殖对于温度很敏感,在温度17℃以下时不易大量繁殖且对养殖动物危害较小,温度达到25℃以上时,由于其他藻类繁殖受到限制,同时又被养殖动物大量摄取,竞争营养的藻类减少从而使得蓝藻形成优势种群并在池塘内爆发。
蓝藻喜欢偏碱性水体,一般在pH值8.0—9.5间水体中易形成种群优势。
蓝藻既可以利用水中的氮元素,但对磷元素的利用率更高。
含磷比较高的富营养化池塘可能导致蓝藻的大量繁殖,因蓝藻与其它藻类构成池塘生态系统中的生产者为养殖池塘提供了近八成的溶解氧,因此这些生产者除了参与池塘生态系统中的物质循环,也影响着养殖动物的生存。
海域蓝藻赤潮的形成大致分四个阶段:休眠期,复苏期,繁殖数量增加,蓝藻上浮。
上浮后形成蓝藻赤潮,继而出现转水现象。
【蓝藻的危害】蓝藻会改变膨压,高温强光照环境下聚集水体表层吸收大部分阳光,在自己大量繁殖的同时抑制其它藻类正常繁殖,蓝藻的繁殖不断向水体分泌有毒的代谢物质,从而影响浮游生物的种族演替和繁殖周期,还可以引起浮游植物的大量死亡危害养殖动物。
蓝藻颗粒很难被养殖动物消化,大量繁殖后很快形成优势种群,蓝藻既可以和其它藻类形成竞争,也会在同类竞争中导致蓝藻大量死亡。
当蓝藻成为池塘中唯一优势种群后,便成为池塘溶解氧的主要来源,它的交替死亡会使得池塘溶解氧供应严重不足,死亡后的蓝藻自身分解也会消耗大量溶解氧,释放硫化氢等有毒物质,在缺氧和有毒物质聚集的环境下养殖动物极易出现死亡。
骨条藻的处理方案引言骨条藻(Skeletonema)是一种常见的海洋浮游植物,广泛分布于世界各大洋海域中。
在适宜的环境条件下,骨条藻的数量可快速增殖,引发水域富营养化现象,给水质造成一定的影响。
本文将针对骨条藻的处理方案展开讨论,旨在提供有效的控制和处理方法,以防止其对水域环境和生态系统的不良影响。
一、骨条藻的生态特性骨条藻是一种典型的浮游植物,具有以下生态特性:1. 快速繁殖能力:骨条藻具有较高的繁殖速率,适应性强,能在适宜生长环境下快速增殖。
2. 富营养化指示物种:骨条藻对水中富营养化的指示作用明显,其大量繁殖往往与水体富营养化现象有关。
3. 影响水质:骨条藻繁殖过程中会消耗水中的氧气和养分,导致水体富营养化,降低水质。
二、骨条藻的处理方案为有效控制和处理骨条藻过度繁殖的问题,以下是一些常见的处理方案:1. 修改农业和工业排放行为:骨条藻的繁殖通常与水体中的养分过载有关。
因此,减少农业和工业排放的养分负荷是一个关键步骤。
农业领域可以通过优化施肥措施、合理调节农作物种植结构等方式减少农业养分的流失;工业排放方面,则需要加强对废水处理过程的监管和改进,减少养分的进入水体。
2. 光照控制:骨条藻对充足的光照有较高的生长需求,因此可以通过控制光照来抑制其繁殖。
一种方法是利用浮动遮光设备,遮挡太阳光的进入。
另一种方法是利用深水培育技术,将骨条藻种植于较深的水域中,减少光照强度。
3. 水质调节:保持适宜的水质条件是控制骨条藻繁殖的关键。
通过定期监测水体的营养盐含量、溶解氧水平和pH值等指标,及时采取调节措施,可以有效控制骨条藻的增殖。
4. 生物防治:引入骨条藻的天敌,如某些浮游动物和海洋生物等,可以有效地控制骨条藻的数量。
然而,在实施生物防治时必须谨慎,以免引入其他有害种群,造成更严重的生态问题。
5. 高效除藻技术:如超声波除藻技术、草酸除藻技术等,可以在一定程度上抑制骨条藻的生长,但需要控制使用剂量和时间,以免对水体中其他生物造成不良影响。
赤潮的生态学研究进展和展望杨刚(浙江海洋学院海洋科学与技术学院,浙江舟山316004)摘要本文针对赤潮的生物学研究、赤潮发生机制,赤潮的生态学效应,赤潮的生物学监测和赤潮的防治等方面对整体的赤潮研究进行了简单的回顾和应用介绍,最后对赤潮的研究重点和未来发展方向进行了评述。
