三角褐指藻与抑食金球藻的竞争及化感作用研究

张达娟, 张兴华, 唐学玺, 毕相东,4*, 宋伦, 张树林

(1. 天津农学院 水产学院 天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300384；2. 中国海洋大学 海洋生命学院， 山东 青岛 266003；3. 辽宁省海洋水产科学研究院， 辽宁 大连 116023；4. 南开大学 环境科学与工程学院，天津 300071)



三角褐指藻与抑食金球藻的竞争及化感作用研究

张达娟1, 张兴华2, 唐学玺2, 毕相东1,4*, 宋伦3, 张树林1

(1. 天津农学院 水产学院 天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300384；2. 中国海洋大学 海洋生命学院， 山东 青岛 266003；3. 辽宁省海洋水产科学研究院， 辽宁 大连 116023；4. 南开大学 环境科学与工程学院，天津 300071)

为探明三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)对抑食金球藻(Aureococcusanophagefferens)是否具有化感作用，本研究以三角褐指藻和抑食金球藻为实验材料，研究了抑食金球藻在单培养和共培养条件下的生长情况及三角褐指藻培养滤液对其生长和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：三角褐指藻对抑食金球藻有明显的化感抑制作用。在单培养体系中，抑食金球藻的生长曲线可用逻辑斯谛增长模型拟合，随着起始密度的增加，环境容量(K)逐渐减小，而抑食金球藻的种群瞬间增长率(r)、进入拐点时间及稳定期细胞密度均较为接近；当三角褐指藻与抑食金球藻以不同起始密度比共同培养时，抑食金球藻的生长均受到了显著地抑制(P<0.05)，但其抑制作用并未与三角褐指藻的密度呈明显的线性关系；滤液培养实验发现，10 mL和15 mL三角褐指藻培养滤液的加入可对抑食金球藻的生长产生显著影响(P<0.05)，对其叶绿素荧光参数没有影响(P>0.05)，25 mL和35 mL三角褐指藻培养滤液的加入可对抑食金球藻的生长和叶绿素荧光参数均产生显著的抑制作用(P<0.05)，叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、alpha的值降低，Ik的值增加，PSⅡ受到损害。

三角褐指藻；抑食金球藻；褐潮；化感作用

1 引言

抑食金球藻(Aureococcusanophagefferens)隶属于金藻门，是一种直径约2 μm，具有单一叶绿体、线粒体、细胞核和胞外多糖的微微型藻类，其大量增殖可形成褐潮(brown tide)。自1985年在美国东海岸首次暴发以来，逐渐在全球范围内扩散，1997-1999年持续在南非的萨尔达尼亚海湾暴发。我国自2009年开始连续5年在渤海湾秦皇岛附近海域定期(5-8月)发生抑食金球藻褐潮[1]；2011年起，在山东威海海域亦有暴发[2]。目前，我国是继美国和南非之后第三个发生抑食金球藻褐潮的国家。

抑食金球藻褐潮多发生在有机氮浓度较高的近岸河口或浅海海湾，这一海域恰是开展贝类和鱼类养殖的重点区域。褐潮暴发初期，由于抑食金球藻密度显著升高，造成海水透明度急剧下降，海藻大量死亡，破坏贝类的重要栖息环境和产卵地；虽然该藻不分泌毒素，但能产生一种类似多巴胺的生物活性物质[3—4]，抑制贝类侧纤毛的活动，从而对海湾扇贝(Argopectenirradians)[5]、蓝贝(Mytilusgalloprovincialis)、贻贝(Mytilusedulis)[6—7]、文蛤(Meretrixmeretirx)和美洲帘蛤(Mercenariamercenaria)[8—9]等滤食性贝类的摄食、生长产生影响，甚至导致死亡。2010年秦皇岛附近海域褐潮最大暴发面积为3 350 km2，造成直接经济损失2.05亿元[1]。褐潮的危害在我国近岸海域不断的扩大，亟需建立有效的褐藻应急处置技术，以期大幅度降低对近岸贝类养殖的危害。研究人员尝试采用黏土吸附藻细胞等物理方式[10]及H2O2抑杀藻细胞等化学方法进行消除[11]，但终因耗费高、生态安全性低等诸多局限，均未规模化地应用于贝类养殖海域的褐潮应急处置中，因此，寻找一种高效、生态安全性高的新型控藻技术十分必要。

