《中国海洋大学》PPT课件

缘管浒苔、小珊瑚藻和鼠尾藻对东海原甲藻克生效应的实验研究Effects of three macroalgae Ulva linza, Corallina pilulifera and Sargassum thunbergii on the growth of the red tide microalgae Prorocentrum donghaiense under laboratory conditions 学 校 中 国 海 洋 大 学学 生 王 仁 君 专 业 生 态 学 2007年 4月 24日 ContentsIntroductionMaterials and methods ResultsDiscussion and conclusion 98California Noctiluca Bloom Florida Red Tide Bloom of Karenia brevisTexas Brown Tide Bloom of Aureoumbra 1999 Prorocentrum micans bloom, Maine 选 题 的 背 景 赤 潮 爆 发 有 害 赤 潮 的 生 物 种 类 There are more than 4000 species of phytoplanktons in marine ecosystem 300 species are known to be, or suspected to be, or have the potential to be harmful algal species. About 80 toxic species and about 200 noxious species This list has increased remarkably in recent years. 0 20 40 60 80 100 120 Bohai Yellow sea East China sea South China sea Ef fic ien cy 50s 60s 70s 80s 90s 50 90年 代 中 国 不 同 海 区 赤 潮 发 现 次 数 统 计 甲 藻 类 硅 藻 类 针 胞 藻 类 蓝 藻 类 定 鞭 藻 类 赤 潮 的 危 害对人类健康的影响 毒 素 中 国 沿 海 地 区 因 食 用 贝 类 引 起 的 一 些 中 毒 事 件 时 间 地 点 毒 素 中 毒 人 数 死 亡 人 数 食 用 贝 类 名 称 藻 种 1967-79 浙 江 PSP 423 23 Nassarius succinstus ND 1986.1 台 湾 PSP 30 2 Soletellina diphos Protogonyaulax tamarenses 1986.11 福 建 (PSP ?) 136 1 Ruditapes phillipenensis Gymnodinium sp (?) 1989.2 广 东 PSP 5 - Pinna pectinata ND 1989.11 福 建 (PSP ?) 4 1 N. succinstus ND 1991.2 台 湾 PSP 8 - S.diphos Alexandrium tamarenses 1991.3 广 东 (PSP ?) 4 2 Perna viridis ND 1994.6 浙 江 (PSP ?) 5 1 N. succinstus ND 对 水 产 养 殖 业 、 旅 游 ： 可 持 续 发 展 被 赤 潮 逼 死 的龙 虾 国 内 外 有 害 赤 潮 防 治 的 现 状物理方法生物方法化学方法 l 粘 土 法l 超 声 波 法l 过 滤 法l 网 箱 沉 降 法l 气 幕 法 l微 生 物 法l利 用 生 物 间 的 拮 抗 作用 抑 制 赤 潮 生 物 的 生 长l 利 用 海 洋 滤 食 性 动 物去 除 赤 潮 生 物 法l 直 接 灭 杀 法l 凝 聚 剂 沉 淀 法l 天 然 矿 物 絮 凝 法 竞 争 有 限 的 营养 盐 或 光 照分 泌 种 间 克 生物 质在 短 期 内 有 效 ， 但 会 对 环 境 造成 不 同 程 度 的 破 坏 (Jeong,2000) 对 环 境 无二 次 污 染种 间 拮 抗效 应 asler (1949） 首 次 发 现 了 高 等 水 生 植 物 对 微 