关键字赤潮发生机制生态学效应监测防治分类号赤潮(red tide)又称有害藻华(harmful algae bloom ),是由于某种(或某些)微小的浮游藻类或原生动物或细菌,在一定的条件下爆发性繁殖(增殖)或高密度聚集引起水体变色的一种有害的生态异常现象。
赤潮形成后,对海洋生态系统的破坏难以估量: ①赤潮生物的爆发性增殖会造成海水pH值升高,粘稠度增大,改变水生生态系统的群落结构; ②藻类大量死亡时分解作用消耗水中的氧气,导致水域的动物因缺氧而死亡; ③藻类过度密集会堵塞鱼贝类生物的鳃部,使其窒息而死; ④有的赤潮藻类本身含有毒素,鱼贝等生物接触后会发生中毒反应。
有的赤潮毒素容易在鱼贝体内蓄积,人们误食含有毒素的水产品后会引起肢体麻痹,甚至中毒致死。
[1]据报道记载,赤潮在古代发生的次数非常稀少。
20世纪以来,由于工农业迅速发展,沿海地区人口激增,大量的工业废水和城市生活污水未经处理直接排放到海洋中,造成内湾、河口和沿岸水域的严重有机污染和富营养化,赤潮的发生频率不断升高。
并且,赤潮影响的水域面积越来越大,引发赤潮的藻种也越来越多(Hallegraeff,1993 )。
[2]当前,每一个拥有海岸线的国家都受到赤潮的威胁。
因此,赤潮已经成为世界沿海国家所面临的主要海洋环境问题,引起了国际上的广泛关注。
许多临海国家特别是日本和美国已投入大量的人力和物力进行研究。
从发展趋势看,赤潮的发生机理、危害、预测和防治仍将是今后赤潮研究的主流。
1. 赤潮的生物学研究据报道,世界各地己引发过赤潮的生物有200种(福代康夫,1990)。
[3]赤潮生物除少数的原生动物和细菌外,大都属于浮游植物,包括蓝藻、硅藻、甲藻、金藻和隐藻等门类,其中硅藻和甲藻占多数。
溶藻细菌的研究进展作者:林升钦上海交通大学生命学院研究生学号:0080809027摘要:藻类微生物的大规模爆发已成为一个世界性的环境问题。
关于如何治理这个问题,各国的科研工作者采取了许多不同的策略,也做了大量的科研工作,取得了一定的成就。
本文旨在介绍关于溶藻微生物以及溶藻物质的研究进展,并讨论微生物治藻的可行性。
为藻类大规模爆发问题的治理提供一定的建议,对于治藻方法的应用提供一种策略。
关键词:溶藻菌溶藻物质富营养化富营养化是一个全球性的、有着广泛影响的环境问题。
由富营养化引起的藻类短时间内爆发,产生了一系列问题。
在淡水中藻类短时间内大规模爆发的现象,称为“水华”,而在海水中则称为“赤潮”。
藻类的大规模爆发,对于水产业、供水系统和生态环境都造成严重的影响,更需注意的是,水体中的一些有毒藻类,如淡水中的微囊藻科(micrcystis)、海水中的甲藻门(Dinoflagellata)等类别中一些藻种,能够产生毒素,对水生动物和人有着毒害作用,这些情况已经有着很多的报道。
对于如何阻止藻类的大规模爆发,人们试行了很多的方法。
有物理法、化学法、生物法等。
物理法主要是控制水体中的一些营养盐的浓度,降低水体的富营养化程度,甚至使之变为中度营养化,如从源头上控制营养盐进入水体。
物理法是一个长期的工作,需要多方面的措施,对于短期内控制藻类爆发并没有太大的帮助。
化学法主要是往水体中投入硫酸盐、粘土等物质,短期内使藻类死亡或沉入水底。
这种方法有可能会造成后续的不可估计的生态破坏作用。
现在人们更多的把目光集中到生物方法上。
如种植水生植物、投入原生动物和鱼类、投放溶藻微生物等。
目前关于投放溶藻细菌方面已有着一些进展。
溶藻细菌(algicidal bacteria)是一类以直接或间接方式抑制藻类生长或杀死藻类、溶解藻细胞的细菌的统称。
有关溶藻细菌的报道最早的是粘细菌属(myxobacter)。
1924 年,Geitler报道了一株寄生在刚毛藻上、可使之死亡的粘细菌〔1〕。