黄海绿潮浒苔与浮游植物间的相互作用研究

发布时间：2017-08-29 23:10

  本文关键词：黄海绿潮浒苔与浮游植物间的相互作用研究

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【摘要】：黄海海域连年爆发的浒苔绿潮已成为我国一种常态化的海洋生态灾害。本论文选取了生态位与浒苔较为接近的几种常见浮游植物,首先针对浒苔早期发育阶段的微观繁殖体,从营养充足/限制两个角度研究了其与微藻的相互影响效应;其次研究了浒苔在不同发育阶段与微藻的相互竞争关系,分析比较了浒苔完整生命进程中与浮游植物间的影响效应,为全面评价黄海浒苔绿潮的生态效应研究提供科学依据。为全面了解浒苔的生长发育进程,本研究对浒苔的生活史过程进行了连续观察。通过对野外采集的4株浒苔样品为期两年的室内连续传代培养,发现浒苔均可以进行单性生殖,但是同时共存两种不同的生活史类型:其中2株浒苔进入配子体/孢子体世代交替出现的单性生活史过程;另外2株浒苔先进入配子体世代循环,7个配子体世代后又同时进入配子体/孢子体交替进行的生活史过程。本研究首先在营养充足的培养条件下,发现了浒苔微观繁殖体在早期两个发育阶段(固着和萌发阶段)与九株微藻间的相互作用关系不同,两者轮流体现出优势地位。其中固着阶段微藻占据优势,萌发阶段浒苔处于有利地位。研究结果显示,三株产毒微藻(塔玛亚历山大藻、利玛原甲藻和米氏凯伦藻)在野外赤潮发生密度下(102-103 cells·mL-1)即可抑制浒苔配子的固着,但是对随后配子的萌发并无影响;而浒苔配子在固着阶段对所有微藻的生长均无明显影响,在萌发阶段却显著抑制了多株赤潮藻(塔玛亚历山大藻、米氏凯伦藻、中肋骨条藻、东海原甲藻和抑食金球藻)和两株饵料藻(三角褐指藻和小球藻)的生长,实验结束时的生长抑制率分别达到27%-66%。其中塔玛亚历山大藻对浒苔配子的固着有强烈的抑制甚至“致死”效应,24h ID50仅为12 cells·mL-1。而进一步的分析发现,亚历山大藻对浒苔配子的抑制效应并非是其产生的麻痹性贝毒毒素(PST)引起的,其分泌的某些代谢物质,才是最终导致浒苔配子固着受到抑制的主要因素;而萌发的浒苔配子具有分泌化感物质的特性造成了其对该微藻的抑制效应。并且与配子相比,浒苔孢子与微藻间的作用关系相似,在固着阶段被亚历山大藻强烈的抑制,固着率也仅为对照组的2%;萌发后对多株微藻的生长表现出一定的影响效应,抑制率达到15%-42%。与营养充足的情况相比,在营养限制的培养条件下,浒苔微观繁殖体与微藻间的相互关系存在稍许差异。研究结果显示,在两者竞争关系中微藻同样在固着阶段有利,而浒苔微观繁殖体在萌发阶段处于优势。其中,无论营养充足还是限制,塔玛亚历山大藻对浒苔配子固着的抑制效应均较强,固着率分别仅为对照组的5%和3%,并无显著性差异;而萌发的浒苔配子在营养已构成限制的自然海水中,对塔玛亚历山大藻和球等鞭金藻的抑制效应,分别达到49%和31%,要显著高于营养充足条件下的30%和19%。本研究还发现,浒苔自微观繁殖体的萌发阶段起,在随后的四个发育阶段(配子萌发期、幼苗期、成体期和死亡期)均可以显著抑制微藻的生长,而微藻对浒苔的影响效应并不显著。进一步分析发现,不同发育阶段的浒苔对微藻的抑制效应存在差异:其中,萌发期和幼苗期的浒苔对塔玛亚历山大藻的生长抑制率分别达到了20%和30%。NO3-、PO43-消耗率为49%-91%,实验结束时剩余的营养盐仍能够满足微藻的生长需求。此时DO和pH分别为11.8 mg·L-1和8.4,处于正常水平;成体期的浒苔对微藻的生长抑制率达到78%。实验结束时PO43-几乎被消耗殆尽,已构成了营养限制。此时的DO和pH与对照组并无显著差异;死亡期的浒苔对微藻有强烈的致死效应。培养体系中营养盐几乎未被消耗,含量仍然充足。但DO和p H却有所降低,其中DO含量仅为对照组的46%,约3.9 mg·L-1,达到了低氧水平。而pH水平维持在7.7,较对照组下降了9%,已构成水体酸化的状态。以上结果表明,微藻只能对固着阶段裸露单细胞的浒苔微观繁殖体产生影响,一旦浒苔完成萌发,就会在随后的发育进程中处于绝对的优势地位,通过化感作用、营养竞争甚至改变培养环境等多种途径抑制微藻生长。浒苔与微藻的这种影响效应会改变黄海海域中浮游植物的群落结构,甚至紧密连续绿潮与赤潮的发生动态。
【关键词】：绿潮 浒苔 生活史 微观繁殖体 浮游植物
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948.8
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 文献综述15-33
• 1.1 黄海绿潮的研究简介15-28
• 1.1.1 绿潮概述15
• 1.1.2 黄海绿潮的发生概况15-17
• 1.1.3 黄海绿潮原因种的鉴定17-20
• 1.1.4 黄海绿潮浒苔的生理生态学特性20
• 1.1.5 黄海绿潮浒苔的生活史研究20-22
• 1.1.6 黄海绿潮藻的微观繁殖体研究22-23