微藻间的竞争机制分为资源利用性竞争、化感作用和接触性竞争，其中化感作用研究一直是微藻研究领域的热点之一。研究表明，一些海洋藻类在生长过程中亦会不断向周围环境中释放生物活性物质，对其他海藻的生长产生影响[12—13]，为通过生物手段控制抑食金球藻大量暴发提供了重要的理论基础。此外，毕相东等[14]研发出一种饵料微藻浓缩液缓释仪，使用筛选出的既能强烈抑制抑食金球藻生长又能为养殖微环境中贝类提供饵料的微藻，并将其浓缩液缓释于贝类养殖的微环境中，该技术将能够有效降低褐潮对贝类养殖的危害，提高养殖经济效益，具有广阔的实用推广前景。

鉴于上述理论基础和技术支撑，本研究将探讨贝类典型饵料微藻——三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)和抑食金球藻之间的相互作用，阐明三角褐指藻是否可以通过化感作用控制抑食金球藻的生长、繁殖，从而筛选可高效控制抑食金球藻的化感饵料生物，为精确控制褐潮暴发提供理论基础和数据支持。

2 材料与方法

2.1 实验藻种

抑食金球藻(CCMP1984)由美国国家海洋浮游植物藻种中心(National Center for Marine Algae and Microbiota, NCMA，原为Provasoli-Guillard National Center for Culture of Marine Phytoplankton, CCMP)提供，编号为1984。三角褐指藻来自中国海洋大学生态学实验室藻种库。

2.2 培养条件

培养用三角瓶经HCl浸泡、反复冲洗后灭菌，备用。培养用海水取自青岛市鲁迅公园，经沉淀、脱脂棉过滤、0.22 μm微孔滤膜抽滤后灭菌，备用。藻类培养在250 mL培养瓶中进行，培养液体积为100 mL，采用f/2培养基进行一次性培养。培养条件如下：温度(20±1)℃，光照60 μmol/(m2·s)，光暗周期12 h∶12 h，每天摇动藻液3～4次，防止藻细胞附壁下沉。

2.3 藻细胞的计数方法

采用血球计数板对三角褐指藻和单培养条件下抑食金球藻的细胞进行计数。

共培养体系中抑食金球藻的计数方法参考毕相东等[15]、宋林生等[16]的方法。培养中，每两天取1 mL藻液，经0.45 μm的纤维素滤膜过滤后，收集膜上的细胞提取DNA，然后将提取的DNA样品进行荧光定量PCR，获得Ct值，将其代入已建立藻细胞对数值与Ct值的标准曲线方程y=-2.671x+42.134，r2=0.952，并换算出藻细胞数量。每个样品设3个平行，换算后计算抑食金球藻细胞的平均数量。

2.4 叶绿素荧光参数的测定

2.5 实验内容

2.5.1 抑食金球藻荧光定量PCR监测技术的建立

(1) 藻细胞的收集及基因组DNA提取方法：待抑食金球藻细胞达到稳定期后进行稀释，使最终细胞密度分别为8，8×101、8×102、8×103、8×104、8×105、8×106cell/mL，收集的藻细胞作为基因组DNA提取介质。藻细胞基因组DNA提取所用的试剂盒为TaKaRa MiniBEST Universal Genomic DNA Extraction Kit Ver.5.0。提取流程按照试剂盒说明进行。

(2) 特异性荧光探针定量PCR反应引物、反应体系和条件参考宋林生等[16]。

(3) 绘制标准曲线：将特异性荧光探针定量PCR反应所得的Ct值与细胞的对数值通过线性回归拟合形成标准曲线，并得到标准曲线方程。

2.5.2 抑食金球藻的单培养实验

接种处于指数增长期的抑食金球藻，使其起始密度分别达到1×104cell/mL、2×104cell/mL和4×104cell/mL，每个密度组设3个平行，于藻种室培养，每天取出藻液按2.3中所述方法对藻细胞进行计数。