藻具 有 克 生 效 应Kogan (1989),孙 文 浩 等 (1989),Van Aller(1985) 证 明 了 淡 水 生 态 系 统 中 大 型 水 生植 物 对 微 藻 克 生 效 应 的 普 遍 性 ，以 及 克 生 效 应 具 有 专 一 性 的 特 点Arther(1949),Marshall (1948),Fong (1986) 大 型 海 藻 与 海 洋 微 藻 的 丰 度 随 时间 和 季 节 而 变 化 ， 但 是 两 者 生 物量 总 是 呈 负 相 关水 生 生 物 间 克 生 效 应 的 研 究 现 状 Jin and Dong (2003)的 研 究 发 现 大 型 海 藻孔 石 莼 的 新 鲜 组 织 和 干 粉 末 对 赤 潮 异 弯藻 和 塔 玛 亚 历 山 大 藻 具 有 克 生 效 应 ， 赤潮 异 弯 藻 与 孔 石 莼 新 鲜 组 织 和 干 粉 末 共存 时 ， 正 常 的 赤 潮 异 弯 藻 细 胞 逐 渐 失 去活 动 力 ， 变 得 圆 和 膨 胀 ， 最 后 破 裂 大 藻 与 微 藻 间 克 生 效 应 的 研 究 现 状 Algicidal acitivity of the fresh tissue and the dry powder of U. pertusa on H . akashiwo(A. original shape cell;B. cells become immobilw, round and swollen;C, cells are ruptured)(Jin,2003) Wang et al(2007)研 究 了 共 培 养 体 系 中大 型 海 藻 孔 石 莼 的 新 鲜 组 织 对 四 种赤 潮 微 藻 生 长 的 影 响 ， 证 明 大 型 海藻 均 能 明 显 抑 制 微 藻 的 生 长 ， 并 且能 够 分 泌 某 种 相 生 相 克 类 化 合 物 抑制 共 培 养 体 系 中 微 藻 的 生 长 。 Effects of fresh macroalgal thalii on growth of dinoflagellase in co-culture.(Wang et al.,2007) 大 藻 与 微 藻 间 克 生 效 应 的 研 究 现 状 1迄 今 为 止 ， 对 大型 海 藻 与 海 洋 微藻 间 非 营 养 性 的相 互 作 用 了 解 的还 非 常 少 2针 对 大 型 海 藻 与有 害 赤 潮 微 藻 间克 生 效 应 的 研 究还 处 于 其 发 展 的初 级 阶 段 。 3对 大 型 海 藻 的 研究 主 要 集 中 在 绿藻 ， 其 余 藻 类 涉及 的 较 少 因此，我们有必要对大型海藻与赤潮微藻间的克生效应进行全面系统的研究。大 型 海 藻 与 微 藻 间 克 生 效 应 的 研 究 的 不 足 大 型 海 藻 缘 管 浒 苔 Ulva linza （ 绿 藻 ） 、 小 珊 瑚 藻 Corallina pilulifera(红藻 )、 鼠 尾 藻 Sargassum thunbergii (褐 藻 )等 是 海 洋 环 境 的 内 生 种 ， 并 广 泛分 布 于 我 国 沿 海 水 域 Corallina piluliferaPostl et RuprlSargassum thunbergii Mertl.O.Kuntze Ulva linza Linnaeus大 型 海 藻 Materials 甲 藻 类 东 海 原 甲 藻 Prorocentrum donghaiense Lu, 2001世 界 性 种 ， 广 泛 分 布 于 沿 海 、 河口 和 大 洋 海 域 。 中 国 的 渤 海 、 东海 、 香 港 和 南 沙 群 岛 等 水 域 也 有分 布 ， 是 形 成 赤 潮 的 主 要 种 类 之一 。