浒苔漂浮与沉降机制研究

发布时间：2020-10-30 00:01

　　 自2007年起,我国黄海海域已连续八年暴发大规模绿潮灾害,每年4~5月出现漂浮绿潮藻,在逐渐向北漂移的过程中其生物量也呈爆发性增长,直至8月在山东沿岸海域消亡。我国黄海绿潮暴发主要是由漂浮浒苔快速生长及随海浪大面积漂移造成的,其中浒苔漂浮特性是引发绿潮暴发的重要因素之一。有关黄海绿潮漂浮海藻浒苔的成囊机制国内外均未见有具体的报道,有的文献只提到漂浮浒苔有囊状结构,而囊状的形成原因,具体形态特征没有细致研究。本文针对我国黄海绿潮优势种的漂浮与沉降机制进行了系统研究,首先从形态学研究了引起绿潮的优势种浒苔气囊结构形成过程进行了观察;其二,从光合生理方面研究了漂浮浒苔一种避光适应性可长期漂浮机制和策略;第三,对浒苔藻体沉降生理特性及机制进行了初步探讨,为进一步深入阐明浒苔绿潮暴发机制奠定了理论基础。1.浒苔藻体管道和气囊的形成主要观察和从形态学方面研究了绿潮藻优势种浒苔小苗发育过程的藻体管道及气囊形成过程,包括浒苔孢子/配子放散、小苗萌发、叶状体发育与管道结构形成、分枝形成及气囊形成等过程。浒苔在细胞成熟后可以放散出大量的繁殖体,每个孢子/配子都可以发育成独立的成熟浒苔。幼苗萌发过程中,繁殖体逐渐发育成单层细胞管状结构并分化出叶状体及假根,在管状藻体上可形成众多分枝,吸收营养的同时还可以悬挂住海水中的气泡以达到藻体漂浮的效果。叶状体管腔成熟后弯曲形成“节点”,在封闭的藻段中充满气体形成气囊,气囊使得浒苔可以在海水中长期漂浮。本研究揭示了藻体管道及气囊的形成是浒苔漂浮机制的内在因子,为进一步阐明浒苔漂浮机制和绿潮暴发机制奠定了理论基础。2.黄海绿潮浒苔长距离漂浮机制研究在气囊形成过程研究的基础上,研究了绿潮漂浮过程中浒苔藻体采用水下悬挂方式以躲避高光照强度逆境胁迫现象及其生理生态。2012年至2014年连续3年对黄海绿潮漂浮漂移过程进行跟踪监测,监测结果显示,漂浮藻体可分为海面漂浮及水下悬挂两部分,海面漂浮藻体因高光强胁迫而大部分逐渐变白死亡,而水下悬挂藻体可以躲避高光强度逆境胁迫生存下来。2014年7月在青岛海域采集漂浮绿潮藻,对气囊及其悬挂管状分枝分别进行了叶绿素荧光参数、浮力的测量和显微细胞结构的观察。漂浮浒苔气囊多呈白绿色,Fv/Fm值平均约为0.29,叶绿素含量约为0.32mg/g,细胞质多数发生偏移或萎缩变色,另有部分气囊细胞形成生殖细胞囊或已放散出繁殖体;悬挂分枝多呈绿色且Fv/Fm值相对较高,平均约为0.6,叶绿素含量相对较高为0.87mg/g,细胞内容物充盈,只有少部分细胞开始萎缩。将气囊主枝与悬挂分枝于25℃、80μmol·m-2s-1环境下培养一周后再次观察,气囊主枝细胞基本都已形成繁殖细胞囊或已放散成空细胞;悬挂分枝培养后则保持健康生长,细胞质萎缩比例减小。3.浒苔沉降机制研究每年8月上旬绿潮开始进入衰亡期,面积逐渐减小。2014年5~7月对漂浮浒苔进行了跟踪监测,7月在青岛设置6个站位点采集沉降浒苔。对采集到的绿潮藻进行了叶绿素荧光参数的测定和显微细胞结构的观察。测得沉降绿潮藻叶绿素荧光参数平均为0.68,总叶绿素含量1.44mg/g,与漂浮浒苔相比较高,处于健康状态,细胞呈营养细胞状态,只有少量细胞质萎缩变色。在适宜条件下培养仍能够进行快速的营养繁殖,无生殖细胞囊产生,光合荧光参数及叶绿素含量略有下降,Fv/Fm值平均为0.65,总叶绿素含量降至1.27mg/g。通过暗处理模拟研究海底无光状态下浒苔的形态及生理状态变化,浒苔停止生长甚至呈腐烂状态,光合生理状态显著下降,Fv/Fm值平均为0.09,总叶绿素含量0.14 mg/g,细胞质萎缩,细胞壁降解释放出原生质体。
【学位单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S917.3
【部分图文】：

