不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻生長(zhǎng)的影響

沈盎綠，李道季

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部東海與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200090；2.華東師范大學(xué)，河口海岸國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200062）

不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻生長(zhǎng)的影響

沈盎綠1，2，李道季2

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)部東海與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200090；2.華東師范大學(xué)，河口海岸國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200062）

為了闡明營(yíng)養(yǎng)鹽水平下對(duì)東海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和米氏凱倫藻（Karenia mikimotoi）的生長(zhǎng)特性，研究了不同營(yíng)養(yǎng)鹽總體濃度和磷限制對(duì)兩種藻類生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻的生長(zhǎng)影響顯著，培養(yǎng)中期添加營(yíng)養(yǎng)鹽（二次添加）可以顯著提高兩種藻類的細(xì)胞濃度，同步測(cè)定氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽水平發(fā)現(xiàn)，一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽培養(yǎng)時(shí)東海原甲藻對(duì)硝酸鹽和磷酸鹽吸收利用率分別為31.6%和76.9%，米氏凱倫藻對(duì)硝酸鹽和磷酸鹽的吸收利用率分別為92.5%和99.9%，二次添加營(yíng)養(yǎng)鹽培養(yǎng)時(shí)則稍低，同時(shí)兩種藻類在實(shí)驗(yàn)后期較低磷酸鹽水平的情況下仍然能維持較高細(xì)胞濃度，說明藻細(xì)胞內(nèi)存在明顯的營(yíng)養(yǎng)鹽庫。在磷限制情況下，東海原甲藻和米氏凱倫藻的生長(zhǎng)均受到明顯的抑制，東海原甲藻細(xì)胞體積在磷限制培養(yǎng)下變化不大，而且米氏凱倫藻細(xì)胞體積在磷限制培養(yǎng)一段時(shí)間后明顯增大，當(dāng)磷酸鹽恢復(fù)正常水平，細(xì)胞體積又快速恢復(fù)。該結(jié)果對(duì)于闡釋不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平下東海原甲藻和米氏凱倫藻的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制具有一定的啟示作用。

東海原甲藻；米氏凱倫藻；營(yíng)養(yǎng)鹽；生長(zhǎng)

富營(yíng)養(yǎng)化是東海赤潮高發(fā)區(qū)連續(xù)發(fā)生大規(guī)模赤潮的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)赤潮發(fā)生和演替起著關(guān)鍵性的作用，其中氮、磷是海洋浮游植物生長(zhǎng)的限制因子。東海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和米氏凱倫藻（Karenia mikimotoi）是東海赤潮高發(fā)區(qū)甲藻赤潮的主要優(yōu)勢(shì)種，近年來對(duì)有關(guān)營(yíng)養(yǎng)鹽與兩種甲藻生長(zhǎng)、生理生化等方面影響的報(bào)道頗多。之前的研究多集中在東海原甲藻和米氏凱倫藻對(duì)不同氮源或磷源的吸收利用［1－4］，東海原甲藻對(duì)各類無機(jī)氮（NO－3-N、NH＋4-N和NO－2-N）和有機(jī)氮（尿素）均能較好利用，對(duì)甘氨酸和L-丙氨酸利用率不高［4－5］，米氏凱倫藻對(duì)NaNO3和NaNO2的利用效率要高于NH4Cl，以NaNO3和NaNO2為氮源時(shí)該藻生長(zhǎng)情況也較好［3］，而不能利用甘氨酸、蘇氨酸、丙氨酸和1，4-丁二胺鹽酸鹽［6］。東海原甲藻和米氏凱倫藻既可以直接吸收利用無機(jī)磷（NaH2PO4），又可以不同程度地利用有機(jī)磷（三磷酸腺苷二鈉鹽、D-葡萄糖-6-磷酸鈉和甘油磷酸鈉）［1，7－9］。不同氮磷濃度或者氮磷比對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻生長(zhǎng)的影響也非常顯著［10－12］，氮磷比低于或高于Redfield比值（N/P＝16）時(shí)都會(huì)影響到東海原甲藻的生長(zhǎng)速率［13］，而氮磷比80∶1時(shí)米氏凱倫藻生長(zhǎng)速率最大［14］，另外，當(dāng)?shù)床煌瑫r(shí)，東海原甲藻生長(zhǎng)速率達(dá)到最大值時(shí)的氮磷比也各不相同［5］。

