植物化感作用抑制海洋赤潮的研究与机理_边归国

植物化感作用抑制藻类生长的研究进展胡洪营;门玉洁;李锋民【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2006(015)001【摘要】有效控制水华,治理富营养化水体是目前环境领域的研究热点和前沿.植物化感作用抑藻作为一种新型的生物抑藻技术已备受关注.多种生活类型的水生植物对藻类均有化感抑制作用,现已从一些水生植物中分离得到具有抑藻活性的化感物质,并对其抑藻特性和机理开展了一定研究.文章对化感作用的概念、水生植物对藻类的化感抑制作用、水生植物中化感物质的分离鉴定及其抑藻特性以及化感作用抑藻机理等进行了较系统的论述.还对今后植物化感作用抑藻技术的研究方向进行了展望,提出应多学科结合,对化感物质对不同藻类的影响及其选择性抑制机理做更深入的研究.【总页数】5页(P153-157)【作者】胡洪营;门玉洁;李锋民【作者单位】清华大学环境科学与工程系//环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京,100084;清华大学环境科学与工程系//环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京,100084;中国海洋大学环境科学与工程学院,山东,青岛,266003【正文语种】中文【中图分类】X52【相关文献】1.挺水植物化感作用抑制藻类生长的机理与应用 [J], 边归国;郑洪萍2.沉水植物化感作用抑制藻类生长的研究与应用 [J], 边归国;赵卫东;达来3.化感作用抑制有害藻类生长的研究进展 [J], 孙志伟;邱丽华;段舜山;蔡卓平;李卓佳;文国樑4.沉水植物化感作用抑制藻类生长的研究进展 [J], 边归国;赵卫东;达来5.植物化感作用研究进展——以抑制铜绿微囊藻生长为例 [J], 钱凯荣;马增岭;李仁辉;陈斌斌;王敏;朱淑楠;荣梦薇;秦文莉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

李元跃，熊章静，谭凤仪，等.滨海湿地植物对赤潮藻的化感效应研究进展[J].沈阳农业大学学报，2023，54（2）：239-247.沈阳农业大学学报，2023，54(2)：239-247Journal of Shenyang Agricultural University http ：// DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2023.02.013收稿日期：2022-11-15基金项目：国家自然科学基金项目(41976161，32101367)第一作者：李元跃(1968-)，男，博士，教授，从事海洋生态学研究，E-mail:*****************通信作者：谭凤仪(1954-)，女，博士，讲座教授，从事环境学、污染生态学和海岸湿地生态研究，E-mail:****************.hk 滨海湿地植物对赤潮藻的化感效应研究进展李元跃1，熊章静1，谭凤仪2,3，李宏发2,3，徐景亮2,3，李凤兰2,3，胡柳柳4，郎涛2,5（1.集美大学水产学院/福建省海洋渔业资源与生态环境重点实验室，福建厦门361021；2.广东内伶仃福田国家级自然保护区管理局大湾区红树林湿地研发中心，广东深圳518040；3.香港都会大学科技学院，香港999077；4.广东内伶仃福田国家级自然保护区管理局，广东深圳518040；5.深圳大学生命与海洋科学学院，广东深圳518071）摘要：当今，由于水体富营养化、全球气候变化与海洋污染等现象的加剧，导致我国赤潮爆发频率逐年递增，进而造成严重的海洋环境危害与渔业经济损失。

赤潮毒素甚至可通过生物富集作用，对人类健康构成严重威胁。

目前，赤潮的治理方法以物理和化学方法为主，但此类方法具有高成本、二次污染等缺点，因此寻找更安全有效的生物治理方法显得尤为重要。

生物防治赤潮主要是通过植物之间的化感作用来实现，目前其已成为生态学的研究热点之一。

在淡水生态系统中，利用水生大型植物的化感活性物质来控制水华已有了较深入的研究，然而在海洋生态系统中的相关研究则较为少见，现阶段仅有极少数研究报道有涉及滨海植物活性物质对赤潮藻爆发的抑制作用。