图 A： 壳 面 观 （ 示 意 图 ） ； 图 B-C： 壳 面 观 （ LM， 示 细 胞 壳板 和 顶 刺 大 型 海 藻新 鲜 组 织 培 养 水 过 滤 液干 粉 末 组 织 抽 提 物赤 潮 微 藻控 制 赤 潮 排 除 了 营 养 盐 、 光 照和 pH等 因 素 的 影 响 大 藻 干 粉 末 20g 加 入 1000ml蒸 馏 水 (或 甲 醇 、 乙 醚 、 丙酮 和 氯 仿 )20 C黑 暗 环 境 晃 动 抽 提10000g高 速 离 心上 清 液 沉 淀 部 分 加 蒸 馏 水 (或 甲 醇 、 乙 醚 、 丙 酮 和 氯 仿 )连 续 抽 提 次 合 并40 C减 压 旋 转 蒸 发 黑 色 抽 提 物 加 入 100ml蒸 馏 水 (或 甲 醇 、 乙 醚 、 丙酮 和 氯 仿 )重 新 溶 解蒸 馏 水 (或 甲 醇 、 乙 醚 、 丙 酮和 氯 仿 )母 液 Results: 三 种 大 藻 新 鲜 组 织 对 东 海 原 甲 藻 生 长 作 用添 加 不 同 剂 量 的 缘 管 浒 苔 (a)、 小珊 瑚 藻 (b) 和 鼠 尾 藻 (c) 的 新 鲜 组织 对 东 海 原 甲 藻 生 长 的 作 用 。 在各 个 添 加 剂 量 下 三 种 大 型 海 藻 对东 海 原 甲 藻 的 生 长 具 有 具 有 抑 制 作 用 ， 并 且 缘 管 浒 苔 和 小 珊 瑚 藻在 高 剂 量 的 情 况 下 能 使 其 完 全 致死 。 0; 0.625; 1.25; 2.5; 5; 10; 15 g-wetl-1 三 种 大 藻 干 粉 末 对 东 海 原 甲 藻 生 长 作 用 0; 0.3; 0.6; 1.2; 2.4g-dry l-1 添 加 不 同 剂 量 的 缘 管 浒 苔 (a)、 小珊 瑚 藻 (b) 和 鼠 尾 藻 (c) 的 干 粉 末对 东 海 原 甲 藻 生 长 的 作 用 。 在 各个 添 加 剂 量 下 三 种 大 型 海 藻 对 东海 原 甲 藻 的 生 长 具 有 对 东 海 原 甲藻 具 有 强 烈 的 抑 制 作 用 ， 并 在 高剂 量 的 情 况 下 能 使 其 完 全 致 死 。 从 EC50可 以 看 出 ， 三种 大 型 海 藻 新 鲜 组织 对 东 海 原 甲 藻 的抑 制 作 用 由 强 到 弱依 次 为 小 珊 瑚 藻 缘管 浒 苔 鼠 尾 藻从 EC50可 以 看 出 ， 三 种大 型 海 藻 干 粉 末 对 东 海原 甲 藻 的 抑 制 作 用 由 强到 弱 依 次 为小 珊 瑚 藻 鼠 尾 藻缘 管 浒 苔三 种 大 藻 新 鲜 组 织 和 干 粉 末 对 东 海 原 甲 藻 生 长 的 EC50 三 种 大 藻 组 织 蒸 馏 水 和 有 机 溶 剂 提 取 物 对 东 海 原 甲 藻 生 长 的 EC50三 种 大 型 海 藻 的 组 织 蒸 馏 水 提 取物 对 东 海 原 甲 藻 具 有 抑 制 效 应 ，但 无 致 死 效 应 较 高 浓 度 的 甲 醇提 取 物 对 东 海 原 甲 藻 具 有 致 死 效应 ， 但 是 乙 醚 、 丙 酮 和 氯 仿 提 取物 对 东 海 原 甲 藻 无 抑 制 效 应 。 control ： initial addition ( ) semi-continuous addition ( ) Treatment ： initial addition( ) semi-continuous addition( ) 无 论 在 一 次 性 添 加 方 式 还 是 半 连 续 添 加 方 式 下 ， 缘 管 浒 苔(a)、 小 珊 瑚 藻 (b)和 鼠 尾 藻 (c)的 培 养 水 过 滤 液 对 东 海 原 甲 藻均 有 显 著 的 影 响 三 种 大 藻 培 养 水 过 滤 液 对 东 海 原 甲 藻 生 长 作 用 三 种 大 型 海 藻 的 新 鲜 组 织 和 干 粉 末 对 东 海 原 甲 藻 的 生 长 均 有 强 烈的 抑 制 作 用 ， 在 较 高 的 浓 度 下 还 能 完 全 使 其 致 死 ， 证 明 了 三 种 大型 海 藻 对 东 海 原 甲 藻 具 有 克 生 效 应 ， 并 且 三 种 大 型 海 藻 对 东 海 原甲 藻 的 克 生 效 应 具 有 普 遍 性 。 三 种 大 型 海 藻 的 组 织 蒸 馏 水 和 甲 醇 提 取 物 对 东 海 原 甲 藻 的 生 长皆 有 抑 制 作 用 ， 这 表 明 三 种 大 型 海 藻 组 织 中 具 有 抑 制 东 海 原 甲 藻生 长 的 克 生 物 质 ， 并 且 其 克 生 物 质 是 有 极 性 的 。 这 进 一 步 证 明 克生 物 质 的 存 在 是 三 种 大 型 海 藻 对 东 海 原 甲 藻 产 生 克 生 效 应 的 主 要方 式 之 一 。 