实验选取绿潮藻提取物和铜藻提取物作为一种高经济价值藻——杜氏盐藻生长的营养添加剂,与传统的f/2培养基相比,探究两种大型海藻提取物对杜氏盐藻的生长和某些代谢活性(色素、碳水化合物、蛋白质、光合活性)的影响.藻类生理指标和营养成分分析表明,不同浓度的藻华提取物对杜氏盐藻生长的促进效果显著.添加0.26％、0.31％、0.38％的绿潮藻提取物和添加0.24％的铜藻提取物均能够显著促进杜氏盐藻生物量增长、光合色素和营养物质的积累,但对杜氏盐藻的最大光化学效率(Fv/Fm)和有效量子产量(Yield)无显著影响.研究表明,一定浓度的绿潮藻提取物和铜藻提取物能够显著促进杜氏盐藻的生长和营养物质的积累,该发现为藻华防控及利用大型藻华提取物来优化杜氏盐藻的生产提供了新的思路.

海黍子(Sargassum muticum,SM)、鼠尾藻(Sargassum thunbergii,ST)、铜藻(Sargassum horneri,SH)和海蒿子(Sargassum pallidum,SP)是我国黄渤海常见的大型马尾藻属海藻,研究以靖子湾潮间带4种马尾藻为研究对象,自然海水(W)作为对照,利用16SrRNA基因扩增子高通量测序技术比较4种马尾藻类附生菌群的结构.研究结果表明,ST附生菌群多样性和物种丰富度最高,SH最低.NMDS(无度量多维标定法)和PERMANOVA分析表明4种马尾藻附生菌的群落结构与海水中微生物群落结构存在显著性差异(P＜005),而不同马尾藻之间差异却不显著.LEfse分析共识别出18个Biomarkers,其中W、SH、SM和ST样本分别有9、4、3和2个.变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)为4种马尾藻附生菌群的主要优势菌门,相对丰度为80.39％-94.54％;基于属水平和相对丰度前10 AS Vs的群落结构组成特征表明,4种马尾藻附生菌群结构组成存在明显差异,呈现出宿主特异性.利用Tax4Fun软件对4种马尾藻类附生菌群生态功能进行预测,在一级功能水平上,新陈代谢(Metabolism)、遗传信息处理(Genetic Information Processing)为主要功能;在二级功能水平上,共注释到44个二级代谢通路,其中碳水化合物代谢(Carbohydrate metabolism)相对丰度最高.研究通过比较4种马尾藻附生菌群结构多样性,为进一步深入了解马尾藻属的生态作用提供理论依据.

全球变暖引发珊瑚礁区向大型海藻场生态演替现象与日俱增,大型海藻对珊瑚的影响主要包括抑制生长、发育与繁殖,但不同的海藻对不同的珊瑚具有不同的影响,二者之间的关系仍未有定论.为探究热压力所引起二者竞争关系的变化,以枝状风信子鹿角珊瑚(Acroproa hyacinthus)和大型底栖海藻杉叶蕨藻(Caulerpa taxifolia)为研究对象,设置了环境温度(27℃)与热压力温度(30℃),比较藻类间接接触和直接接触珊瑚对珊瑚附生微生物群落结构的影响,并从培养水环境及海藻表面微生物中寻找影响珊瑚表面微生物的原因.结果表明,去除嵌合体后共获得 3369713 条优化序列,并且大部分细菌得到注释.环境温度下,间接接触与直接接触组微生物表达模式接近,海藻的处理使得珊瑚表面附生微生物种类、丰度、PcoA区分度最高.门水平上,微生物群落主要由变形菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、厚壁菌门、放线菌门组成.目水平上,微生物群落主要由红细菌目、黄杆菌目、肠杆菌目、蓝细菌目、假单胞菌目、噬几丁质菌目组成.这些细菌表型主要包括革兰氏阴性、好氧细菌、移动元件含量和胁迫耐受四大类,生态功能主要包括化能异养和需氧化能异养.对 12 个处理组的 36 个样本进行核心 ASV 分析(amplicon sequence variants),共获得 139 个核心ASVs.以假单胞菌目、黄杆菌目、噬几丁质菌目、红细菌目为主,还包括立克次氏体菌目、伯克霍尔德氏菌目、肠杆菌目、疣微菌目等.通过线性判别分析(linear discriminant analysis)可比较各组中相对丰度具有显著差异的细菌类群.环境温度下,群落中弧菌(Vibrio)、邻单胞菌(Plesiomonas)、奈瑟氏菌(Neisseria)以及螺旋体菌(Brevinema)相对丰度显著升高;温度升高后,珊瑚白化且胞内寄生病原微生物丰度显著升高,如米卡弧菌(Micavibrionales)与立克次氏体菌(Rickettsiales);热压力下,海藻的加入缓解了珊瑚白化、减少了胞内寄生性微生物丰度、显著提高了益生菌海命菌(Marivita)以及Halioxenophilus丰度.因此,在不同温度下杉叶蕨藻既作为压力源转移病原菌,又协助珊瑚抵抗胞内寄生菌,结果有助于理解大型海藻—珊瑚的竞争关系,解释海藻对珊瑚的潜在生态影响.

