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胶州湾硅藻次级代谢物对桡足类繁殖的影响

梁彦娟  
【摘要】:近年来,许多现场和实验室研究表明:作为桡足类主要食物来源的硅藻对桡足类的繁殖、生长和发育具有抑制作用。目前,这种抑制作用主要体现在两个方面:(1)硅藻细胞中缺乏关键营养物质,从而使桡足类产卵率显著降低。大量的室内实验针对营养物质缺陷做了研究,并通过硅藻细胞化学组成的分析表明这种物质是脂肪酸,尤其是多元不饱和脂肪酸(PUFA);(2)硅藻细胞向环境中释放有毒物质,从而对桡足类的繁殖产生毒性伤害。最近的研究表明这种物质很有可能是某些醛类。但是目前对于胶州湾海域内硅藻是否也产生内源醛类,及其对桡足类的繁殖过程是否产生负面效应尚缺乏相关的研究。 胶州湾是典型的近岸高生产力海区,硅藻作为该海区主要的初级生产者,无论是在浮游植物的种类组成还是数量上均占优势。同样,桡足类作为胶州湾浮游动物的主要优势种,既是硅藻的主要摄食者,又是经济鱼类的主要饵料来源,在食物链(网)处于中心位置。因此,在这一海区存在发生高浓度硅藻对桡足类抑制作用的可能性,是开展硅藻—桡足类相互作用研究的理想场所。进一步开展胶州湾海域硅藻次级代谢物对桡足类繁殖的影响研究,对于完善海洋生态学食物网理论具有重要意义,同时为合理保护和开发该海域渔业资源提供重要的理论支撑。 本文通过室内与野外现场实验,在以甲藻(海洋原甲藻)为对照的条件下,对硅藻(中肋骨条藻、双突角毛藻)和胶州湾海域桡足类优势种中华哲水蚤的相互作用进行了研究,并通过顶空固相微萃取—气相色谱质谱法对实验微藻次级代谢物—内源醛类进行定性定量分析。结果表明,与海洋原甲藻相比,中肋骨条藻和双突角毛藻对中华哲水蚤的存活率、产卵率和孵化率都存在负面影响。在微藻内源醛类分析中,检测到中肋骨条藻中含有6种醛类(trans-2-hexenal, heptaldehyde,trans-2-heptenal, trans-2,4-heptadienal, trans-2-decenal, trans-2,4-decadienal),双突角毛藻中含有5种醛类( trans-2-hexenal, heptaldehyde, trans-2-heptenal, trans-2,4-heptadienal, trans-2,4-decadienal),而在海洋原甲藻中仅检测到2种醛类(trans-2-hexenal, trans-2-heptenal),而且不论是从单种醛类的含量上,还是醛类总含量上,中肋骨条藻和双突角毛藻中醛类含量都明显高于海洋原甲藻,这意味着作为胶州湾硅藻优势种的中肋骨条藻和双突角毛藻,其释放的醛类物质对中华哲水蚤的繁殖和存活具有潜在的抑制作用。 本文实验所检测到的内源醛类与国外研究相同藻种中所发现的醛类并不尽相同,且某些醛类未见诸以往报道,这可能意味着同种藻在不同培养条件下可能产生的醛类也存在差异。鉴于此,作者对胶州湾分离到的4种海洋微藻(中肋骨条藻、双突角毛藻、海洋原甲藻和锥状斯氏藻)4个生长时期产生内源醛类的种类及其含量变化进行了测定和分析。实验结果表明,中肋骨条藻、海洋原甲藻和锥状斯氏藻4个生长时期的醛类总含量由适应期、对数期、静止期、衰亡期逐渐降低,而双突角毛藻中醛类总含量出现对数期高于适应期,静止期和衰亡期醛类总含量趋于相等且低于适应期的现象。总体上来看,4种微藻中醛类总含量于适应期和对数期高于静止期和衰亡期。 上述实验结果表明:作为胶州湾硅藻优势种的中肋骨条藻和双突角毛藻,的确产生了大量不饱和醛类并进而阻碍桡足类优势种中华哲水蚤的繁殖。本文最后通过现场实验研究了中华哲水蚤在胶州湾不同区域的繁殖状况,所得结果证实了在叶绿素a浓度较高的区域中,以高浓度硅藻为食的中华哲水蚤的繁殖确实受到了抑制作用。


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