2.5.3 三角褐指藻和抑食金球藻的共培养实验

以单种培养作为对照，以不同起始密度的三角褐指藻(以P表示)和抑食金球藻(以A表示)进行共培养实验，起始密度比分别为1∶4、1∶1和4∶1(表1)，每组设置3个平行。按照2.3中所描述的方法对两种藻细胞进行计数，观察藻细胞密度的变化。

表1 三角褐指藻与抑食金球藻共培养实验设计

2.5.4 三角褐指藻培养滤液对抑食金球藻生长及叶绿素荧光参数的影响实验

将处于对数增长期、起始密度为5×104cell/mL的三角褐指藻进行培养，使其达到最大环境容量；溶液经0.22 μm的醋酸纤维素滤膜抽滤，该溶液即为三角褐指藻的培养液滤液，将培养液滤液和灭菌海水均加富至f/2培养基，按不同比例配制抑食金球藻培养液(表2)。以组①为空白对照，每组设3个平行，均接入10 mL处于指数增长期的抑食金球藻，最后的实验总体积均为150 mL。自接种之后起，每天同一时间取出藻液，按2.3中所述方法对抑食金球藻藻细胞进行计数，按2.4中所描述的方法进行叶绿素荧光参数的测定。

表2 三角褐指藻培养滤液对抑食金球藻生长影响的实验设计

2.6 数据分析

2.6.1 种群瞬时增长率、环境容量和生长曲线进入拐点时间的计算

利用Logistic方程对微藻种群的增长进行拟合，并根据其积分形式N=K/(1+e(a-rt))用统计软件SigmaPlot 12.5进行非线性回归分析，计算环境容量(K)和种群瞬时增长率(r)，式中a表示曲线对原点的相对位置，其值取决于N0，N0=K/(1+ea)，t表示时间。根据公式Tp=a/r计算藻类生长曲线到达拐点的时间。

2.6.2 统计分析

采用Excel 2010作图。采用SPSS 17.0进行单因子方差分析和多重比较。P<0.05被认为是在α=0.05水平上差异显著。

3 结果与分析

3.1 单培养体系中抑食金球藻的生长情况

单种培养条件下不同起始密度抑食金球藻的生长情况见图1。结果表明，不同起始密度抑食金球藻的生长曲线均呈现出典型的Logistic“S”型增长模式，随着起始密度的增加，抑食金球藻种群K值显著降低(P=0.003<0.01)，进入指数生长期和静止期的时间亦逐渐缩短，而种群内禀增长率(r)、进入拐点时间(TP)及稳定期细胞密度均较为接近。当初始接种密度为1×104cell/mL时，种群生长进入指数生长期的时间为第7天，环境容纳量(K)为(5 128.989±82.762)×104cell/mL，种群内禀增长(r)为0.673(±0.057)，进入静止期的时间为第14.933天，生长回归方程为[N=5 128.989/(1+e(10.049-0.673 t))，×104cell/mL]。当初始接种密度为2×104cell/mL时，种群生长进入指数生长期的时间为第6天，K值为(4 667.290±147.175)×104cell/mL，r值为0.754(±0.103)，进入静止期的时间为第15.188天，生长回归方程为[N=4 667.290/(1+e(11.453-0.754 t))，×104cell/mL]。当初始接种密度为4×104cell/mL时，种群生长进入指数生长期的时间为第5天，K值为(4 643.836±104.583)×104cell/mL，r值为0.543(±0.044)，进入静止期的时间为第15.368天，生长回归方程为[N=4 643.836/(1+e(7.817-0.543 t))，×104cell/mL]。

以逻辑斯谛方程进行拟合，各参数的估计值以及生长曲线达到拐点的时间见表3。

表3 不同起始密度下抑食金球藻的生长参数

图1 不同起始密度下抑食金球藻的生长曲线Fig.1 The growth curve of A. anophageferens under differential initial densities

3.2 共培养体系中三角褐指藻和抑食金球藻的生长及种群增长特点

3.2.1 荧光定量PCR标准曲线结果

在共培养体系中，抑食金球藻计数时的荧光定量PCR扩增曲线平滑，扩增效果较好(图2)。根据藻细胞DNA模板PCR扩增后所得的Ct值与藻细胞数目对数值的相关系数(r2)为0.952，拟合的标准曲线为y=-2.671x+42.134，可适用于本实验中抑食金球藻细胞数目的定量分析。