通 过 大 型 培 养 水 过 滤 液 对 东 海 原 甲 藻 的 抑 制 作 用 ， 说 明 这 三 种 大 型 海 藻 新 鲜 组 织 能 够 向 环 境 中 释 放 克 生 物 质 来 抑 制 东 海 原 甲 藻 的 生 长 。 讨 论 和 结 论 克 生 物 质 的提 取 、 分 离和 鉴 定克 生 效 应的 存 在 继 续 研 究 的 问 题有 效 预 防 和 控 制赤 潮 在 读 期 间 学 习 成 果1. Wang RJ, Xiao H, Zhang PY, Qu L, Cai HJ, Tang XX. Journal of Integrative Plant Biology 2006, (48)12: 1415-1423.(SCI)2. Wang RJ, Xiao H, Zhang PY, Qu L, Cai HJ, Tang XX. Journal of Applied Phycology. 2007(19),4: 109-121.(SCI)3. Wang RJ, Xiao H, Wang Y, Zhou WL, Tang XX. Journal of Sea Research. In press .(SCI)4 Wang RJ, Xiao H, Tang XX. J. Exp.Mar. Biol. Ecol. (needing revision)5. 王 仁 君 ， 唐 学 玺 ， 冯 蕾 ， 肖 慧 ， 曲 良 ， 蔡 恒 江 应 用 生 态 学 报 .2006. 17(12):2421-2425. 6. 冯 蕾 , 唐 学 玺 ， 王 仁 君 , 肖 慧 ， 李 扬 . 中 国 海 洋 大 学 学 报 . 2006， 363(3)： 421-426.7. 冯 蕾 , 肖 慧 ， 王 仁 君 , 唐 学 玺 ， 李 永 祺 . 海 洋 环 境 科 学 . 2006， 35(3):25-28.8. 曲 良 ， 肖 慧 ， 王 仁 君 ， 董 栋 ， 冯 朝 ， 唐 学 玺 . 中 国 海 洋 大 学 学 报 . (出 版 中 )9. Xie ZhH, Xiao H, Cai HJ, Wang RJ, Tang XX. International Review of Hydrobiology. 2006, 91(6). P.555. 10. 周 文 礼 ， 王 悠 ， 肖 慧 ， 王 仁 君 ， 曲 良 ， 唐 学 玺 武 汉 大 学 学 报 (理 学 版 ). (出 版 中 ) (EI 收 录 )11. 冯 蕾 ， 肖 慧 ， 孟 祥 红 ， 唐 学 玺 ， 王 仁 君 .武 汉 大 学 学 报 (理 学 版 ). 2006, 52(2)： 225-229. (EI 收 录 ) SUBMITTED MANUSCRIPTS 1.Wang RJ, Wang Y,Xiao H, Tang XX. Allelopathic inhibition to three red tide microalgae Heterosigma akashiwo, Alexandrium tamarense and Prorocentrum donghaiense by etracts of macroalgae Sargassum thunbergii. Journal of marine system. (SCI) 2.Wang RJ, Wang Y,Xiao H, Tang XX. Allelopathic Effects of Unsaturated Fatty Acids, Isolated from the macroalga Sargassum thunbergii, against red tide microalgae. Journal of Sea Research.(SCI) 致 谢 感 谢 所 有 授 我 以 业 的 老 师 。 感 谢 美 国 西 雅 图 太 平 洋 大 学 的 Prof. Timonthy.Nelson. 感 谢 所 有 与 我 同 舟 共 济 的 同 学 。 感 谢 给 予 我 平 静 与 温 暖 的 家 人 和 爱 人 。 谨 以 此 致 谢 ， 路 还 长 ， 唯 勤 勉 前 行 。 国 家 自 然 科 学 基 金 （ 30270258和 40506028）山 东 省 优 秀 中 青 年 科 学 家 科 研 奖 励 基 金 （ 03BS120）