• 1.1.7 黄海浒苔绿潮的溯源研究进展23-27
• 1.1.8 黄海绿潮的危害效应27-28
• 1.2 藻类之间的竞争作用28-31
• 1.2.1 化感作用的研究现状28-30
• 1.2.2 营养竞争的研究现状30-31
• 1.3 黄海赤潮的发生概况31
• 1.4 本论文的研究目的及意义31-33
• 第二章 黄海绿潮浒苔的生活史研究33-55
• 第一节 黄海绿潮浒苔的室内生活史研究33-48
• 2.1 前言33-34
• 2.2 实验材料与方法34-37
• 2.2.1 浒苔样品的采集及处理34-35
• 2.2.2 浒苔样品的鉴定35-36
• 2.2.3 浒苔世代类型的判断方法36
• 2.2.4 浒苔生活史过程的研究方法36-37
• 2.3 实验结果37-45
• 2.3.1 浒苔藻体的识别37-41
• 2.3.2 浒苔单性生殖的生活史过程41-45
• 2.4 讨论45-47
• 2.4.1 浒苔单性生殖的生活史过程45-46
• 2.4.2 浒苔单性生殖在黄海绿潮形成中的潜在作用分析46-47
• 2.5 结论47-48
• 第二节 黄海绿潮浒苔的世代结构特征调查48-55
• 2.1 前言48
• 2.2 实验材料与方法48-51
• 2.2.1 浒苔样品的采集及处理48-50
• 2.2.2 浒苔生殖细胞的获得50
• 2.2.3 浒苔世代类型的判断方法50-51
• 2.3 实验结果51-53
• 2.3.1 浒苔样品生殖细胞的判定51-52
• 2.3.2 浒苔样品的世代类型鉴定52-53
• 2.4 讨论53-54
• 2.5 结论54-55
• 第三章 浒苔微观繁殖体与微藻间的化感作用研究55-85
• 3.1 引言55-56
• 3.2 材料与方法56-64
• 3.2.1 实验浒苔与微藻的培养56-57
• 3.2.2 浒苔微观繁殖体的获得57-59
• 3.2.3 实验设计59-64
• 3.2.4 数据处理64
• 3.3 结果64-79
• 3.3.1 九株不同种类的微藻对浒苔配子固着与萌发的影响64-66
• 3.3.2 浒苔配子固着与萌发过程中对微藻生长的影响66-68
• 3.3.3 四株微藻对浒苔孢子固着与萌发的影响68-70
• 3.3.4 浒苔孢子固着与萌发过程中对微藻生长的影响70-72
• 3.3.5 亚历山大藻抑制浒苔配子固着的影响效应分析72-76
• 3.3.6 浒苔配子在萌发阶段影响微藻生长的可能性分析76-79
• 3.4 讨论79-83
• 3.4.1 微藻对浒苔微观繁殖体固着影响的可能性分析80-81
• 3.4.2 浒苔微观繁殖体影响微藻生长的可能性分析81-82
• 3.4.3 黄海浒苔微观繁殖体与微藻相互影响的潜在生态效应82-83
• 3.5 结论83-85
• 第四章 浒苔微观繁殖体与微藻间的营养竞争作用研究85-103
• 4.1 引言85-86
• 4.2 材料与方法86-89
• 4.2.1 实验浒苔与微藻的培养86
• 4.2.2 浒苔微观繁殖体的获得86-87
• 4.2.3 实验设计87-88
• 4.2.4 数据处理与统计分析88-89
• 4.3 实验结果89-99
• 4.3.1 浒苔配子在固着阶段与不同微藻间的营养竞争效应89-91
• 4.3.2 浒苔配子在萌发阶段与不同微藻间的营养竞争效应91-99
• 4.4 讨论99-101
• 4.4.1 微藻对浒苔配子固着的可能影响效应分析100
• 4.4.2 浒苔配子对微藻生长的可能影响效应分析100-101
• 4.4.3 浒苔微观繁殖体与微藻间的相互竞争作用对生态环境的影响101
• 4.5 结论101-103
• 第五章 浒苔不同生长发育阶段与微藻间相互作用的比较研究103-121
• 5.1 引言103-104
• 5.2 材料与方法104-106
• 5.2.1 实验浒苔与微藻的培养104
• 5.2.2 浒苔配子的获得104-105
• 5.2.3 浒苔不同发育阶段与微藻间相互作用的比较研究105
• 5.2.4 数据处理105-106
• 5.3 结果106-116
• 5.3.1 浒苔不同发育阶段对微藻生长的影响效应106-114
• 5.3.2 微藻对浒苔萌发、生长的影响效应114-116
• 5.4 讨论116-119
• 5.4.1 浒苔不同发育阶段对微藻生长的影响效应分析116-117
• 5.4.2 浒苔与微藻相互影响的潜在生态效应117-119
• 5.5 结论119-121
• 总结121-122
• 主要结论和创新点122-123
• 参考文献123-138
• 附录：目录138-142
• 作者简历142-143
• 学位期间发表的学术论文143

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 唐启升;张晓雯;叶乃好;庄志猛;;绿潮研究现状与问题[J];中国科学基金;2010年01期

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本文编号：755935