在赤潮發(fā)生過程中，由于藻類生長(zhǎng)需要各類營(yíng)養(yǎng)元素，因此海水中各類營(yíng)養(yǎng)鹽濃度隨著赤潮生消的進(jìn)程同步減少，但是當(dāng)赤潮優(yōu)勢(shì)種對(duì)某種營(yíng)養(yǎng)元素需求特別大反而成為限制因素，比如中肋骨條藻（Skeletonema costatum）對(duì)磷的需求比較大，當(dāng)海水中磷處于較低水平時(shí)中肋骨條藻赤潮就開始消亡［15］。因此，非常有必要對(duì)東海赤潮高發(fā)區(qū)常見甲藻赤潮優(yōu)勢(shì)種東海原甲藻和米氏凱倫藻在不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平培養(yǎng)下的生長(zhǎng)特性進(jìn)行系統(tǒng)研究。

1 材料與方法

1.1 藻種來源與培養(yǎng)條件

東海原甲藻由國(guó)家海洋局第二海洋研究所（杭州）陸斗定教授提供，米氏凱倫藻由中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所（上海）提供。藻類培養(yǎng)基采用f/2培養(yǎng)基［19］。培養(yǎng)基所用海水采自浙江省舟山市嵊山島附近（30°45′N，122°50′E），海水pH為8.0，鹽度為28，海水經(jīng)過孔徑為0.45μm濾膜過濾后備用。海水和培養(yǎng)基儲(chǔ)備液通過121℃高壓蒸汽滅菌20 min，在超凈工作臺(tái)配制所需培養(yǎng)基，所有培養(yǎng)基儲(chǔ)備液、藻類培養(yǎng)等所需三角瓶等全部經(jīng)過高壓滅菌后使用。藻類培養(yǎng)溫度為20±1℃，光照強(qiáng)度為65～70 μmol·m－2·s－1，光暗比為12 h∶12 h，所有實(shí)驗(yàn)光照強(qiáng)度和光暗比均為這個(gè)條件。藻類培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)均在多溫度梯度光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行（MTI-201B，Rikakikai，Japan）。所有實(shí)驗(yàn)采用的藻類均為培養(yǎng)至指數(shù)生長(zhǎng)期藻類。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平對(duì)兩種藻類生長(zhǎng)的影響實(shí)驗(yàn)

將處于指數(shù)生長(zhǎng)期的東海原甲藻和米氏凱倫藻用于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，東海原甲藻的起始濃度均為0.65×104cells·mL－1，米氏凱倫藻的起始濃度均為0.25×104cells·mL－1，培養(yǎng)條件與前面一致，不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平設(shè)置為f/2培養(yǎng)基水平一次性添加后培養(yǎng)至實(shí)驗(yàn)結(jié)束（第33天）和在f/2培養(yǎng)基水平上在實(shí)驗(yàn)中期（第12天后）添加一次培養(yǎng)基母液。培養(yǎng)容器為100 mL三角瓶含50 mL藻液，每個(gè)處理重復(fù)3次，每天早晚固定時(shí)間手動(dòng)搖動(dòng)藻液2次，分別在第0、3、6、9、12、15、18、21、24、27、30天和33天取樣0.45 mL藻液加0.05 mL魯戈氏液固定，在光學(xué)顯微鏡（BX43，Olympus， Japan）下采用浮游植物計(jì)數(shù)框計(jì)數(shù)。同時(shí)同步測(cè)定和含量，測(cè)定方法參照海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范［20］。藻類比生長(zhǎng)速率（μ，d－1）計(jì)算按照公式μ＝（lnN2-lnN1）/（t2－t1），其中N1為培養(yǎng)時(shí)間為t1時(shí)藻類細(xì)胞濃度，N2為培養(yǎng)時(shí)間為t2時(shí)藻類細(xì)胞濃度，實(shí)驗(yàn)測(cè)定營(yíng)養(yǎng)鹽添加之前（μ1）即t1與t2分別為第0天與第12天的數(shù)據(jù)和營(yíng)養(yǎng)鹽添加之后（μ2）t1與t2分別為第12天與細(xì)胞濃度最高值的所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，營(yíng)養(yǎng)鹽一次性添加（μ1′和μ2′）的實(shí)驗(yàn)在相同的時(shí)間測(cè)定生長(zhǎng)速率。