图2 PCR检测出荧光定量样品ΔRn和循环数的扩增曲线Fig.2 Amplification of standards from qPCR run on ABI7500 of ΔRn versus the number of cycles

图3 不同初始接种密度比条件下三角褐指藻和抑食金球藻的生长曲线Fig.3 The growth curve of P. tricornutum and A. anophageferens in the different initial densities proportion

3.2.2 共培养体系中三角褐指藻和抑食金球藻的生长

不同初始接种密度条件下三角褐指藻和抑食金球藻的生长曲线见图3。在共培养体系中，三角褐指藻的细胞密度均于培养的第16天达到最大，与对照组无显著差异(处理①、②和③的P=0.979、0.504和0.406)。抑食金球藻的生长受到三角褐指藻的显著性抑制，没有出现明显的指数性增长，最高细胞密度出现在培养的第16～18天，不过显著低于对照组(处理①、②和③的P=0.01、0.00和0.009)。此外，抑食金球藻的细胞密度不受接种比例的影响(P=0.935)。

3.2.2 共培养体系中三角褐指藻和抑食金球藻种群增长特点

不同接种密度条件下，共培养体系中三角褐指藻的环境容纳量K值均出现显著(P=0.000)下降，比对照组分别下降了17.40%、27.10%和21.30%，但仍然处于较高的水平(图4)；共培养体系中抑食金球藻的环境容纳量K值极显著的低于对照组(P=0.000)。不同接种比例对抑食金球藻环境容纳量的影响程度几乎一致，并没有随着三角褐指藻接种比例的增加产生显著变化(P>0.05)(图5)。

图4 不同初始接种密度条件下三角褐指藻的环境容纳量Fig.4 The carrying capabilities of P. tricornutum at three different initial densities ratios

图5 不同初始接种密度条件下抑食金球藻的环境容纳量Fig.5 The carrying capabilities of A. anophagefferens at three different initial densities ratios

如图6所示，共培养时，处理①中三角褐指藻种群的内禀增长率与单独培养体系中三角褐指藻的内禀增长率之间无显著差异(P=0.534)，当三角褐指藻的接种密度提高后，其内禀增长率均显著高于单独培养体系，说明两种藻的共培养可能对三角褐指藻的生长具有一定的促进作用。抑食金球藻的种群内禀增长率均受到共培养的显著影响(处理①、②和③的P均为0.000)，这种共培养模式可以有效地抑制抑食金球藻种群的增长(图7)。不同接种比例对抑食金球藻种群内禀增长率有一定的影响，当三角褐指藻和抑食金球藻接种密度为1∶1时，抑食金球藻的种群内禀增长率显著高于其他两种接种密度。

图6 不同初始接种密度条件下三角褐指藻种群的内禀增长率Fig.6 The intrinsic growth rates of P. tricornutum and at three different initial densities ratios

图7 不同初始接种密度条件下抑食金球藻种群的内禀增长率Fig.7 The intrinsic growth rates of A. anophagefferens at three different initial densities ratios

与对照相比，共培养体系中三角褐指藻生长曲线到达拐点的时间变化不大，受到共培养的影响较小；抑食金球藻生长曲线达到拐点的时间明显提前，在3个处理组中均提前5 d左右(表4)，由此可知，共培养对抑食金球藻生长的影响较大，提前进入负加速生长过程。

表4 不同培养体系中三角褐指藻和抑食金球藻生长曲线进入拐点的时间(TP)(单位：d)

图8 三角褐指藻培养滤液对抑食金球藻的生长及叶绿素荧光参数的影响Fig.9 Effect of P. tricornutum culture medium filtrate on growth and fluorescence parameters of A. anophageferens

