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《暨南大学》 2011年
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光照、营养盐对甲藻吞噬营养行为的调控机制研究

张淑雯  
【摘要】:本论文结合传统光镜实时检测与荧光杂交标记等手段,通过室内批量培养方法,研究中国沿海6种典型赤潮甲藻:米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、链状亚历山大藻{Alexandrium catenella)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)、锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)的吞噬营养行为,分析光照及营养盐对甲藻吞噬营养行为的调控机制,阐明吞噬营养在甲藻获取营养、维持生长中的重要性。2010年春季,在东海长江口赤潮高发区(北纬28°-34°,东经123°~126°的海域)开展现场大面调查和船基围隔实验,研究东海原甲藻等甲藻的吞噬营养行为和能力,结合相关理化参数分析环境因子对甲藻吞噬营养行为的调控机制,揭示赤潮甲藻的吞噬营养机制,初步探讨混合营养型甲藻(Mixotrophic dinoflagellates, MTD)在微食物环中的地位及甲藻的混合营养在浮游植物群落演替、赤潮爆发与维持过程中的作用。该研究成果丰富了海洋微藻的营养生理学研究,并为我国近岸海域有害赤潮的预测、防治提供了理论依据。主要实验内容与结论如下: 1.2010年春季,在东海赤潮高发区内,通过添加荧光标记球等鞭金藻(Fluorescent labeled Isochrysis galbana, FLIg)和荧光标记骨条藻(Fluorescent labeled Skeletonema sp., FLS)观测到赤潮种东海原甲藻的吞噬营养行为。现场共检测27个测站,在dc断面(北纬30°30.42'N)以北的11个测站未观测到东海原甲藻的吞噬营养行为,在dc及其以南断面(上海和浙江附近海域)东海原甲藻赤潮发生区域内的16个测站,在14个测站发现东海原甲藻摄食荧光标记藻类(Fluorescent labeled algae, FLA)的现象,但东海原甲藻的摄食概率较低,仅为0.2~1.2%。在12个测站检测到东海原甲藻摄食FLIg,盐度、溶解态有机磷(Dissolved organic phosphorus, DOP)、溶解态无机氮:溶解态无机磷(Dissolved inorganic phosphorus:Dissolved inorganic nitrogen, DIN:DIP)对东海原甲藻的摄食有显著影响(P=0.025,P=0.024,P=0.035);在11个测站发现东海原甲藻摄食FLS,DOP对东海原甲藻的摄食有显著影响(P=0.011)。在各测站东海原甲藻对FLIg和FLS的摄食能力相似(r=0.609,n=27,p=0),摄食FLIg概率高的测站,其对FLS的摄食概率也高,且最高摄食概率都出现在东海原甲藻丰度高值区内的zb7测站。波罗的海原甲藻和锥状斯氏藻在此次调查中数量较多,但在现场研究中未发现波罗的海原甲藻(Prorocentrum balticum)和锥状斯氏藻的摄食行为。此外,在za6b测站发现2个疑似原甲藻类的甲藻能摄食FLIg,在rb17测站观测到2个疑似原多甲藻类的甲藻能摄食FLS和东海原甲藻。 2.在船基围隔实验的起始阶段,在添加不同种类与营养盐浓度的围隔袋中,均观测到东海原甲藻对FLIg和FLS的摄食,东海原甲藻的摄食概率为0.2~1.4%。实验进入中、后期,各围隔袋中均未再观测到东海原甲藻的摄食行为,是何种原因导致东海原甲藻吞噬营养行为的消失,有待进一步深化研究。 3.在室内生理实验中,根据贫/富营养盐浓度及有/无光照条件设计正相交叉实验,选取不同种类、不同粒径的活体饵料藻及荧光标记藻类为饵料,检测6种赤潮甲藻的吞噬营养行为及其营养目的。在富营养、正常光照条件下,观测到米氏凯伦藻摄食活体饵料藻—球等鞭金藻,链状亚历山大藻摄食荧光标记海链藻(Fluorescent labeled Thalassiosira curviseriata, FLTc);在富营养、黑暗条件下,观测到链状亚历山大藻摄食FLTc;在贫营养条件下,指数生长期的东海原甲藻在黑暗条件下摄食FLIg。然而,实验中观测到的米氏凯伦藻、链状亚历山大藻及东海原甲藻发生吞噬行为的概率极低,且低营养、黑暗条件未对甲藻吞噬营养行为产生明显的效应,表明米氏凯伦藻、链状亚历山大藻及东海原甲藻是主要依赖光合自养维持生长的种类。实验中未观测到海洋原甲藻、锥状斯氏藻、微小原甲藻的吞噬营养行为。采用LysoSensorTM探针试图染色甲藻的食物泡结构,无论是在何种条件下,均未发现6种甲藻体内含有食物泡结构。 结合现场航次调查、现场船基围隔实验与室内生理实验,研究者认为,米氏凯伦藻、链状亚历山大藻和东海原甲藻具有吞噬营养行为,属于混合营养型生物,但这3种甲藻发生吞噬营养的概率都非常的低,且不受光照和营养盐胁迫的影响,表明3种甲藻是主要依赖光合自养维持生长的种类。在春季东海长江口海域,东海原甲藻等混合营养型甲藻的吞噬营养行为可能对藻华的发生及维持产生一定的影响。
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X55

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