1.2.2 磷限制對(duì)兩種藻類生長(zhǎng)的影響實(shí)驗(yàn)

將處于指數(shù)生長(zhǎng)期的東海原甲藻和米氏凱倫藻用于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，東海原甲藻的起始濃度均為0.45×104cells·mL－1，米氏凱倫藻的起始濃度均為0.25×104cells·mL－1，培養(yǎng)條件與前面一致，對(duì)照組正常營(yíng)養(yǎng)鹽水平設(shè)置為f/2培養(yǎng)基水平一次性添加后培養(yǎng)至實(shí)驗(yàn)結(jié)束（第18天），磷限制實(shí)驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)鹽水平設(shè)置培養(yǎng)基為f/2（NaH2PO4·H2O除外）一次性添加后培養(yǎng)至實(shí)驗(yàn)結(jié)束（第18天），培養(yǎng)液中的磷酸鹽僅為本底海水濃度，其中PO3－4濃度為0.032mg·L－1。培養(yǎng)容器為100 mL三角瓶含50 mL藻液，每個(gè)處理重復(fù)3次，每天早晚固定時(shí)間手動(dòng)搖動(dòng)藻液2次，分別在第0、3、6、9、12、15、18和24天取樣0.45 mL藻液加0.05 mL魯戈氏液固定，在光學(xué)顯微鏡（BX43，Olympus，Japan）下采用浮游植物計(jì)數(shù)框計(jì)數(shù)。并在第0、9、18和24天取樣進(jìn)行在顯微鏡下測(cè)量東海原甲藻和米氏凱倫藻體長(zhǎng)和體寬，其中第24天取樣后剩余藻類培養(yǎng)中添加f/2培養(yǎng)基配方中的NaH2PO4·H2O用于藻類恢復(fù)實(shí)驗(yàn)，共計(jì)6天，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)量藻類體長(zhǎng)和體寬。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有測(cè)定數(shù)據(jù)均為三個(gè)重復(fù)的平均值（mean）±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）。不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平之間的生長(zhǎng)差異采用Student’st-test檢驗(yàn)，其中P＜0.05：表示差異顯著。磷限制對(duì)米氏凱倫藻細(xì)胞體積的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果在單因素方差分析（one-way ANOVA）的基礎(chǔ)上，采用Duncan多重比較法檢驗(yàn)不同溫度處理間差異（P＜0.05）。所有數(shù)據(jù)處理利用PASW Statistics 18.0和Excel 2010軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平對(duì)兩種藻類生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，東海原甲藻一開始就進(jìn)入指數(shù)生長(zhǎng)期，從第6天開始就進(jìn)入生長(zhǎng)穩(wěn)定期并一直維持到第15天，而后開始東海原甲藻生長(zhǎng)又進(jìn)入一個(gè)上升期在第21天細(xì)胞濃度達(dá)到峰值，之后進(jìn)入衰老期。從第18天到27天期間，第12天后添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組中的東海原甲藻細(xì)胞濃度顯著高于一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組（P＜0.05），在實(shí)驗(yàn)后期第30和33天期間不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平培養(yǎng)組中東海原甲藻的生長(zhǎng)又趨于一致。二次添加營(yíng)養(yǎng)鹽組在營(yíng)養(yǎng)鹽添加前后東海原甲藻的最大比生長(zhǎng)速率分別為0.148 d－1和0.068 d－1，而一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽組在相同時(shí)間段東海原甲藻的最大比生長(zhǎng)速率分別為0.148 d－1和0.034 d－1，其中添加營(yíng)養(yǎng)鹽后最大比生長(zhǎng)速率顯著高于一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽組（表1，P＜0.05）。米氏凱倫藻的生長(zhǎng)趨勢(shì)跟東海原甲類似，前15 d處于指數(shù)生長(zhǎng)期，而穩(wěn)定期較短（只有3～6 d左右），之后生長(zhǎng)也進(jìn)入一個(gè)上升期，在第24天細(xì)胞濃度達(dá)到峰值，之后進(jìn)入衰老期。在之后的實(shí)驗(yàn)期間（第24天至33天），第12天后添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組中米氏凱倫藻細(xì)胞濃度顯著高于一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組（P＜0.05）。二次添加營(yíng)養(yǎng)鹽組在營(yíng)養(yǎng)鹽添加前后東海原甲藻的最大比生長(zhǎng)速率分別為0.332 d－1和0.108 d－1，而一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽組在相同時(shí)間段東海原甲藻的最大比生長(zhǎng)速率分別為0.343 d－1和0.069 d－1，其中添加營(yíng)養(yǎng)鹽后最大比生長(zhǎng)速率顯著高于一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽組（表1，P＜0.05）。