3.3 三角褐指藻培养滤液对抑食金球藻叶绿素荧光参数的影响

加入不同量的三角褐指藻培养滤液后对抑食金球藻细胞生长的影响见图8a。结果显示：与对照组相比，除了加入5 mL三角褐指藻培养滤液的处理②组以外，其他各组对抑食金球藻的生长均产生了不同程度的抑制作用。加入10 mL、15 mL三角褐指藻培养滤液的处理③、④组抑食金球藻的细胞生长速率低于对照，受到三角褐指藻培养滤液的抑制作用，培养结束时细胞密度与对照组相比有显著差异(P<0.05)，处理③、④组间无显著性差异(P=0.192)；分别加入25 mL、35 mL三角褐指藻培养滤液的处理⑤、⑥组细胞密度并未增加，而是逐渐减少至较低水平(<10×104cell/mL)，抑食金球藻的生长受到了强烈的抑制，培养结束时细胞密度与对照组有显著性差异(P<0.05)，⑤、⑥组间无显著性差异(P=0.933)。

三角褐指藻培养滤液对抑食金球藻叶绿素荧光参数的影响见图8b～g。单因素方差分析结果显示：在1～7 d内，加入5 mL、10 mL、15 mL三角褐指藻培养滤液的②、③、④组各叶绿素荧光参数的值与对照组①相比基本无显著性差异(P>0.05)，说明小于等于15 mL三角褐指藻滤液的加入并没有对抑食金球藻PSⅡ造成不利影响。加入25 mL、35 mL三角褐指藻培养滤液的处理⑤、⑥组各叶绿素荧光参数的值却发生了较大程度的变化。第2天时，三角褐指藻培养滤液对抑食金球藻的影响凸显出来，⑤、⑥组的Fv/Fm、ΦPSⅡ、alpha、NPQ的值下降剧烈，几乎检测不到荧光信号，与对照差异显著(P<0.05)；rETRmax的值也出现了一定程度的下降，⑥组Ik的值大幅上升。第3～7天，⑤、⑥组的各叶绿素荧光参数的值逐渐向正常水平恢复，但培养结束时，Fv/Fm、ΦPSⅡ、alpha、NPQ仍显著低于对照组(P<0.05)，⑥组Ik的值仍显著高于对照组(P<0.05)。

4 讨论

海洋中一种或几种浮游植物大量繁殖，占据绝对优势时，往往会暴发赤潮灾害。迄今为止，赤潮是人类社会面临的最为严重的海洋生态灾害和社会经济问题之一。很多学者从外界环境、营养盐、关键物理海洋过程等角度探讨了赤潮暴发机制，研究日趋完善。然而在复杂的自然条件下，一些非赤潮种类可以通过营养盐竞争来抑制赤潮的暴发，这种竞争对浮游植物种群数量的消长、群落结构的稳定以及演替均有重要的作用[17—21]。不同种群之间的竞争不仅受营养盐的限制，种间的化感作用对竞争结果也有重要影响，基于该理论，现已开展了大量大型藻类与赤潮种类[22]、有益种类与赤潮种类以及赤潮种类间的化感作用的研究工作[23—26]。为了研究三角褐指藻和抑食金球藻之间的竞争作用，本研究进行了三角褐指藻与抑食金球藻的共培养实验以及滤液培养实验。

4.1 共培养对两种藻类生长的影响

通过共培养实验可以看出，共培养并未对三角褐指藻的生长及细胞密度产生影响，却显著抑制了抑食金球藻的生长，其环境容纳量、瞬时增长率均显著下降，生长曲线进入拐点时间明显提前，抑食金球藻种群衰落的较快。将三角褐指藻和塔玛亚历山大藻(Alexandriumtarmarense)共培养后，二者的生长均受到一定程度的抑制作用，不过对三角褐指藻的影响尤为严重，共培养造成其线粒体、叶绿体受到严重损坏，并在分子水平上抑制能量代谢、TCA循环以及碳固定等基因的转录表达水平[27]，培养后期，塔玛亚历山大藻的生长开始出现轻微下降，可能与三角褐指藻在细胞裂解时释放的生物活性物质有关。张珍萍[28]指出，三角褐指藻滤出液可以有效的抑制东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)的生长，随着其滤出液浓度的升高，对东海原甲藻细胞密度的抑制效应逐渐增强，在第10天的细胞净增率减小了99%。另外，玛氏骨条藻(Skeletonemamarinoi)具有产生多不饱和醛(PUA)及其他氧化酯类等生物活性物质的能力，这些物质能诱导藻类的微管蛋白表达水平的下调，从而抑制共培养种类的生长。在本实验中，共培养对三角褐指藻也产生了一定的影响，但影响相对较小，其竞争力远远大于抑食金球藻，在竞争中占绝对优势。由此可见，藻类的竞争力不仅受与之共培养种类的影响，而且与受试藻类对化感物质的耐受力有密切关系。

