球形棕囊藻藻華暴發(fā)機(jī)制的研究取得新進(jìn)展

近日，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所院級(jí)“南海漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在球形棕囊藻藻華暴發(fā)機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在InternationalJournalofMolecularSciences上。球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)是海洋中廣泛分布的一類(lèi)浮游植物種類(lèi)，也是近年來(lái)我國(guó)近海有害藻華的主要原因物種之一。球形棕囊藻最顯著的特征是具有復(fù)雜的異型生活史，不同形態(tài)的游離單細(xì)胞可以通過(guò)分泌多糖基質(zhì)形成從微米級(jí)到厘米級(jí)大小不等的凝膠狀囊體。這些囊體在藻華暴發(fā)期間大量聚集，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展以及濱海核電站的冷源取水安全造成嚴(yán)重影響，已成為我國(guó)南海近岸海域的典型致災(zāi)生物。

南海所創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)對(duì)深圳大鵬灣2021年暴發(fā)的一次大規(guī)模球形棕囊藻藻華進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，并運(yùn)用定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析比較了藻華暴發(fā)期和消退期的球形棕囊藻在蛋白質(zhì)組水平的表達(dá)差異。

研究發(fā)現(xiàn)，藻華暴發(fā)期的球形棕囊藻囊體呈圓球形，不同大小的囊體均勻分布在各個(gè)水層。隨著藻華過(guò)程的推進(jìn)，囊體逐漸增大并且表現(xiàn)出下沉趨勢(shì)。藻華進(jìn)入消退期后，大量囊體聚集在海底，并在潮水沖刷作用下破碎為囊體碎片。蛋白質(zhì)組學(xué)分析共鑒定到5 540個(gè)球形棕囊藻蛋白質(zhì)，其中191個(gè)在藻華暴發(fā)期高表達(dá)、109個(gè)在藻華消退期高表達(dá)。對(duì)差異表達(dá)蛋白質(zhì)的功能進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，暴發(fā)期和消退期的球形棕囊藻在光合作用、碳固定、光合色素代謝、氮代謝以及囊體基質(zhì)的合成等方面存在顯著差異。環(huán)境中的硝酸鹽含量是球形棕囊藻藻華形成的一個(gè)重要刺激因素，而增強(qiáng)的光捕獲能力以及球形棕囊藻細(xì)胞內(nèi)多種碳富集機(jī)制的共同作用是支撐藻華暴發(fā)的重要條件。與消退期相比，暴發(fā)期的球形棕囊藻具有更強(qiáng)的代謝潛力，更多的能量和無(wú)機(jī)碳被固定并用于囊體基質(zhì)的合成，從而支撐了藻華暴發(fā)階段球形棕囊藻種群巨大的生物量。