论文部分内容阅读
有害藻华(harmful algal bloom,HAB)是近海常见的一类海洋生态灾害现象。部分有害藻华原因种能够产生藻毒素,其中,麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish toxins,PST)在全球分布最广、危害也最为严重。甲藻中的有毒亚历山大藻是海洋中麻痹性贝类毒素的重要来源,在亚历山大藻研究中,如何针对有毒藻种开展特异性检测,获取长期、连续的观测资料,对于剖析亚历山大藻藻华成因、防控藻华危害效应至关重要。塔玛亚历山大藻复合种(Alexandrium tamarense species complex)是一类重要的有害藻华原因种,在我国近海多次形成藻华。本研究针对我国近海的有毒塔玛亚历山大藻复合种,首次将针对特定产毒藻种和麻痹性贝类毒素产毒基因qPCR检测方法应用于近海亚历山大藻藻华研究;并在留学基金委支持下,在美国开展了应用Imaging FlowCytobot(IFCB)进行亚历山大藻藻华原位观测的研究,取得了以下认识:(1)针对中国近海塔玛亚历山大藻复合种的两种有毒藻种--A.fundyense(I核糖体型)和A.pacificum(IV核糖体型),分别建立了基于TaqMan探针的qPCR检测方法,并对该方法进行了特异性、灵敏度和准确性验证。将qPCR方法与传统的显微镜检测方法及麻痹性贝类毒素高效液相色谱分析技术相结合,在亚历山大藻藻华多发的长江口邻近海域及黄渤海海域开展了调查和研究。根据2011年春季和2012年春季在长江口邻近海域及黄渤海的调查结果,发现A.pacificum主要分布在长江口邻近海域,是该海域亚历山大藻中的优势藻种和麻痹性贝类毒素的主要来源,另外在渤海秦皇岛附近海域也有少量该藻种存在;而A.fundyense是黄海海域亚历山大藻的优势种,主要分布在34oN以北海域。该研究首次阐明了两种有毒亚历山大藻(A.fundyense和A.pacificum)在我国近海不同的分布特征,也显示了qPCR检测方法良好的特异性、灵敏度及其在亚历山大藻生态学研究中的应用潜力。(2)将一种针对产毒基因sxt A4的qPCR检测方法应用于黄海和长江口邻近海域的麻痹性贝类毒素产毒藻检测,并与该海域有毒藻种检测结果和麻痹性贝类毒素分析结果进行了对比。发现基于sxt A产毒基因的qPCR方法检测结果与有毒塔玛亚历山大藻复合种(A.fundyense和A.pacificum)的丰度显著相关(r2值为0.73,P<0.05),表明有毒塔玛亚历山大藻复合种是调查期间该海域主要的产毒藻种。调查海域麻痹性贝类毒素的分布状况与两种qPCR方法得到的有毒藻分布状况基本一致,但藻毒素水平与有毒藻丰度之间缺乏良好的相关性。该研究首次将基于产毒基因的检测方法应用于我国近海麻痹性贝类毒素有毒藻种检测,结果表明该方法适合于我国近海麻痹性贝类毒素产毒藻的监测,具有良好的应用前景,该方法与毒素化学分析手段相结合,将更有利于对有毒藻种的早期监测和预警。(3)应用IFCB,开展了美国Cape Cod地区Salt Pond中有毒亚历山大藻A.fundyense藻华动态的研究,并对比分析了64子集和80子集分类系统对藻华种类的识别情况。结果发现,64子集分类系统对A.fundyense的自动检测结果好于80子集分类系统,与手动校正结果比较,r2值可达0.958。根据IFCB检测结果,获得了A.fundyense藻华全程观测数据,揭示了藻华末期A.fundyense的有性生殖过程及寄生甲藻对藻华消亡的影响。此外,还发现了由异帽藻(Heterocapsa triquetra)形成的藻华,最高丰度可达107 cells L-1。上述结果表明,IFCB是一种具有良好应用潜力的藻华原位观测技术,其应用有助于认识藻华动态过程、探索藻华生消机制。总之,本研究将针对特定有毒藻种和产毒基因的qPCR方法应用于渤、黄、东海的有毒塔玛亚历山大藻研究,首次阐明了两种麻痹性贝类毒素产毒藻在该海域的分布格局,揭示了该海域麻痹性贝类毒素的主要来源,也证明了分子生物学方法在有害藻华生态学研究中的意义和价值。此外,应用全自动原位观测设备IFCB开展了亚历山大藻藻华动态的探索性研究,揭示了A.fundyense有性生殖过程及寄生甲藻对藻华消亡的影响。研究结果深化了对我国近海有毒亚历山大藻藻华的认识,也为开展亚历山大藻藻华的监测和研究提供了重要的方法学依据。