通常，化感物质的作用程度与共培养的两种藻类的密度有关，受试藻类的密度越高，化感作用的程度越低，在低于能够产生抑制作用的临界浓度时，化感物质对受试藻类不会表现出抑制作用。本研究中，抑食金球藻受三角褐指藻的抑制作用并未随接种密度的变化而发生显著的变化，说明，三角褐指藻和抑食金球藻在最低密度比(1∶4)时，三角褐指藻分泌的化感物质的有效浓度远在临界浓度之上，至于其化感物质主要成分、临界浓度等还需进一步的研究。

4.2 三角褐指藻培养滤液对抑食金球藻叶绿素荧光参数的影响

化感物质可对植物的光合作用产生影响，并主要通过降低藻类的叶绿素a和藻胆蛋白含量、破坏PSⅡ等方面对藻类的光合作用产生影响，使其无法通过正常的光合作用获得物质和能量，从而进一步杀死藻细胞，使藻类细胞数量显著减少，生长受到抑制[29]。肠浒苔(Enteromorphaintestinalis)水相提取物可以抑制赤潮异弯藻(Heterosigmaakashiwo)和海洋原甲藻(Prorocenrummicans)的生长；Körner和Nicklisch[20]研究发现穗花狐尾藻(Myriophyllumspicatum)分泌的化感物质能抑制多种蓝细菌、绿藻和硅藻的PSⅡ和生长；金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)分泌的化感物质能抑制藻类和蓝细菌的PSⅡ及生长。大多数植物化感物质会对PSⅡ产生影响，主要表现在影响质体醌QA再氧化速率和初级光能捕获，使光合系统Ⅱ活性中心失活，使单元结构从系统中分离[30]。

Fv/Fm是PSⅡ的最大光化学量子产量，反映PSⅡ的最大光能转换效率，一般比较稳定，但在胁迫条件下该参数明显下降。本研究中，当三角褐指藻滤液加入量小于25 mL时，抑食金球藻Fv/Fm与对照并无差异；当其滤液加入量大于等于25 mL，在培养的第2天开始，其Fv/Fm均出现显著下降，直至培养结束，两处理组Fv/Fm的值也没有恢复到正常水平，这期间细胞密度也没有出现增长的趋势而是逐渐降低，这说明PSⅡ已受到损害并且不可恢复，导致藻细胞无法进行正常的光合作用，进而抑制抑食金球藻的生长，直至死亡。

加入25 mL以上的三角褐指藻培养滤液的组别，接种后第2天抑食金球藻实际光化学量子产量ΦPSⅡ出现显著下降，它反映了PSⅡ反应中心在有部分关闭情况下实际原初光能捕获效率，ΦPSⅡ的降低说明三角褐指藻滤液阻止抑食金球藻细胞同化力(NADPH, ATP)的形成，影响藻类对碳的固定与同化，进而影响细胞的生长。快速光曲线的初始斜率Alpha，反映了植物对光能的捕获能力，Alpha的降低表明三角褐指藻滤液可以抑制抑食金球藻细胞对光能的利用效率，同时，三角褐指藻滤液也可降低抑食金球藻的光保护能力，非光化学淬灭NPQ的降低就很好地说明了这一点。最小饱和光强Ik代表的是植物对强光的耐受能力，Ik的升高，与植物对强光的耐受能力有关，⑥组Ik的上升说明35 mL三角褐指藻藻滤液的加入可以在一定程度上增强抑食金球藻细胞对强光的耐受能力。

加入三角褐指藻培养滤液可以有效的影响抑食金球藻的细胞密度及PSⅡ的相应叶绿素荧光参数，表明三角褐指藻对抑食金球藻的抑制作用是通过分泌活性物质来完成的，在后续的研究中应搞清其抑制作用的临界浓度，化感物质的主要成分，化感作用的应用方面还需要进行更多的现场试验。