同步分析水體中硝酸鹽和磷酸鹽的含量可以看出（圖2－3），兩種藻類的生長(zhǎng)情況跟水體營(yíng)養(yǎng)鹽水平非常相關(guān)，一開始無論是硝酸鹽還是磷酸鹽都有一個(gè)下降過程，主要是藻類生長(zhǎng)處于指數(shù)期需要大量營(yíng)養(yǎng)鹽支撐，之后營(yíng)養(yǎng)鹽水平略有波動(dòng)，藻類生長(zhǎng)處于穩(wěn)定期，第12天后再次添加營(yíng)養(yǎng)鹽后，硝酸鹽和磷酸鹽濃度快速上升，之后隨著藻類的再次快速生長(zhǎng)又被消耗。但是兩種藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收利用情況有所不同，東海原甲藻對(duì)硝酸鹽的吸收利用不高，一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組中東海原甲藻對(duì)硝酸鹽的吸收利用率為31.6%，第12天添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組東海原甲藻對(duì)硝酸鹽的吸收利用率為12.9%（第12天添加營(yíng)養(yǎng)鹽后計(jì)算）。而對(duì)磷酸鹽的吸收利用則較高，一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組中東海原甲藻對(duì)磷酸鹽的吸收利用率為76.9%，第12天添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組中東海原甲藻對(duì)磷酸鹽的吸收利用率為57.3%（第12天添加營(yíng)養(yǎng)鹽后計(jì)算）。米氏凱倫藻則對(duì)硝酸鹽和磷酸鹽的吸收利用都非常高，一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組中米氏凱倫藻對(duì)硝酸鹽和磷酸鹽的吸收利用率分別為92.5%和99.9%，第12天添加營(yíng)養(yǎng)鹽的培養(yǎng)組中米氏凱倫藻對(duì)硝酸鹽和磷酸鹽的吸收利用率為93.6%和99.6%（第12天添加營(yíng)養(yǎng)鹽后計(jì)算）。另外，米氏凱倫藻的生長(zhǎng)速率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于東海原甲藻，兩者的細(xì)胞濃度基本上相差一個(gè)數(shù)量級(jí)（圖1），所以米氏凱倫藻對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的需求高于東海原甲藻。

2.2 磷限制對(duì)兩種藻類生長(zhǎng)的影響

由圖4可知，磷限制對(duì)東海原甲藻生長(zhǎng)的影響顯著，正常營(yíng)養(yǎng)鹽水平培養(yǎng)組中東海原甲藻從第6天開始到實(shí)驗(yàn)結(jié)束細(xì)胞濃度均顯著高于磷限制組（P＜0.05），在實(shí)驗(yàn)后期磷限制組中的東海原甲藻細(xì)胞濃度始終處于一個(gè)很低的水平（＜10 000 cell·mL－1）。米氏凱倫藻的情況與東海原甲藻類似，正常營(yíng)養(yǎng)鹽水平培養(yǎng)組中米氏凱倫藻從第9開始到實(shí)驗(yàn)結(jié)束細(xì)胞濃度均顯著高于磷限制組（P＜0.05），但是米氏凱倫藻在磷限制情況下細(xì)胞濃度一直比較穩(wěn)定在20 000 cell· mL－1這個(gè)級(jí)別上，到實(shí)驗(yàn)結(jié)束（第24天）才降至10 000 cell·mL－1以下。因此，米氏凱倫藻相比東海原甲藻更耐低磷。

表1 不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻生長(zhǎng)速率的影響（d－1）Tab.1 Effect of different nutrients levels on the specific grow th rate of P.donghaiense and K.m ikimotoi（d－1）

圖1 不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effects of different nutrients levels on the grow th of P.donghaiense and K.m ikimotoi

