论文摘要
日益严重的臭氧层侵蚀与破坏是当今最引入注目的全球性环境变化之一。臭氧层的减薄使得到达地面的紫外线，尤其是对生物具严重损伤作用的紫外线B波段（UV-B）的辐射增强，从而引起生物从生态系统、群落、种群、个体、细胞以及分子各个层次水平上发生变化。进而对全球产生明显的生态学和生物学效应。同时，随着沿海水域富营养化的加剧，赤潮频繁爆发已成为世界范围内的海洋生态灾害。自上世纪90年代以来，我国赤潮的发生呈现出“大范围、高频率、多种类、快节奏”的特点，并有连年增加的态势，这对原本已经非常严峻的近岸水域生态环境和沿岸水产业的可持续发展造成了极大的威胁。采用切实有效的赤潮防治措施成为赤潮研究的重要内容之一。由于赤潮防治的物理方法和化学方法具有自身无法克服的带来二次污染的缺点，生物防治法以其经济和环保的巨大优势成为理想的赤潮防治途径。其中利用大型海藻与赤潮微藻间的相互作用来预防或控制赤潮是目前致力于发展的崭新研究方向。本文研究小珊瑚藻（Corallina pilulifera）对三种赤潮微藻一赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）、亚历山大藻（Alexandrium tamarense）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）的克生作用及其对UV-B辐射增强的相应变化，一方面为发展和建立利用大型海藻治理赤潮的生物防治法提供科学依据，另一方面对阐明UV-B辐射增强对海洋生态系统的影响有重要意义。主要实验结果如下：1．小珊瑚藻和3种赤潮微藻对UV-B辐射增强的敏感性比较研究UV-B辐射处理对赤潮异弯藻的生长始终表现出抑制效应，而低剂量的UV-B辐射处理对亚历山大藻和中肋骨条藻的生长有刺激作用，高剂量的UV-B辐射处理对亚历山大藻和中肋骨条藻的生长仍然显示出抑制作用。UV-B辐射处理对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻的96 h半数有效抑制剂量分别为1．63、2．34和2．58 J m-2。因此3者对UV-B辐射处理的敏感性依次是赤潮异弯藻＞亚历山大藻＞中肋骨条藻。与3种赤潮微藻相比，小珊瑚藻对UV-B辐射表现出较强的抗性。在实验设置的剂量范围内，没有检测出UV-B辐射对小珊瑚藻生长的半数有效抑制剂量EC50(96h·EC50＞3．0J m-2)。2．小珊瑚藻对3种赤潮微藻克生效应的研究通过排除营养盐、光照和pH等因素的影响，利用共培养系统研究了小珊瑚藻的新鲜组织、干粉末、水溶性组织抽提液及培养水过滤液对3种赤潮微藻--赤潮异弯藻、亚历山大藻及中肋骨条藻生长的作用。实验结果表明，小珊瑚藻的新鲜组织和干粉末对3种赤潮微藻的生长均有强烈的抑制作用，而且在较高的浓度下能够完全杀死赤潮异弯藻细胞和中肋骨条藻细胞，证明了小珊瑚藻对3种赤潮微藻具有克生效应。小珊瑚藻水溶性抽提液对3种赤潮微藻的生长同样表现出抑制作用，且抑制作用随浓度的升高而加强，表明小珊瑚藻组织中具有抑制赤潮微藻生长的克生物质，这进一步证明小珊瑚藻对3种赤潮微藻的克生效应主要是通过克生物质的来完成的。小珊瑚藻培养水过滤液在一次性和半连续性添加方式下，对3种赤潮微藻的生长均没有明显抑制作用，表明小珊瑚藻新鲜组织不能够或非常微量的向环境中释放克生物质，证明小珊瑚藻对赤潮微藻的克生作用方式是细胞间直接接触。小珊瑚藻新鲜组织对赤潮异弯藻、中肋骨条藻和亚历山大藻的克生效应由强到弱依次为：中肋骨条藻＞赤潮异弯藻＞亚历山大藻。因此3种有害赤潮微藻对小珊瑚藻的克生效应的敏感性表现出一定的差异性。这可能与3者的细胞外层结构不同有关。3．小珊瑚藻对赤潮异弯藻的克生效应对UV-B辐射增强的响应研究小珊瑚藻的新鲜组织和干粉末对赤潮异弯藻的克生效应对UV-B辐射处理都作出了响应性变化。