上海海洋大学硕士学位论文10图2-1 浒苔孢子和配子放散与幼苗萌发过程（a.浒苔营养细胞; b. 藻体细胞颗粒化; c. 未放散完全的生殖细胞囊; d. 放散出繁殖体的放散孔; e.两鞭毛配子; f.两鞭毛配子; g.四鞭毛孢子; h.接合中的配子; i.聚集在一起固着的孢子）Fig2-1. The process of spores and gametes releasing and seedlings germinatingin Ulva prolifera（a. Ulva prolifera vegetative cell; b. cell granular; c. not fully the reproductive cells of thesac; d. tossing out propagule tossing in hole; e. two flagella gametes; f. two flagella gametes; g.four flagellated spores; h. the gametes in joint; i. spores getting together）2. 2 浒苔小苗生长与管道形成刚释放出来的孢子仍快速旋转，当温度和光照强度合适时，一般在48h内固着。固着不久时孢子仍呈现梭形或梨形，其后细胞逐步变圆，鞭毛消失（图2-2a）。固着后生殖细胞内的原生质体经过一段时间累积后体积逐渐变大，并分裂成2细胞：基部细胞和顶端细胞(图2-2b)。两细胞结构具有明显的极性，基部细胞细胞质较淡，经过拉长后可形成假根，顶端细胞继续以二等横分裂方式形成单列细胞苗(图2-2c)。单列细胞苗中间细胞近似圆柱形，幼苗顶端细胞近似锥形。单列细胞苗中部分细胞可开始进行纵向分裂(图2-2d)，细胞开始纵分裂时间不一致，当单列细胞数为5-10个细胞范围内均可发生纵裂。当单列细胞苗纵裂2次形成4列细

圆环状也越来越明显(图2-2h、i)。其管道在小苗顶部和根部是呈封闭状的。浒苔藻体管道结构的形成为气囊形成和漂浮生长奠定了基础。图2-2. 浒苔藻体管状形成过程（a.固着繁殖体; b.两细胞幼苗; c.单列细胞幼苗; d.中部纵分裂幼苗; e.四细胞管状结构;f.8细胞管状结构; g.10细胞管状结构，管壁有内含物; h.多细胞管状结构，内含物较多; i.多细胞管状结构，内含物减少）Fig2-2. Tube forming process process for young thallus in Ulva prolifera（a. fixation propagule; b. two cells seedling; c. single cell seedling; d. the central longitudinalsplit seedling; e. four cells tubular structure; f.8 cells tubular structure; g. 10 cells tubular structure,pipe wall inclusions; h. multicellular tubular structure, more inclusions; i. multicellular tubularstructure, inclusions decrease）

浒苔分枝形成过程
【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 杨振德;分光光度法测定叶绿素含量的探讨[J];广西农业大学学报;1996年02期

2 李大秋;贺双颜;杨倩;刘俊鹏;于凤;贺明霞;胡传民;;青岛海域浒苔来源与外海分布特征研究[J];环境保护;2008年16期

3 王建伟;阎斌伦;林阿朋;胡静平;沈颂东;;浒苔(Enteromorpha prolifera)生长及孢子释放的生态因子研究[J];海洋通报;2007年02期

4 吴洪喜,徐爱光,吴美宁;浒苔实验生态的初步研究[J];浙江海洋学院学报(自然科学版);2000年03期

5 王建伟;林阿朋;李艳燕;沈颂东;阎斌伦;;浒苔(Enteromorpha prolifera)藻体发育的显微观察[J];生态科学;2006年05期

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1 王健;青岛沿海绿潮藻类鉴定技术研究[D];中国海洋大学;2010年

本文编号：2861664