圖2 東海原甲藻生長(zhǎng)過程中水體硝酸鹽和磷酸鹽的變化Fig.2 Changes of-N and-P in P.donghaiense group

圖3 米氏凱倫藻生長(zhǎng)過程中水體硝酸鹽和磷酸鹽的變化Fig.3 Changes of-N and-P in K.mikimotoi group

2.3 磷限制對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻細(xì)胞體積的影響

磷限制組中東海原甲藻細(xì)胞體積在不同培養(yǎng)時(shí)間以及最后的磷酸鹽恢復(fù)培養(yǎng)中變化相差不大（P＞0.05）。東海原甲藻細(xì)胞長(zhǎng)度和寬度分別約為20μm和10μm左右（表2）。而磷限制組中米氏凱倫藻細(xì)胞體積會(huì)隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而增大。從表3可知，低磷培養(yǎng)第9天后就發(fā)現(xiàn)有不少細(xì)胞體積增大的個(gè)體，通過顯微測(cè)量40個(gè)細(xì)胞發(fā)現(xiàn)平均體長(zhǎng)為14.56μm，體寬為12.09μm明顯大于對(duì)照組中米氏凱倫藻的平均體長(zhǎng)和體寬（11.27μm和9.01μm），低磷培養(yǎng)18 d后這種趨勢(shì)更加明顯，細(xì)胞體積大于對(duì)照組和低磷培養(yǎng)9 d中的米氏凱倫藻，低磷培養(yǎng)24 d后米氏凱倫藻體積有所縮小但仍然大于對(duì)照組（P＜0.05）。另外，第18天后低磷培養(yǎng)組重新添加磷酸鹽后，恢復(fù)培養(yǎng)6 d后米氏凱倫藻體積又恢復(fù)正常和對(duì)照組沒有明顯差異甚至還略小于對(duì)照組。

表2 磷限制對(duì)東海原甲藻細(xì)胞體積的影響Tab.2 Volum e of P.donghaiense in phosphorus lim iting conditions

表3 磷限制對(duì)米氏凱倫藻細(xì)胞體積的影響Tab.3 Volume of K.m ikimotoi in phosphorus lim iting conditions

圖4 不同磷酸鹽水平對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻生長(zhǎng)的影響Fig.4 Effects of different-P levels on the grow th of P.donghaiense and K.mikimotoi

3 討論

氮和磷是浮游植物生長(zhǎng)所必需的主要元素，氮在細(xì)胞代謝中是形成氨基酸、嘌呤、氨基糖和胺類化合物的基本元素，磷則直接參與光合作用的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括光能吸收電子傳遞、卡爾文循環(huán)以及對(duì)一些酶的活性起調(diào)節(jié)作用等［21］。本實(shí)驗(yàn)研究了不同營(yíng)養(yǎng)鹽水平以及磷限制的情況下東海原甲藻和米氏凱倫藻生長(zhǎng)以及細(xì)胞體積的變化。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)中期（第12天）再次補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)鹽后兩種甲藻的生長(zhǎng)均顯著優(yōu)于一次性添加營(yíng)養(yǎng)鹽的組別（P＜0.05，圖1），在磷限制下兩種甲藻生長(zhǎng)受到抑制的情況更加明顯（P＜0.05，圖4）。王正方等［22］的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明硝酸鹽濃度在0.04～0.30 mol·L－1時(shí)能較好地維持海洋原甲藻（P.micans）的增殖，而磷比氮更能限制海洋原甲藻的增殖。東海原甲藻對(duì)氮的吸收利用率不高，而且主要集中在培養(yǎng)前期（細(xì)胞處于指數(shù)生長(zhǎng)期），而米氏凱倫藻對(duì)氮的吸收利用率則較高，在培養(yǎng)后期也持續(xù)利用（圖2－3），也就是說米氏凱倫藻的生長(zhǎng)對(duì)氮需求更高。歐美姍［23］也報(bào)道東海原甲藻對(duì)無機(jī)氮的吸收主要集中在指數(shù)生長(zhǎng)期，用于藻細(xì)胞的生長(zhǎng)需要，而在穩(wěn)定期吸收則不多。黃凱旋［6］研究指出當(dāng)磷酸鹽濃度為0.65μmol·L－1時(shí)，米氏凱倫藻細(xì)胞對(duì)四種氮源（氯化銨、硝酸鈉、亞硝酸鈉和尿素）的吸收范圍為0.04～0.05mol·L－1。如果海區(qū)營(yíng)養(yǎng)鹽豐富，米氏凱倫藻爆發(fā)赤潮的幾率就大大增加，龍華等［24］通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查也指出米氏凱倫藻的細(xì)胞密度與營(yíng)養(yǎng)指數(shù)和磷酸鹽濃度呈正相關(guān)性，高營(yíng)養(yǎng)指數(shù)、豐富的磷酸鹽含量和低氮磷比是米氏凱倫藻赤潮形成的重要條件。另外，米氏凱倫藻生理適宜的氮磷比范圍較大，有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，由于環(huán)境會(huì)優(yōu)先選擇與之相適應(yīng)的特征種，形成適者生存的群落，因此這也是米氏凱倫藻能夠在適宜的環(huán)境條件下，從浮游植物種類之間的競(jìng)爭(zhēng)中獲勝，成為優(yōu)勢(shì)種并快速增殖，最后爆發(fā)大規(guī)模赤潮的原因之一［11］。