高剂量(3．0 Jm-2)UV-B辐射处理使小珊瑚藻新鲜组织对赤潮异弯藻的克生效应明显减弱，低剂量(0．9 J m-2)的UV-B辐射处理使小珊瑚藻新鲜组织和干粉末对赤潮异弯藻的克生效应明显增强。小珊瑚藻水溶性抽提液对赤潮异弯藻的克生效应对UV-B辐射处理同样作出了响应性变化。高剂量(3．0 J m-2)UV-B辐射处理使小珊瑚藻水溶性抽提液对赤潮异弯藻的克生效应明显减弱，低剂量(0．9 J m-2)的UV-B辐射处理使小珊瑚藻水溶性抽提液对赤潮异弯藻的克生效应明显增强。这表明小珊瑚藻组织中的克生物质的克生活性或合成量在UV-B辐射处理下发生了显著变化，即高剂量(3．0 J m-2)UV-B辐射处理使小珊瑚藻组织中的克生物质的克生活性或合成量显著降低，而低剂量(0．9 J m-2)的UV-B辐射处理使小珊瑚藻组织中的克生物质的克生活性或合成量显著升高。无论是在一次性还是在半连续添加方式下，UV-B辐射处理都没有引起小珊瑚藻培养水过滤液对赤潮异弯藻生长作用的变化（p＞0．05），表明UV-B辐射处理没有改变小珊瑚藻赤潮异弯藻克生作用的方式，即仍然主要通过细胞间的直接接触方式完成的。4．小珊瑚藻组织提取物对赤潮异弯藻的生长抑制作用研究小珊瑚藻组织甲醇提取物在5种提取物中具有最高的对赤潮异弯藻生长抑制活性。在相对较高浓度的甲醇提取物作用下，赤潮异弯藻呈现出完全死亡的现象，小珊瑚藻组织甲醇提取物对赤潮异弯藻的EC50值为0．004 ppt。较高浓度的小珊瑚藻组织蒸馏水提取物对赤潮异弯藻的生长具有显著的抑制作用，但是在最高浓度下也未能使其完全死亡。另外3种有机溶剂（丙酮、乙醚和氯仿）的提取物对赤潮异弯藻的生长无明显的影响。证明小珊瑚藻组织中含有对赤潮异弯藻生长有抑制作用的克生物质，且这些克生物质具有相对较高的极性。对小珊瑚藻的甲醇提取物进行了液液萃取，然后将其分离为石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和蒸馏水相。并用这4相对赤潮异弯藻进行克生物质的生物活性检测，结果表明，石油醚相对赤潮异弯藻具有较高的克生活性，其有效浓度为20 mg L-1；乙酸乙酯相次之，其有效浓度为35 mg L-1。而正丁醇相和蒸馏水相对赤潮异弯藻没有明显的杀藻作用。5．小珊瑚藻组织提取物对赤潮异弯藻的生长抑制作用对UV-B辐射增强的响应研究与未经UV-B辐射处理的小珊瑚藻蒸馏水提取物相比，低剂量UV-B辐射处理组(0．9 J m-2)的小珊瑚藻组织蒸馏水提取物对赤潮异弯藻的生长有显著（p＜0．05）抑制作用；而高剂量UV-B辐射处理组(3．0 J m-2)的小珊瑚藻组织蒸馏水提取物对赤潮异弯藻的生长有显著（p＜0．05）促进作用。说明低剂量和高剂量的UV-B辐射处理组都改变了小珊瑚藻蒸馏水提取液对赤潮异弯藻的生长的抑制效应，分别使抑制效果加强和减弱。与未经UV-B辐射处理的小珊瑚藻甲醇提取物相比，低剂量(0．9 J m-2)和高剂量(3．0 J m-2)UV-B辐射处理组的小珊瑚藻组织甲醇提取物对赤潮异弯藻的生长都有显著（p＜0．05）促进作用，并且高剂量处理组的促进作用明显（p＜0．05）大于低剂量处理组。表明低剂量和高剂量的UV-B辐射处理都能引起小珊瑚藻甲醇提取液对赤潮异弯藻的生长的抑制效应的改变，使抑制效果明显减弱。无论是高剂量(3．0 J m-2)的UV-B辐射处理还是低剂量(0．9 J m-2)的UV-B辐射处理都没有引起小珊瑚藻组织丙酮、乙醚和氯仿抽提物对赤潮异弯藻的生长效应的变化。UV-B辐射处理(0．9和03．0 J m-2)能够改变小珊瑚藻甲醇提取物石油醚相和乙酸乙酯相对赤潮异弯藻的克生活性，使其对赤潮异弯藻生长的抑制率明显降低（p＜0．05）。正丁醇相和蒸馏水相对赤潮异弯藻的作用没有对UV-B辐射处理作出响应变化（p＞0．05）。