5 结论

三角褐指藻和抑食金球藻的共培养可以有效的抑制抑食金球藻的生长，且与接种比例无关，抑食金球藻种群的环境容纳量和内禀增长率均受到一定的影响；当抑食金球藻的培养基中包含低浓度(10 mL、15 mL)的三角褐指藻培养滤液时，抑食金球藻的生长被显著的抑制，但对其叶绿素荧光参数没有影响；当其培养基中包含较高浓度(25 mL、35 mL)三角褐指藻培养滤液时，抑食金球藻PSⅡ系统受到不可恢复的损害，藻细胞逐渐死亡。因此，三角褐指藻通过释放生物活性物质对抑食金球藻产生化感抑制作用，其化感物质成分、浓度及在实际中的应用需要进一步研究。

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Study on the competition and allelopathy betweenPhaeodactylumtricornutumandAureococcusanophagefferens

Zhang Dajuan1, Zhang Xinghua2, Tang Xuexi2, Bi Xiangdong1,4, Song Lun3, Zhang Shulin1

(1.DepartmentofFisheriesSciences,TianjinAgriculturalUniversity,KeyLabortaryofAqua-ecologyandAquacultureofTianjin,Tianjin300384,China; 2.CollegeofMarineLifeScience,OceanUniversityofChina,Qingdao266003,China; 2.LiaoningOceanandFisheriesScienceResearchInstitute,Dalian116023,China;CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,NankaiUniversity,Tianjin300071,China)

To clarify whetherPhaeodactylumtricornutumhad allelopathy effect onAureococcusanophagefferens, we studied the interaction betweenP.tricornutumandA.anophagefferensand the impacts ofP.tricornutumculture media filtrate onA.anophagefferensgrowth and on chlorophyll fluorescence under laboratory conditions. The results show that,P.tricornutumhas allelopathy effect onA.anophagefferens. In the mono-culture, the proliferation ofA.anophagefferensfollowed the Logistic model, and its initial cell density affected significantly the environmental-carrying capacity (K) of algal populations; andKvalues decreased gradually with the increase of initial cell densities.In the co-culture, the growth ofA.anophagefferenswas inhibited significantly (P<0.05) byP.tricornutumof different algal initial cell densities, but the inhibitory effect changed indistinctively with the increase ofP.tricornutumproportion. In the filtrate cultivation experiment ofA.anophagefferens, we found that:P.tricornutumfiltrate at 10 mL or 15 mL could remarkably inhibite the growth ofA.anophagefferens(P<0.05) with no effect on its chlorophyll fluorescence;P.tricornutumfiltrate at 25 mL and 35 mL could cause PSⅡ irreversible damage (Fv/Fm, ΦPSⅡ, alpha, NPQ values reduced) and death ofA.anophagefferens.

Phaeodactylumtricornutum;Aureococcusanophagefferens; brown tide; allelopathy

10.3969/j.issn.0253-4193.2017.06.009

2016-09-26；

2016-12-05。

国家自然科学基金青年项目(31300393)；中国海洋发展研究会重点项目(CAMAZDA201605)；辽宁省自然科学基金资助项目(2014020182)；天津市科技支撑重点项目(15ZCZDNC00230)；中国博士后科学基金特别资助(2015T80212)；天津市水产生态及养殖重点实验室开放基金项目(TJAE201501)。

张达娟(1981—)，女，天津市人，博士，实验师，主要从事浮游生物生理生态学研究。E-mail：dajuanzhang@163.com

*通信作者：毕相东(1980—)，男，辽宁省大连市人，副教授，硕士生导师，主要从事水域生态学研究。E-mail：yl801123@aliyun.com

Q948.8

A

0253-4193(2017)06-0084-11

张达娟，张兴华，唐学玺，等. 三角褐指藻与抑食金球藻的竞争及化感作用研究[J].海洋学报，2017，39(6)：84—94,

Zhang Dajuan, Zhang Xinghua, Tang Xuexi, et al. Study on the competition and allelopathy betweenPhaeodactylumtricornutumandAureococcusanophagefferens[J]. Haiyang Xuebao，2017，39(6)：84—94, doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2017.06.009