中国海洋大学课件.ppt

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日中国海洋大学ContentsIntroductionMaterials and methods ResultsDiscussion and conclusion中国海洋大学98California Noctiluca BloomFlorida Red Tide Bloom of Karenia brevisTexas Brown Tide Bloom of Aureoumbra1999 Prorocentrum micans bloom, Maine 选题的背景——赤潮爆发中国海洋大学有害赤潮的生物种类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.中国海洋大学 5050－－9090年代中国不同海区赤潮发现次数统计年代中国不同海区赤潮发现次数统计 中国海洋大学形成有害赤潮的原因种形成有害赤潮的原因种•　甲藻类　甲藻类•　硅藻类　硅藻类•　针胞藻类　针胞藻类•　蓝藻类　蓝藻类•　定鞭藻类　定鞭藻类中国海洋大学赤潮的危害对人类健康的影响毒素毒素中国海洋大学 中国沿海地区因食用贝类 引起的一些中毒事件中国海洋大学对水产养殖业、旅游：可持续发展中国海洋大学被赤潮逼死的被赤潮逼死的龙虾龙虾中国海洋大学国内外有害赤潮防治的现状国内外有害赤潮防治的现状有有害害赤赤潮潮的的治治理理方方法法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中国海洋大学ＨＨasler (1949asler (1949））首次发现了高等水生植物对微藻首次发现了高等水生植物对微藻具有克生效应具有克生效应Kogan (1989),Kogan (1989),孙文浩等孙文浩等(1989),(1989),Van Aller(1985)Van Aller(1985)证明了淡水生态系统中大型水生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，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以及克生效应具有专一性的特点Arther(1949),Arther(1949),Marshall (1948),Marshall (1948),Fong (1986)Fong (1986)大型海藻与海洋微藻的丰度随时大型海藻与海洋微藻的丰度随时间和季节而变化，但是两者生物间和季节而变化，但是两者生物量总是呈负相关量总是呈负相关水生生物间克生效应的研究现状中国海洋大学Jin and Dong (2003)的研究发现大型海藻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．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)中国海洋大学Wang et al(2007)研究了共培养体系中研究了共培养体系中大型海藻孔石莼的新鲜组织对四种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。

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中国海洋大学1迄今为止，对大迄今为止，对大型海藻与海洋微型海藻与海洋微藻间非营养性的藻间非营养性的相互作用了解的相互作用了解的还非常少．还非常少．2针对大型海藻与针对大型海藻与有害赤潮微藻间有害赤潮微藻间克生效应的研究克生效应的研究还处于其发展的还处于其发展的初级阶段初级阶段3对大型海藻的研对大型海藻的研究主要集中在绿究主要集中在绿藻，其余藻类涉藻，其余藻类涉及的较少．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中国海洋大学大大型型海海藻藻缘缘管管浒浒苔苔Ulva linza （（绿绿藻藻））、、小小珊珊瑚瑚藻藻Corallina pilulifera(红红藻藻)、、鼠鼠尾尾藻藻Sargassum thunbergii (褐褐藻藻)等等是是海海洋洋环环境境的的内内生生种种，，并并广广泛泛分布于我国沿海水域．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中国海洋大学甲藻类甲藻类 —东海原甲藻 Prorocentrum donghaiense Lu, 2001世界性种，广泛分布于沿海、河世界性种，广泛分布于沿海、河口和大洋海域。

中国的渤海、东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分布，是形成赤潮的主要种类之一图图A A：壳面观（示意图）；：壳面观（示意图）； 图图B-CB-C：壳面观（：壳面观（LMLM，示细胞壳，示细胞壳板和顶刺板和顶刺中国海洋大学 methods methods大型海藻大型海藻新鲜组织新鲜组织培养水过滤液培养水过滤液干粉末干粉末组织抽提物组织抽提物赤潮微藻赤潮微藻控制赤潮控制赤潮排除了营养盐、光照排除了营养盐、光照和和pHpH等因素的影响等因素的影响中国海洋大学大藻干粉末大藻干粉末20g加加入入1000ml蒸蒸馏馏水水(或或甲甲醇醇、、乙乙醚醚、、丙丙酮和氯仿酮和氯仿)20°C黑暗环境晃动抽提黑暗环境晃动抽提10000g高速离高速离心心上清液上清液沉沉淀淀部部分分加加蒸蒸馏馏水水(或或甲甲醇醇、、乙乙醚醚、、丙丙酮酮和和氯氯仿仿)连续抽提３次合并连续抽提３次合并40°C减压旋转蒸发减压旋转蒸发黑色抽提物黑色抽提物加加入入100ml蒸蒸馏馏水水(或或甲甲醇醇、、乙乙醚醚、、丙丙酮和氯仿酮和氯仿)重新溶解重新溶解蒸馏水蒸馏水 (或甲醇、乙醚、丙酮或甲醇、乙醚、丙酮和氯仿和氯仿)母液母液 组织提取物的制备组织提取物的制备中国海洋大学Results: 三种大藻新鲜组织对东海原甲藻生长作用添添加加不不同同剂剂量量的的缘缘管管浒浒苔苔(a)、、小小珊珊瑚瑚藻藻 (b) 和和鼠鼠尾尾藻藻 (c) 的的新新鲜鲜组组织织对对东东海海原原甲甲藻藻生生长长的的作作用用。

在在各各个个添添加加剂剂量量下下三三种种大大型型海海藻藻对对东东海海原原甲甲藻藻的的生生长长具具有有具具有有抑抑制制作作用用，，并并且且缘缘管管浒浒苔苔和和小小珊珊瑚瑚藻藻在在高高剂剂量量的的情情况况下下能能使使其其完完全全致死◆◆0; ■0.625; ▲1.25; ×2.5; ◇◇5; ●10; △△15 g-wetl-1中国海洋大学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 添添加加不不同同剂剂量量的的缘缘管管浒浒苔苔(a)、、小小珊珊瑚瑚藻藻 (b) 和和鼠鼠尾尾藻藻 (c) 的的干干粉粉末末对对东东海海原原甲甲藻藻生生长长的的作作用用在在各各个个添添加加剂剂量量下下三三种种大大型型海海藻藻对对东东海海原原甲甲藻藻的的生生长长具具有有对对东东海海原原甲甲藻藻具具有有强强烈烈的的抑抑制制作作用用，，并并在在高高剂剂量量的的情情况况下下能能使使其其完完全全致致死中国海洋大学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中国海洋大学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。

中国海洋大学control ： initial addition (□) semi-continuous addition (△) Treatment ：initial addition(■) semi-continuous addition(▲) 无无论论在在一一次次性性添添加加方方式式还还是是半半连连续续添添加加方方式式下下，，缘缘管管浒浒苔苔(a)、、小小珊珊瑚瑚藻藻(b)和和鼠鼠尾尾藻藻(c)的的培培养养水水过过滤滤液液对对东东海海原原甲甲藻均有显著的影响．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中国海洋大学•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方式之一•通过大型培养水过滤液对东海原甲藻的抑制作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　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　中释放克生物质来抑制东海原甲藻的生长 讨论和结论中国海洋大学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有效预防和控制赤潮赤潮中国海洋大学在读期间学习成果在读期间学习成果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) 中国海洋大学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）中国海洋大学。