中国水华蓝藻新记录种—卵孢金孢藻（Chrysosporum ovalisporum）的生理生态学研究

发布时间：2018-12-11 08:57

【摘要】：全球性气候变暖和水体富营养化为蓝藻水华的频繁爆发和有毒有害蓝藻物种的全球扩散提供了基础条件;蓝藻水华和蓝藻入侵等生态问题也越来越受到生态学家们的关注。然而,有关入侵蓝藻的生理生态学研究方面的报道总体相对较少,尤其是入侵蓝藻在“新领地”中的生态竞争策略和生理响应方面的研究仍鲜有报道。本文以上海临港地区景观水体中发现的未知新记录水华蓝藻为核心研究对象,以原位研究结合室内实验的方式,对其分类学特征、生活史、化感竞争策略、对高营养盐添加的响应、对浮游动物群落的影响,以及对陆生菊科植物化感作用的生理生态响应等方面进行了研究,以期为我国水华蓝藻生物学的基础研究积累资料,为入侵水华蓝藻的水资源生态管理提供指导依据。具体研究内容如下:1.对上海滴水湖附近景观水体(隶属于国家海洋局东海计量中心,下称“东海池塘”)中的未知水华蓝藻进行分离和纯化,获得4株纯化藻株;通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段对其形态特征和细胞超微结构进行观察;通过测定16S rRNA基因序列对其分子生物学特性进行了解,结果表明,该物种为中国水华蓝藻新记录种——卵孢金孢藻。另外,通过cyr基因簇的扩增和测序,以及使用液相-质谱联用对其孢外滤液进行测定,发现该地理种群可产生拟柱胞藻毒素(Cylindrospermopsin,CYN)。2.野外调查及室内培养实验表明,在东海池塘中影响卵孢金孢藻关键性环境因子为水温,而并非营养盐。该物种在夏初水温达到20℃时在水柱中出现,之后以藻殖段方式繁殖;在水温27-32℃时,仅少量细胞分化成厚壁孢子(0.5%);秋季水温低于27℃时,将诱发孢子大量出现;水温在21-27℃之间时,孢子分化率较高,24℃可能为野外生境产生孢子最佳温度;当水温低于15℃,藻丝生物量极低,不形成孢子。地理分布分析表明,该物种起源于欧洲较温暖的地区(地中海周边湖、库水体),近年来在全球范围内扩散趋势明显增强。3.通过野外观察和室内模拟实验发现,该物种可通过释放代谢产物,对同水域的片状微囊藻的生长、光合作用活力、细胞酶活力等形成化感抑制效应,从而取得竞争优势;但该竞争策略与水温密切相关,夏季高温时,适宜该物种生长,化感效应明显;秋季低温时,自身生长受到温度限制,化感作用消失。4.为摸清卵孢金孢在营养盐持续增加的条件或超富营养的条件下,是否会保持其优势地位,采用100L体积的大桶(39个)进行不同浓度N、P添加实验,以观察超富营养状态下卵孢金孢藻丰度及浮游植物群落的动态变化。结果发现:高浓度营养盐添加(加N或加P)均可促进卵孢金孢藻和绿藻生物量的增加;尤其是NP组的增加趋势显著高于仅添加N或仅添加P组;但卵孢金孢藻的相对丰度却随添加浓度的增加而降低。小粒径的绿藻(空星藻属(Coelastrum spp.)、小球藻属(Chlorella spp.)、四角藻属(Tetraedron spp.)、栅藻属(Scenedesmus spp.))的生物增加趋势显著高于丝状的卵孢金孢藻,实验结束时,小型绿藻占绝对优势,说明在高营养条件下小粒径藻类更易取得竞争优势,绿藻占绝对据优势也可能成为小型超富营养水体中浮游植物群落演替的格局之一。5.为探究卵孢金孢藻对浮游动物的影响,以及后者对前者的响应,本文对野外浮游动物和环境因子高频采样数据(每周一次)进行RDA和Fitting分析,结果表明:卵孢金孢藻是影响浮游动物群落结构的关键性因子,可对后者的丰度和多样性产生影响。指示种阈值分析(TITAN)表明,当卵孢金孢藻生物量达到19.370mg L-1时将引起浮游动物群落结构发生较大的变化;同时发现,隆腺n，

本文编号：2372271