奢侈系數(shù)R［25］和生長(zhǎng)潛力T［26］，都可以用來評(píng)價(jià)藻細(xì)胞內(nèi)所儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖的效用價(jià)值。其中，甲藻與硅藻相比具有較高的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存能力，東海原甲藻細(xì)胞對(duì)氮的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存能力RN值（41.5）和對(duì)磷的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存能力RP值（4.3），明顯高于硅藻代表鐘中肋骨條藻與的RN（2.6）和RP（2.5）。東海原甲藻利用胞內(nèi)氮的細(xì)胞生長(zhǎng)潛力TN值（5.32 d）和利用胞內(nèi)磷的細(xì)胞生長(zhǎng)潛力TP值（2.08 d），也明顯高于中肋骨條藻的TN（0.56 d）和TP（0.53 d）［27］。在本實(shí)驗(yàn)中，東海原甲藻在低磷水平下（＜0.5 mg·L－1）細(xì)胞濃度還保持較高水平（＞4.0×104cells· mL－1）維持近半個(gè)月（圖1－2），而米氏凱倫藻更是在相當(dāng)?shù)偷牡ǎ?.0 mg·L－1）和磷（＜0.05 mg·L－1）濃度下細(xì)胞數(shù)量保持高濃度（＞3.0× 105cells·mL－1）維持超過半個(gè)月（圖1、3）。這充分說明這兩種甲藻細(xì)胞內(nèi)可以儲(chǔ)存的很多氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素，米氏凱倫藻尤其多。

另外，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)米氏凱倫藻細(xì)胞體積也隨著低磷培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而持續(xù)保持明顯大于對(duì)照組的體積，磷得到補(bǔ)充后細(xì)胞體積迅速恢復(fù)正常大?。ū?）。類似的現(xiàn)象出現(xiàn)在另外一種甲藻（Gymnodinium catenatum）上，在缺少磷酸鹽的情況下培養(yǎng)6 d后發(fā)現(xiàn)藻細(xì)胞體積變大2倍［16］。這可能是藻類遇到不良環(huán)境時(shí)的一種應(yīng)激反應(yīng)，在某些情況下是可逆的，比如環(huán)境中磷的減少或缺乏，某些藻類可以利用細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽庫的調(diào)節(jié)來緩解，只要藻類細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)庫沒有耗盡，當(dāng)環(huán)境恢復(fù)到原先狀態(tài)時(shí)藻類體積也恢復(fù)正常。另外一種情形是某些藻類受到其它藻類化感物質(zhì)的影響時(shí)，藻細(xì)胞很快就受到影響，并且這種變化往往是不可逆的，比如Rhodomonassp.在P.parvum過濾液的培養(yǎng)下就會(huì)發(fā)生細(xì)胞水腫變大最后分解的現(xiàn)象［17］，赤潮異灣藻（Heterosigmaakashiw）在中肋骨條藻過濾藻液的培養(yǎng)下也出現(xiàn)相似的結(jié)果［18］。