首次描述并研究了在湖南张家界四都坪乡四都坪剖面埃迪卡拉系陡山沱组下部硅质条带和结核中发现的保存精美的微体化石.化石组合包括大型具刺疑源类Cavaspina acuminata,Cavaspina basiconica,Gyalosphaeridium sp.,Mengeosphaera latibasis,Tanarium varium,Tanarium sp.和Urasphaera fungiformis;球状化石Megasphaera inornata;球状、丝状蓝藻化石 Archaeoph ycus yunnanensis,Pol ytrichoides sp.,Salome hubeiensis,Siphonophycus robustum,S.typicum,S.kestron,和S.solidum以及多细胞藻类Wengania minuta.该微体化石组合与湖北峡东地区陡山沱组三段硅质结核中以大型具刺疑源类Tanarium为特征的组合面貌基本一致.这些微体化石的发现,进一步完善了我国埃迪卡拉系(震旦系)陡山沱组的生物地层序列,也为华南扬子地区陡山沱组的地层对比提供了新的古生物证据.

国际湖沼学的长期研究发现,一个完整的湖泊生态系统应包括底栖食物网和浮游食物网,而营养条件变化会显著改变浅水湖泊中底栖-浮游食物网的结构和功能.为了明晰富营养化对浅水湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,以浅水草型湖泊——白洋淀为研究区,运用野外监测和ECOSIM与ECOPATH (EwE)模型相结合方法,构建白洋淀底栖-浮游耦合食物网的概念模型,模拟1982-2011年间富营养化对白洋淀底栖路径和浮游路径的结构和功能影响:(1)野外监测的结果表明,从1999年至今白洋淀一直处于富营养化状态;(2)EwE模型模拟结果表明1982-2006年,总生物量呈下降趋势,下降比例达66.38％;能流路径从以底栖路径为主转变为以浮游路径为主;(3)运用Pearson相关分析,结果表明:浮游植物与TN(r=0.67,P＜0.01)和TP(r=0.37,P＜0.05)呈显著正相关,而底栖藻类和大型沉水植物与TN(r=0.77,P＜0.01;r=0.67,P＜0.01)和TP(r=0.54,P＜0.01;r=0.36,P＜0.05)呈显著负相关.富营养化是白洋淀底栖初级和次级生产力向浮游初级和次级生产力转变的主要驱动力.采用科学的方法准确评估富营养化对湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,可为湖泊生态系统管理提供技术和方法支持.

研究以裂片石莼(Ulva fasciata)、肠浒苔(Ulva intestinalis)、龙须菜(Gracilaria lemaneaformis)、坛紫菜(Pyropia haitanensis)为实验材料,分析了不同温度(15、20、25、30℃)下4种大型海藻对海水中N、P元素的吸收效率和光合特性的特点.结果显示:(1)4种大型海藻对水体N、P均有明显的吸收效果,吸收能力高低依次为肠浒苔>裂片石莼>坛紫菜>龙须菜;(2)温度过高或过低都会限制藻类对N、P的吸收和正常生长,同时降低4种藻的相对电子传递速率及光化学效率;(3)裂片石莼与肠浒苔的N、P吸收能力强,且光合系统对温度耐受性高,是实施养殖污水生物净化的良好材料;(4)4种海藻对水体中N、P营养盐的吸收在48h内基本完成,实地应用中可考虑24—48h周期换水或采用流通循环式的培养模式,以达到既促进藻类的生长又提高营养盐吸收效率的目的,以避免藻体因营养缺乏引起负生长而造成二次污染.

海藻光合荧光特性研究对分析藻类光合作用和固碳能力具有重要的作用.利用水下调制荧光仪(DIVING-PAM)测定了枸杞岛后头湾夏季常见6种大型海藻孔石莼、斯氏刚毛藻、舌状蜈蚣藻、鼠尾藻、多管藻和羊栖菜的量子产量、快速光曲线(RLC)相关参数.结果显示:6种常见海藻孔石莼、斯氏刚毛藻、舌状蜈蚣藻、鼠尾藻、多管藻和羊栖菜最大量子产量(Fv/Fm)分别为0.702、0.704、0.457、0.618、0.421、0.567,各物种的开放PSⅡ反应中心原初光能捕获效率(Fv'/Fm')的大小依次是斯氏刚毛藻＞孔石莼＞鼠尾藻＞羊栖菜＞舌状蜈蚣藻＞多管藻,且孔石莼、斯氏刚毛藻、羊栖菜的Fv'/Fm'与其他5种大型海藻的差异均达到显著水平;在快速光响应曲线中,羊栖菜、鼠尾藻和孔石莼的最大相对电子传递速率与初始斜率α较高,证明其具有较强的光合能力和捕光能力;舌状蜈蚣藻较高的RLC初始斜率α和较低的Ik表明其有较强的耐弱光能力.3种门类大型海藻之间光合特性有较为显著的差异,其中褐藻门的羊栖菜、鼠尾藻与绿藻门的孔石莼拥有极高的光合活性和抗强光能力,研究结果可为藻场保护工作和大型海藻固碳能力评估提供理论依据.

