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棕囊藻是一種有溶血性毒素的浮游藻類(lèi)，在全球海洋中廣泛分布。在特定條件下，棕囊藻會(huì)大量繁殖形成赤潮，引起魚(yú)類(lèi)死亡、水質(zhì)污染，嚴(yán)重影響海洋生態(tài)環(huán)境和景觀(guān)。球形棕囊藻赤潮時(shí)形成的大至數(shù)厘米的多細(xì)胞共生的囊體，還會(huì)堵塞沿岸核電站冷源用水供應(yīng)，從而影響其安全運(yùn)行。近日，記者從廣西大學(xué)了解到，該校一項(xiàng)研究揭示了球形棕囊藻雙重倍性的生活史在營(yíng)養(yǎng)鹽和光利用方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)了解球形棕囊藻的低光照適應(yīng)性及其形成的赤潮防治具有重要參考意義。
棕囊藻是二甲巰基丙酸內(nèi)鹽（DMSP）的重要生產(chǎn)者，對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)的碳、硫循環(huán)，以及全球氣候變化產(chǎn)生重要影響。科學(xué)家對(duì)棕囊藻的研究迄今已有一百多年，但對(duì)其在海洋生態(tài)系統(tǒng)中如何取得優(yōu)勢(shì)，并發(fā)展成赤潮的機(jī)制尚知之甚少。
海洋表層營(yíng)養(yǎng)鹽相對(duì)貧瘠，底層營(yíng)養(yǎng)鹽則較為豐富。受到光的限制，大部分浮游植物只能在海水上層、光照充足的地方生存，而無(wú)法利用底層的營(yíng)養(yǎng)鹽。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)球形棕囊藻在海洋的表層和300米的弱光層均有分布。這一現(xiàn)象表明球形棕囊藻對(duì)光和營(yíng)養(yǎng)鹽的利用可能有特殊的生理生態(tài)學(xué)機(jī)制。
廣西大學(xué)林學(xué)院博士研究生莊軍蓮在導(dǎo)師曹坤芳教授和廣西科學(xué)院陸家昌副研究員的聯(lián)合指導(dǎo)下，從球形棕囊藻具有單倍體和二倍體可變的生活史出發(fā)，模擬海洋底層弱光和上層光照，在營(yíng)養(yǎng)充足的條件下，比較不同倍性球形棕囊藻細(xì)胞生長(zhǎng)、抗氧化酶活性、光合色素和光保護(hù)色素以及光系統(tǒng)II最大光合效率等方面的差異。他們發(fā)現(xiàn)，在營(yíng)養(yǎng)鹽充足條件下，球形棕囊藻單倍體和二倍體細(xì)胞均對(duì)低光照條件具有適應(yīng)能力。但是，單倍體細(xì)胞卻對(duì)底層的極端低光環(huán)境適應(yīng)性更好，在這樣條件下單倍體光系統(tǒng)II的光合學(xué)效率最高，光合色素含量增高，光保護(hù)色素含量降低，細(xì)胞增殖多。而二倍體在相當(dāng)于海洋中上層水體中的光照下生理狀況好，并且在上層水光照下形成更多囊體（單倍體細(xì)胞不形成囊體）。在不同的光照下，單倍體比二倍體都具有更發(fā)達(dá)的抗氧化系統(tǒng)，更高的光合色素和光保護(hù)色素含量。
相關(guān)研究結(jié)果于近日在線(xiàn)發(fā)表于海洋學(xué)領(lǐng)域國(guó)際主流期刊Frontiers in Marine Science上。