東海近海海域富營(yíng)養(yǎng)化面積已居中國(guó)四大海區(qū)之首，并成為我國(guó)比較典型的赤潮高發(fā)區(qū)，東海原甲藻和米氏凱倫藻逐漸成為海區(qū)甲藻赤潮的優(yōu)勢(shì)種。在海洋復(fù)雜環(huán)境下，研究各種環(huán)境因子以及協(xié)同效應(yīng)對(duì)赤潮藻類生理生化的影響顯得尤為重要，今后可以結(jié)合分子生物學(xué)手段，在磷限制情況下針對(duì)東海原甲藻和米氏凱倫藻生長(zhǎng)特性與細(xì)胞周期關(guān)鍵調(diào)控因子之間的關(guān)系、堿性磷酸酶（在磷吸收代謝過程中扮演重要角色）酶活性以及蛋白基因表達(dá)水平等方面開展深入研究。

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Effects of different nutrients levels on the grow th of Prorocentrum donghaiense and Karenia m ikimotoi

SHEN Ang-lv1，2，LIDao-ji2
（1.Key Laboratory of East China Sea＆Oceanic Fishery Resources Exploitation and Utilization，Ministry of Agriculture，East China Sea Fisheries Research Institute，Shanghai200090，China；2.State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research，East China Normal University，Shanghai200062，China）

Harmful algal blooms（HABs）is an increasingly serious marine environmental problem for aquaculture，fisheries and public health in many coastal areas throughout the world.HABs has become common in the Yangtze Estuary and East China Sea（ECS）since 1980s.Prorocentrum donghaienseandKarenia mikimotoihave been major harmful bloom species in HAB areas of the East China Sea（ECS）in recent years.Nutrients are important environmental factors related to microalgae growth，and can affect the population dynamics of individual species and species succession in the field.To understand the growth characteristics ofP.donghaienseandK.mikimotoi，the effects of different nutrients levels and phosphorus limitation on the growth were examined.In the present study，P.donghaienseandK.mikimotoiwere cultured under two nutrient concentrations（f/2 medium added once and f/2 medium added twice）and two phosphate concentrations（f/2 medium and f/2 medium without NaH2PO4·H2O）.In addition，the length and width ofP.donghaienseandK.mikimotoiweremeasured by themicroscope on 0，9，18 d and 24 d in phosphorus limitation groups，and after recovery culture for 6 d（added NaH2PO4·H2O with f/2 medium level）.In the two nutrient concentrations culture experiment，the results showed that the growth of two species were significantly different by different nutrient levels（P＜0.05），and cell densities in high nutrient level group were higher than that in low nutrient level group，the specific growth（μ）ofP.donghaiensein two nutrient level groups were 0.068 d－1and 0.034 d－1（from 12 d to 33 d），and the specific growth（μ）ofK.mikimotoiwere 0.108 d－1and 0.069 d－1，respectively.In addition，Prorocentrum donghaiensehas high absorption efficiency of phosphate（76.9%）andK.mikimotoihas high absorption efficiency of both phosphate（99.9%）and nitrate（92.5%）when determination of the nutrients is done synchronously.Furthermore，two species could survive with a high cell concentration for a long time in the low phosphorus condition，indicating that there are nutrient database in the two species.In the two phosphate concentrations culture experiments，results showed that the growth ofP.donghaiensewas surpressed remarkably（P＜0.05）in phosphorus limiting conditions on 6 d，and the cell density was always at a very low level（＜10 000 cell·mL－1）in the last 10 d；there was no significant difference in the volume ofP.donghaiensebetween two phosphate concentration cultures.The growth ofK.mikimotoiwas surpressed remarkably（P＜0.05）in phosphorus limiting conditions on 9 d，but the cell density was always at20 000 cell·mL－1from 9 d to 18 d；the cell volume ofK.mikimotoiwas larger than the control from 9 d to 24 d（P＜0.05），and the cell volume restored to the normal level when the phosphorus concentration returned to f/2 medium levels.The results in the present study could be used to understand the growth competition mechanism ofP.donghaienseandK.mikimotoiin different nutrient levels.

Prorocentrum donghaiense；Karenia mikimotoi；nutrient；growth

Q 948.8

A

1004－2490（2016）04－0415－09

2015－10－30

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，2015M06）；科技部項(xiàng)目全球變化重大科學(xué)研究計(jì)劃（2010CB951203）

沈盎綠（1980－），男，浙江象山人，博士，副研究員，主要研究方向?yàn)楹涌诤０秾W(xué)。

E-mail：shenanglv＠163.com