藻类诱变育种技术是指利用物理和化学因素诱发藻体产生遗传变异,在短时期内获得有价值的突变体的育种方法.藻类是水生生态系统中主要的初级生产者,与人类生活及经济发展有着密切的关系,是发展"蓝色农业"的基础.诱变育种已经成为提高藻类育种效率,获得新种质的一个重要手段,广泛应用在生物活性物质含量高的微藻、生物能源微藻及一些大型的经济海藻中.在藻类育种中常用的诱变技术主要包括物理和化学诱变技术.物理诱变辐射源包括紫外线、γ射线、重离子束及常压室温等离子体等,化学诱变剂主要包括甲基磺酸乙酯和亚硝基胍等.主要介绍了上述诱变技术的诱变机理和生物学效应,总结了诱变技术在藻类育种中的研究进展及应用前景,以期推动藻类诱变育种的发展.

藻类是红树林生态系统重要的生物类群,根据生态习性可分为浮游植物、底栖微藻和大型藻类三个生态类群,它们在红树林生态系统生物多样性、初级生产、元素循环等方面起着重要作用.但在红树林生态系统中,关注重点多集中在红树植物和动物,对其中的藻类重视不够,且多数研究集中在近20年以及亚洲的红树林区.事实上,红树林生态系统藻类非常丰富,其多样性研究有助于深入揭示红树林生态系统的结构与功能.本文介绍了红树林生态系统藻类的组成类群及其重要性,重点对红树林区浮游植物、底栖硅藻和大型海藻的种类组成、地理分布及其与初级生产力、水质污染、元素循环、碳库形成等生态过程中的作用的研究动态和进展等进行了总结.根据已有研究,红树林区浮游植物和底栖硅藻的种类数一般为几十到上百种,其中硅藻在种类和数量上都占绝对优势,它们是重要的初级生产者、饵料生物和水质污染指示生物;红树林区底栖大型藻类主要由红藻、绿藻、褐藻、蓝藻组成,绿藻的种类较多,红藻在数量上占优势;藻类是红树林湿地碳库的重要贡献者,在红树林湿地生态系统碳汇和碳循环中起重要作用.红树林生态系统是个高度动态和异质的系统,今后应加强红树林藻类多样性的长周期、大尺度变化及不同生境藻类的综合研究,关注大陆径流和潮汐对藻类多样性和蓝碳的影响,借助沉积物藻类记录,探明红树林区藻类的长周期变化,反演气候变化和人类活动对红树林生态系统的影响过程和机制.

在生态系统中特定的环境变量组合对应着特定的物种群落结构.栖息地环境的不同,大型底栖动物的分布和所表现出的生物学特征也存在差异.在浑河流域选取22个点位进行调查研究,通过对大型底栖动物进行功能群分类并结合生物性状分析(BTA,Biological Traits Analysis)对浑河流域不同大型底栖动物摄食功能群对栖息地生境的选择适应性进行研究.研究结果表明:捕食者功能群主要以毛翅目为主;直接收集者功能群主要以双翅目为主;刮食者功能群主要以基眼目为主;过滤收集者多为颤蚓目.浑河流域不同大型底栖动物摄食功能群存在明显的空间差异,典范对应分析结果显示:影响捕食者功能群的驱动因子是流速,直接收集者功能群的驱动因子是IOS指数,刮者功能群的驱动因子是溶解氧;过滤收集者功能群的驱动因子是溶解氧和电导率.生物性状分析结果显示:捕食者功能群身体上附有一层硬壳保护,可在水体中自由活动,多分布流速较快,底质复杂的小鹅卵石、圆石的底质中;直接收集者只有头壳具有较厚的甲壳质壁,头部口器不能直接摄食,所以多以微粒有机颗粒为主,分布在石块、部分圆石以及部分粗砂中;刮食者多以藻类、菌类等为食,足腺多分泌粘液,多粘附在较深流速缓慢,底质多为细沙粗粒,食物来源充足的水体;过滤收集者喜栖于淤泥底质中,吸食淤泥或过滤有机碎屑,故多分布于淤泥与细沙底质中.