植物化感作用控制天然水体中有害藻类的机理与应用富营养化水体会导致藻类爆发性生长，形成水华或赤潮。

水华和赤潮能耗尽水体中溶解氧，使水生动物窒息而死，给水产养殖带来损失。

很多藻类能产生藻毒素，会使各种动物中毒或通过食物链传递，威胁人类的健康。

因此如何有效控制有害藻类一直是人们关注的领域。

目前湖内藻类控制技术主要有物理法、化学法和微生物抑藻、动物捕食法等。

但这些方法都在不同程度上存在费用高，产生生态危害，不易控制等缺点，因而限制于它们的推广。

化感作用和化感物质的发现为解决以上问题提供了一种可能的思路。

在一个植物群落里，植物和微生物通过释放化学物质促进或抑制其他个体或自体的现象称为生物化感作用（Allelopathy）这些物质称为化感物质（Allelochemical）。

Allelopathy一词是Mo1isch于1937年提出的。

化感作用广泛存在于水生态系统，加香蒲，水盾草，穗状狐尾藻，金鱼藻、荸荠、眼子菜、石龙尾、苦草、埃格草、菹草、珊瑚藻等水生植物对特定藻类有化感作用。

水花生、水浮莲、满江红、紫萍、浮萍、西洋菜、水葫芦、石菖蒲对藻类的抑制作用也有报道。

利用大麦秸秆控制水体中有害藻类也有较深入的研究。

抑藻化感物质是水生植物生长过程中产生的次生代谢物质，一般只特定性地抑制某些藻类的生长，同时化感物质一般能在自然条件下降解，不会在生态系统中积累，生态安全性好。

因此，将化感物质应用于藻类控制具有良好的应用前景。

1、化感作用抑藻机理化感物质的种类很多，Rice将其分为14类。

此外，按照化感物质的化学结构也可以分为5大类：脂肪族、芳香族、含氧杂环化合物、类萜和含氮化合物。

目前已从不同植物中分离到多种能抑制藻类生长的化感物质。

如从凤眼莲中分离出3种：N—苯基—2—萘胺，亚油酸，亚油酸甘油酯[引。

其中，N—苯基—2—萘胺和亚油酸甘油酯对雷氏衣藻的抑制效果明显。

狐尾藻中的抑藻物质主要是五倍子酸（桔酸）和焦桔酸对铜绿微囊藻的抑制作用明显。

第32卷第4期海洋环境科学Vol．32，No．4 2013年8月MAＲINE ENVIＲONMENTAL SCIENCE August2013植物化感作用抑制海洋赤潮的研究与机理边归国（福建省环境保护厅，福建福州350003）摘要：较全面地介绍了陆生、淡水水生、大型海藻等各种植物化感作用抑制19种海洋赤潮藻类的方法、化感物质和抑制机理，初步分析了大型海藻和微藻之间的相互抑制作用，并对植物化感作用抑制海洋赤潮藻类技术进行展望。

关键词：化感作用；化感物质；海洋赤潮；机理中图分类号：X171．5文献标识码：A文章编号：1007-6336（2013）04-0636-05Ｒesearch and mechanism on plant allelopathy inhibitionmarine red tide：A reviwBIAN Gui-guo（Fujian Provincial Department of Environmental Protection，Fuzhou350003，China）Abstract：A fully introduce the terrestrial，freshwater aquatic，large algae and so on various plant allelopathy inhibit19species of ma-rine red tide algae method，allelochemicals and inhibition mechanism．Preliminary analysis of the large algae and micro algae mutual inhibition，and plant allelopathy inhibition Marine red tide algae technology was discussed．Key words：allelopathy；allelochemicals；marine red tide；mechanism国内外大量研究表明，海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物。

东海典型赤潮藻生长的生物、化学抑制作用研究本论文针对目前东海海域赤潮频发的严峻形势和寻找有效而且对环境无害的控制赤潮的方法的迫切性,通过实验室模拟技术,聚焦于无毒易生物降解的天然代谢产物的抑藻活性、抑藻细菌的筛选及其抑藻作用的实验研究。

首次开展了鼠李糖脂、吩嗪色素类细菌代谢产物对东海典型赤潮藻生长的抑制作用研究;进行了抑藻海洋细菌的筛选并分析讨论了抑藻细菌的抑藻活性;在鼠李糖脂生物表面活性剂抑藻作用及抑藻机理研究基础上,探讨了几种新型绿色化学表面活性剂对东海典型赤潮藻生长的抑制作用。

