绿潮生物学机制研究

作者：王广策,王辉,高山,郇丽,王旭雷,顾文辉,解修俊,张建恒,孙松,于仁成,何培民,郑阵兵,林阿朋,牛建峰,王立军,张宝玉,沈颂东,卢山

摘要：绿潮发生机制极其复杂,但其核心机理是绿潮暴发时漂浮"藻席"中的浒苔快速形成巨大生物量,涉及浒苔生物学过程对环境的响应及其生理生化基础。为此,本文在已有研究报道的基础上,对浒苔生活史研究进行了充分的理论补遗;分析了漂浮"藻席"中浒苔生长与繁殖过程,认为该过程是绿潮生物量形成的关键;阐述了浒苔孢子囊形成是对富营养化背景下海水溶解无机氮(DIN)中硝态氮高占比的响应,认为一氧化氮分子可促进浒苔营养细胞向孢子囊的转化;解析了浒苔细胞对逆境因子的响应途径与机制。基于已有的研究成果,本文对浒苔引发绿潮的生物学过程进行了理论推定。人为或自然因素使固着浒苔处于漂浮状态,形成小规模"藻席";富营养化背景下海水DIN中硝态氮占比的升高赋予了浒苔巨大的繁殖潜能,漂浮过程溶解无机碳(DIC)"充裕"和"不足"两个阶段的交替以及食藻动物啃食产生的藻片段使孢子囊形成比例大幅提升;孢子原位萌发等使释放的孢子在"藻席"中获得了附着基,个体数目随之指数增长;结合漂浮浒苔的高生长速率,"藻席"规模不断扩大,短时间内形成巨大生物量。同时,本文还对今后的绿潮研究提出一些建议,认为啃食动物在浒苔生物量消长过程中发挥重要作用,在漂浮"藻席"系统中扮演着"生态引擎"的功能,同时系统阐明浒苔孢子的原位萌发等现象的生物学机理应该是未来绿潮的重要研究内容。

发文机构：中国科学院海洋研究所实验海洋生物学重点实验室 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室 中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室 中国科学院海洋大科学研究中心 上海海洋大学海洋生态与环境学院 苏州大学医学部基础医学与生物科学学院 南京大学生命科学学院

关键词：绿潮浒苔漂浮浒苔“藻席”生活史DIN中硝态氮占比环境胁迫green tideUlva proliferafloating algal matlife cycleproportion of nitrate nitrogen in DINenvironmental stresses

分类号： X55[环境科学与工程—环境工程]