孔石莼—赤潮異彎藻相互作用及其對(duì)UV—B輻射的響應(yīng).pdf

1、赤潮是全球性的海洋生態(tài)災(zāi)害，具有全球性、多發(fā)性、復(fù)雜性和高危害性等特點(diǎn)，已經(jīng)成為亟待解決的重大海洋環(huán)境問題之一。我國是赤潮災(zāi)害多發(fā)國，近年來，由于人類活動(dòng)引起的近岸水體富營養(yǎng)化程度加劇，導(dǎo)致赤潮頻發(fā)，對(duì)近岸水域的生態(tài)環(huán)境和沿岸水產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成極大的威脅。建立切實(shí)可行的赤潮防控方法勢在必行。利用存在于海洋環(huán)境中的天然生物因子，如大型海藻等進(jìn)行赤潮的生物學(xué)調(diào)控已經(jīng)越來越引起人們的重視。已有的研究表明，大型海藻能通過營養(yǎng)競爭，或是克生作

2、用來抑制赤潮微藻的生長。另一方面，臭氧層衰減而導(dǎo)致的UV-B(280nm～320nm)輻射增強(qiáng)是另一個(gè)全球性的環(huán)境問題之一，不僅能夠?qū)Ｑ笊矬w構(gòu)成傷害，而且還會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的影響。 本文以青島沿岸常見的大型海藻-孔石莼(Ulva pertusaKiellm)和赤潮微藻-赤潮異彎藻(Heterosigma akashiwo(hada)hada)為材料，在實(shí)驗(yàn)生態(tài)條件下，把石莼和赤潮異彎藻分別分為單養(yǎng)(對(duì)照)、UV-B輻

3、射處理的單養(yǎng)、混養(yǎng)和UV-B輻射處理的混養(yǎng)四個(gè)試驗(yàn)組，研究了石莼.赤潮異彎藻相互作用及其對(duì)UV-B輻射的響應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)： 一、石莼-赤潮異彎藻相互作用的研究 (1)研究了不同起始營養(yǎng)鹽條件和初始生物量對(duì)石莼-赤潮異彎藻種間競爭的影響，結(jié)果表明：石莼和赤潮異彎藻發(fā)生相互競爭作用時(shí)，利用性競爭和干擾性競爭并存；兩種競爭方式對(duì)競爭結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生影響。當(dāng)赤潮異彎藻初始接種密度不變(1×10<'4>cell/mL)，石莼初始接種重量

4、較低時(shí)(0.05g/150mL)，石莼和赤潮異彎藻的生長主要受干擾性競爭的影響；石莼初始接種重量較高時(shí)(0.4 g/150mL)，石莼的生長主要受到利用性競爭的影響，而此時(shí)赤潮異彎藻的生長同時(shí)受到干擾性競爭和利用性競爭的影響。當(dāng)石莼初始接種重量不變(0.0 5 g/1 5 0mL)，赤潮異彎藻接種初始密度較低時(shí)(0.5×10<'4>cell/mL和1.0×10<'4>cell/mL)，石莼和赤潮異彎藻的生長主要受干擾性競爭的影響；赤潮異

5、彎藻初始接種密度較高時(shí)(2.0×10<'4>cell/mL和4.0×10<'4>cell/mL)，二者的生長同時(shí)受到利用性競爭和干擾性競爭的共同影響。試驗(yàn)結(jié)果說明石莼的初始接種重量和赤潮異彎藻初始密度可能是決定二者競爭方式的主要原因。 (2)對(duì)石莼和赤潮異彎藻的相互作用、培養(yǎng)液濾液和胞內(nèi)物質(zhì)的交叉培養(yǎng)進(jìn)行研究，結(jié)果表明：石莼抑制赤潮異彎藻的生長，赤潮異彎藻亦會(huì)抑制石莼的生長，二者之間存在克生效應(yīng)：石莼主要通過分泌次生物質(zhì)來抑制赤