取得了一系列重要的研究成果,为东海有害赤潮的生物、化学方法防治研究提供了一定的科学资料、理论依据及实践基础。

1)、论文首次探讨了铜绿假单胞菌O-2-2产鼠李糖脂生物表面活性剂对东海常见赤潮生物生长的影响及“灭杀”作用。

并对鼠李糖脂的抑藻机理和选择性抑藻机理进行了详细的分析讨论。

①通过实验室培养实验,首次发现铜绿假单胞菌产鼠李糖脂在较低浓度下(3.0～4.0mg·L^-1),可以完全限制东海常见甲藻赤潮生物—东海原甲藻以及东海常见硅藻赤潮生物—尖刺拟菱形藻和双突角毛藻的生长。

当其浓度达到7.0～10.0 mg·L^-1的浓度范围内时,可以完全限制东海常见硅藻赤潮生物—中肋骨条藻、旋链角毛藻、柔弱角毛藻和新月菱形藻的生长。

此外,鼠李糖脂对赤潮异弯藻的生长也表现出了明显的抑制作用。

当进一步增大鼠李糖脂的用量,鼠李糖脂可迅速溶解藻细胞,表现出了“灭杀”赤潮生物的功效。

而在相同实验条件下,鼠李糖脂对青岛大扁藻等绿藻生长的抑制作用非常微弱或不能持久,表明鼠李糖脂的抑藻作用具有一定的选择性。

②鼠李糖脂胁迫下,赤潮藻细胞的显微结构及超微结构的变化表明,鼠李糖脂的抑藻（包括对赤潮生物生长的抑制和溶藻作用）机理为:具有亲水和。

高等水生植物化感抑藻效应及其影响因素和机理研究的开题报告一、研究背景和意义水生植物是湖泊、河流等自然水域生物多样性和生态系统健康的重要组成部分，但近年来全球性水体富营养化等环境问题日益严重，其中藻类暴发是水质恶化的主要原因之一，严重威胁了水生植物的存活和生长。

传统的水质管理方法倾向于化学物质的投入，而这种方法只是暂时抑制了藻类的暴发，却无法根本上解决水体富营养化问题。

近年来，生态修复成为了水质治理的一种重要方法，而其中一种修复方式——生态管理杂草，已被广泛应用于底栖杂草的修复。

相比于底栖杂草，高等水生植物对水体中藻类的生长及其群落结构有更为复杂的影响作用，但目前对高等水生植物在水体中化感抑藻效应的影响因素及其机理研究还较为缺乏。

因此开展这项研究对于探索高等水生植物在富营养化环境中的适应策略，指导水生植物生态修复和治理水质具有重要意义。

二、研究内容和思路本研究旨在探究高等水生植物的化感抑藻效应及其影响因素和机理。

具体研究内容如下：1.调查不同高等水生植物对藻类的化感抑藻效应。

通过模拟富营养化水环境，选取主要分布于我国南方湖泊的高等水生植物，利用室内试验方法测定其对不同藻类（蓝藻、绿藻、硅藻等）的化感抑藻效应，探究不同高等水生植物对不同藻类的抑制能力及其抑制机制。

2.研究环境因素对高等水生植物化感抑藻效应的影响。

通过构建水域环境参数监测系统，对高等水生植物化感抑藻效应的指标进行长期和全面的观测，分析环境因素（包括水温、光照、营养盐浓度、水动力学等因素）对高等水生植物化感抑藻效应的影响。

3.深入探究高等水生植物化感抑藻作用的机理。

通过分子生物学和生态学的方法，研究高等水生植物中与化感抑藻作用密切相关的生理、生化过程及其基因调控机理，探究高等水生植物对藻类的化感抑制作用的分子机制。

三、研究意义和创新点本研究拟从生态学和分子生物学等多个角度对高等水生植物对藻类生长的化感抑制机制展开深入研究，对水体富营养化的治理和水生植物的生态修复具有一定的指导意义。

