海马齿对三种赤潮微藻生长的克生作用研究

摘要

近年来，随着海水富营养化程度的加剧，有害赤潮在世界各海域频繁爆发，给海洋生态环境、人类健康和世界经济造成了巨大危害。如何有效地防治赤潮，引起了人们的广泛关注。探索新的、经济有效的赤潮防治方法具有重要的科学意义和应用前景。
　　 本文研究了海马齿(Sesuvium portulacastrum)对三种赤潮微藻——中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和微小原甲藻(Prorocentrum minimum)生长的克生作用，初步提取、分离和鉴定了海马齿根石油醚提取物内的克生物质，并探讨了其中的油酸酰胺和棕榈酸的克生作用，为利用其防治赤潮发生提供了理论依据。主要实验结果如下：
　　 (1)在共培养实验中，停滞期和指数期的中肋骨条藻均受到了海马齿的抑制，其对停滞期的藻细胞密度和Chla浓度的抑制率分别为98.6％和98.5%，对指数期为22.2%和15.4%。说明海马齿不仅能预防中肋骨条藻赤潮暴发，还能降低赤潮程度和加速赤潮衰败。
　　 (2)在提取物实验中，海马齿根石油醚、氯仿、正丁醇、甲醇和水提取物均可明显抑制中肋骨条藻、东海原甲藻和微小原甲藻的生长，且效果随着提取物浓度的升高而增强。不同种类的赤潮微藻对提取物的敏感性强弱有所差异，对中肋骨条藻而言，石油醚和甲醇提取物的抑制作用最强，其IC50分别为9.25 mg·L-1和9.26 mg·L-1。对于东海原甲藻抑制作用最强的是正丁醇提取物，其IC50为1.77mg·L-1，其次为甲醇提取物，其IC50为3.72 mg·L-1。而对微小原甲藻抑制作用最强的也是甲醇提取物和正丁醇提取物，IC50分别为3.56 mg·L-1和4.33 mg·L-1。提取物可影响藻细胞的大小与形态，中肋骨条藻细胞体积基本随提取物浓度的升高而增大，其中石油醚提取物的作用最强，30 mg·L-1提取物作用下的藻细胞体积与对照组藻细胞体积的比值达到了2.1。高提取物浓度下的中肋骨条藻细胞明显加长，甚至显示细胞内含物缺失。两种甲藻细胞体积则基本随提取物浓度的升高而减小，其中作用最强的均为甲醇提取物，东海原甲藻对提取物的敏感性较微小原甲藻更强，30 mg·L-1提取物作用下的东海原甲藻和微小原甲藻细胞体积与对照组藻细胞体积的比值分别为0.5和0.8。另外，在提取物的作用下，三种藻的培养体系总Chla浓度和单位体积Chla含量均随提取物浓度的增大而明显降低。
　　 (3)通过GC-MS分析，由海马齿根石油醚提取物中鉴定出多种非极性化合物，脂肪酸类物质是其主要组成成分，油酸酰胺和棕榈酸在其中均占有较大比例，分别达到21.17%和10.74%。实验显示，油酸酰胺和棕榈酸对中肋骨条藻、东海原甲藻和微小原甲藻均具有明显的抑制作用，且随着浓度的升高抑制作用增强。不同种类的微藻对它们的敏感性不同，其中油酸酰胺对三种微藻的IC50分别为6.55×10-7 mol·L-1、7.75×10-7 mol·L-1和5.62×10-7 mol·L-1，棕榈酸对三种微藻的IC50分别为5.87×10-7 mol·L-1、6.47×10-7 mol·L-1和6.06×10-7 mol·L-1。油酸酰胺和棕榈酸还可影响藻细胞大小与形态。中肋骨条藻细胞体积基本随它们的浓度升高而增大，3.80×10-4 mol·L-1油酸酰胺和棕榈酸作用下的藻细胞体积与对照组藻细胞体积比值分别达到了2.4和2。高浓度下的中肋骨条藻细胞细胞明显加长，甚至显示细胞内含物缺失。两种甲藻的细胞体积变化则不明显。另外，它们也能降低藻的培养体系总Chla浓度和单位体积Chla含量，影响藻的光合作用。
　　 本研究结果表明，海马齿对赤潮微藻具有一定的克生作用，并能有效控制和减轻水体赤潮发生。利用其防治赤潮发生和修复近海水域富营养化具有一定的经济和生态效益。