6、潮異彎藻的生長，而赤潮異彎藻對(duì)石莼生長的抑制可能通過細(xì)胞的直接接觸和分泌次生物質(zhì)完成的，其抑制物存在于藻體和培養(yǎng)液中。 二、石莼-赤潮異彎藻相互作用對(duì)UV-B輻射的響應(yīng)研究 (1)研究了UV—B輻射對(duì)石莼和赤潮異彎藻的生長、葉綠素a含量、脫鎂葉綠素a含量和石莼孢子萌發(fā)率的影響。結(jié)果表明：在單養(yǎng)的條件下，UV-B輻射對(duì)石莼和赤潮異彎藻的生長都有明顯的抑制作用；而在混養(yǎng)的條件下，UV-B輻射對(duì)石莼生長的影響并不明顯，但是卻能

7、顯著抑制赤潮異彎藻的生長。石莼和赤潮異彎藻的葉綠素a和脫鎂葉綠素a含量對(duì)UV—B輻射和克生效應(yīng)有明顯的響應(yīng)，而且葉綠素a和脫鎂葉綠素a含量的變化有一定的相似性。在UV—B輻射條件下；單養(yǎng)和與赤潮異彎藻混養(yǎng)石莼孢子的萌發(fā)率均受到明顯的抑制，但未加UV—B輻射的與赤潮異彎藻混養(yǎng)的石莼孢子的萌發(fā)率雖然會(huì)下降，但是不明顯。 (2)石莼和赤潮異彎藻的抗氧化系統(tǒng)活性對(duì)UV-B輻射有明顯的響應(yīng)。在UV-B輻射處理的單養(yǎng)條件下，石莼丙二醛(MD

8、A)含量，總抗氧化能力(T-AOC)和超氧化物岐化酶(T-SOD)活性顯著升高，而可溶性蛋白含量和谷胱甘肽過氧化酶(GPX)活性顯著降低；赤潮異彎藻MDA含量，T-AOC和過氧化氫酶(CAT)活性顯著升高，而T-SOD活性，可溶性蛋白和類胡蘿卜素(Car)含量顯著降低。在混養(yǎng)的條件下，石莼MDA含量，T-AOC，CAT和T-SOD活性顯著升高，而GPX活性顯著下降；赤潮異彎藻CAT活性顯著上升，而MDA含量，T-AOC，T-SOD和GP

9、X活性顯著下降。在混養(yǎng)附加UV—B輻射處理的條件下，石莼MDA含量，T-AOC，CAT和T—SOD活性顯著升高，而GPX活性和Car含量顯著降低；赤潮異彎藻CAT活性顯著上升，而可溶性蛋白，MDA和Car含量，T-AOC，T-SOD和GPX活性顯著下降。 (3)采用生化檢測法和聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)(PAGE)對(duì)石莼．赤潮異彎藻的兩種同工酶一過氧化物酶(PRX)和多酚氧化酶(PPO)進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示：在．單養(yǎng)條件下，UV-B輻

10、射會(huì)使石莼和赤潮異彎藻PRX和赤潮異彎藻PPO活性降低，而石莼PPO活性卻顯著升高?；祓B(yǎng)會(huì)使石莼PPO活性顯著下降，而赤潮異彎藻PPO活性顯著升高?；祓B(yǎng)的同時(shí)附加UV-B輻射的條件下，石莼PRX和赤潮異彎藻PRX和PPO活性都受到了顯著的抑制。不同處理組的石莼和赤潮異彎藻PRX、PPO同工酶譜均存在差異，主要表現(xiàn)為條帶多少和活性強(qiáng)弱的不同，說明UV-B輻射處理和藻間的相互作用均能夠引起石莼和赤潮異彎藻PRX和PPO同工酶譜的變化。

11、 (4)對(duì)石莼和赤潮異彎藻的胞外濾液的研究結(jié)果表明：胞外微生物對(duì)石莼．赤潮異彎藻相互作用無明顯影響。石莼可以分泌熱敏感的胞外物質(zhì)來影響赤潮異彎藻的生長。UV—B輻射并不能減少赤潮異彎藻產(chǎn)生的有害物質(zhì)，而與石莼混養(yǎng)會(huì)顯著的減少赤潮異彎藻所產(chǎn)生的有害物質(zhì)。 (5)N、P限制對(duì)石莼．赤潮異彎藻相互作用有明顯的影響。N、P限制的條件下，石莼生長受到UV-B輻射脅迫和赤潮異彎藻的克生作用在減??；而赤潮異彎藻生長受到UV-B輻射脅迫和石莼