化感物质抑藻机理一、引言随着人类活动的不断增加，水体富营养化已成为一种全球性的环境问题。

水体中的蓝藻爆发是富营养化的重要表现之一，它会对水生生态系统和人类健康产生严重影响。

因此，寻找有效的抑藻方法已成为当前环境治理的重要任务。

化感物质是生物体释放的一类物质，它对其他生物具有抑制或促进作用。

近年来，化感物质在抑藻方面的应用已引起广泛关注。

本文旨在探讨化感物质抑藻机理，以期为水体蓝藻爆发的治理提供理论依据。

二、化感物质抑藻机理1. 竞争营养物质化感物质可能通过竞争水体中的营养物质（如氮、磷等）来抑制蓝藻的生长。

当化感物质浓度较高时，它们会与蓝藻竞争有限的营养物质，从而降低蓝藻的生长速率。

这种竞争作用可以有效地抑制蓝藻的生长和繁殖，从而降低水体中的蓝藻数量。

2. 干扰细胞代谢一些化感物质可以干扰蓝藻的细胞代谢过程。

例如，某些植物释放的酚类物质可以抑制蓝藻细胞内的重要酶，从而干扰其能量代谢过程。

此外，一些化感物质还可以干扰蓝藻细胞壁的合成或破坏细胞膜的结构，导致细胞破裂或死亡。

3. 诱导细胞凋亡一些化感物质可以诱导蓝藻细胞发生凋亡。

细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程，它可以通过触发内源性死亡信号来诱导细胞自我毁灭。

当化感物质与蓝藻细胞结合时，它们可以触发细胞凋亡过程，导致细胞死亡。

这种诱导细胞凋亡的作用可以有效降低水体中的蓝藻数量。

三、结论化感物质抑藻机理的研究具有重要的理论和实践意义。

通过了解化感物质的抑藻作用机制，我们可以为水体蓝藻爆发的治理提供新的思路和方法。

虽然目前关于化感物质抑藻的研究仍面临许多挑战，如化感物质的种类繁多、作用机制复杂等，但随着科学技术的不断发展，我们相信未来会有更多的研究来揭示化感物质抑藻的奥秘。

此外，通过探讨化感物质与蓝藻的相互作用关系，还可以为水生生态系统的平衡和稳定提供有益的帮助。

四、展望未来未来，我们需要进一步深入研究化感物质抑藻机理，以实现其在实践中的应用。

具体而言，我们需要在以下几个方面进行深入研究：（1）深入探讨不同种类化感物质对蓝藻生长的影响及其作用机制；（2）研究化感物质在自然水体中的分布和动态变化规律；（3）探究化感物质与其他生物之间的相互作用关系及其对水生生态系统的影响；（4）开发基于化感物质的蓝藻爆发治理技术和方法。

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。

植物化感抑藻物质的研究进展作者：瞿建宏来源：《现代农业科技》2008年第09期摘要伴随着水环境污染，水体由于藻类疯长形成的“水华”、“赤潮”现象日益严重，各种化学、物理、生物方法被用于抑制藻类的生长，但这些方法都存在不易控制、成本高、易破坏生态等问题。

植物化感物质的出现为控制藻类生长提供了一种新的方法。

由于植物化感物质具有高效性和选择作用性，并且对环境无污染，所以利用植物间的化感作用来抑制藻类可达到杀死有害藻类，而又不影响其他藻类的目的，并且化感抑藻不会产生新的生态和环境问题。

介绍了植物的化感作用和植物化感物质的种类，讨论了植物化感抑藻物质的作用机理、表现形式、释放条件和研究方法。

关键词植物；抑藻；化感物质中图分类号 Q948.12文献标识码A文章编号1007-5739（2008）09-0226-0220世纪80年代以来，随着我国经济的高速发展，水环境污染也在日益加重。

大量未处理的生活污水和工业污水被排入江河湖海，这些含有大量有机物和氮、磷等矿物质的污水可直接被水体中的藻类所利用，促使藻类疯长，形成“水华”、“赤潮”等现象，使水体的自净能力下降甚至丧失。

一个个草型湖泊逐渐转变为藻型湖泊，众多依赖湖泊繁衍生息的生物的生存受到威胁。

因此，寻找一种能有效抑制藻类生长的方法迫在眉睫。

目前的抑藻方法中效果最好、最常用的是化学法，即直接向水体中施入化学物质（如硫酸铜），达到抑制藻类生长的目的[1]。

然而，一般的化学抑藻剂在杀灭藻类的同时也会杀死其他水生生物，破坏整个水生生态系统；同时，铜等重金属会在生物链中传递、富集，并最终威胁人类自身的身体健康[2]。

而利用微生物抑藻、动物捕食法等都存在费用高、产生生态危害、不易控制等缺点[3]。

植物化感物质的发现为生态抑藻打开了一个新的局面。

植物化感作用（Allelopathy）的概念是H.Molisch在1937年首先提出[4]，并定义为：所有类型植物（含微生物）之间生物化学物质的相互作用，同时指出这种相互作用包括有害和有益两个方面。