中龍骨條藻化感作用對(duì)赤潮藻類生長和競(jìng)爭(zhēng)的影響

中龍骨條藻化感作用對(duì)赤潮藻類生長和競(jìng)爭(zhēng)的影響

1浮游植物種間的互動(dòng)關(guān)系物種競(jìng)爭(zhēng)是指兩個(gè)或多個(gè)群體對(duì)相同資源的競(jìng)爭(zhēng)，在群落物種的交替和數(shù)量變化中起著重要作用。海洋浮游植物的種間競(jìng)爭(zhēng)通過不同的方式來進(jìn)行,可能憑借自身有利的生理?xiàng)l件或?qū)Νh(huán)境較強(qiáng)的適應(yīng)能力來爭(zhēng)奪有限的生存資源以及躲避攝食,也可能通過細(xì)胞接觸或分泌代謝產(chǎn)物(化感作用)來影響其他生物的生長或繁殖,以使自身處于有利的競(jìng)爭(zhēng)地位。在海洋環(huán)境中浮游植物的化感作用比較常見,并且被認(rèn)為是影響浮游植物群落發(fā)展及演變的一個(gè)重要因素。中肋骨條藻(Skeletonemacostatum)與東海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)是我國近海主要的兩種赤潮原因種,在自然條件下這兩種藻可以共存,并且在赤潮形成過程中常會(huì)產(chǎn)生交互演替現(xiàn)象。目前我們對(duì)中肋骨條藻和東海原甲藻赤潮發(fā)生和演替的原因及控制機(jī)制等方面的了解還很不充分,因此需要對(duì)這兩種藻的種間關(guān)系作更深入的研究。本文主要獲取中肋骨條藻的濾液進(jìn)行培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),探討化感效應(yīng)在這兩種藻的競(jìng)爭(zhēng)及演替中的作用。2材料和方法2.1實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)所采用的中肋骨條藻和東海原甲藻取自中國海洋大學(xué)海洋污染生態(tài)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室微藻培養(yǎng)室。2.2實(shí)驗(yàn)方法2.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)無藻細(xì)胞濾液的制備配制c(N)/c(P)=40水平的海水培養(yǎng)液,使得NO3-N,PO4-P及SiO3-Si的濃度分別為40.0,1.0和40.9μmol/dm3,其他營養(yǎng)要素按照f/2培養(yǎng)基添加。取指數(shù)生長期的中肋骨條藻接種于該培養(yǎng)液中,并使初始密度為1.5×104個(gè)/cm3。待中肋骨條藻培養(yǎng)至一定生長階段時(shí),用0.45μm的濾膜過濾獲取該階段的無藻細(xì)胞濾液,并用HCl將濾液pH調(diào)至7.9~8.2。測(cè)定濾液中的NO3-N,PO4-P及SiO3-Si濃度,按照一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行營養(yǎng)鹽加富后用于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。(2)初始密度的確定按照(1)中的方法培養(yǎng)中肋骨條藻至第9d,此時(shí)中肋骨條藻進(jìn)入衰亡期(藻密度為3.0×105個(gè)/cm3)。獲取培養(yǎng)濾液并測(cè)定營養(yǎng)鹽濃度后,按照以下兩種方式進(jìn)行營養(yǎng)鹽加富:1)加16μmol/dm3的NO3-N和1μmol/dm3PO4-P,使c(N)/c(P)=16,SiO3-Si濃度為16μmol/dm3;2)加23μmol/dm3的NO3-N和0.2μmol/dm3的PO4-P,使c(N)/c(P)=120,SiO3-Si濃度為12.2μmol/dm3,為保證其他營養(yǎng)要素不對(duì)藻類生長造成限制,均按照f/2培養(yǎng)液的濃度添加。取指數(shù)期的中肋骨條藻和東海原甲藻分別接種于400mLc(N)/c(P)=16及c(N)/c(P)=120水平的濾液中,使初始密度分別為1.5×104和1.0×104個(gè)/cm3,并設(shè)置相應(yīng)對(duì)照組。每個(gè)培養(yǎng)組設(shè)3個(gè)平行樣,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行10d,觀察營養(yǎng)鹽對(duì)中肋骨條藻化感作用的影響。(3)營養(yǎng)鹽的添加量按照(1)中的方法培養(yǎng)中肋骨條藻分別至第3天指數(shù)期及第9d衰亡期(藻密度均為3.0×105個(gè)/cm3),獲取不同生長期的濾液,并按照(2)中的方法將營養(yǎng)鹽加富至c(N)/c(P)=120水平。分別接種中肋骨條藻和東海原甲藻至400mL濾液中,使初始密度分別為1.5×104和1.0×104個(gè)/cm3,并設(shè)置相應(yīng)對(duì)照組。每組設(shè)3個(gè)平行,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行10d,觀察生長階段對(duì)藻類化感作用的影響。(4)初始密度的確定按照(1)中的方法培養(yǎng)中肋骨條藻至第3d指數(shù)期時(shí),獲取濾液并按照(2)中的方法將營養(yǎng)鹽加富至c(N)/c(P)=120水平。取過濾海水將其營養(yǎng)鹽調(diào)至相同的濃度,并按照濾液所占比例為0%,10%,40%,70%,100%配制不同比例的濾液培養(yǎng)液。接種中肋骨條藻至400mL不同比例的濾液中,使初始密度為1.5×104個(gè)/cm3。每組設(shè)3個(gè)平行,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行10d,觀察中肋骨條藻在不同濾液中的生長差異。(5)衰亡期的濾液中水細(xì)胞的穩(wěn)定性觀察將(3)中所制得的指數(shù)生長期的中肋骨條藻濾液分別放置0,4,7,10d,衰亡期的濾液放置7d,環(huán)境條件與培養(yǎng)條件相同。將處于指數(shù)期的中肋骨條藻和東海原甲藻分別接種于400mL不同濾液中,初密度分別為1.5×104和1.0×104個(gè)/cm3,觀察化感作用的程度是否會(huì)隨時(shí)間減弱。每組設(shè)3個(gè)平行,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行10d。(6)培養(yǎng)密度和時(shí)間取1L(3)中所制得的不同生長期的中肋骨條藻濾液,接種中肋骨條藻和東海原甲藻進(jìn)行共培養(yǎng),初始密度分別為1.5×104和1.0×104個(gè)/cm3。每個(gè)培養(yǎng)組設(shè)3個(gè)平行,前7d每天定時(shí)取樣,此后隔天取樣,實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行19d。觀察化感作用對(duì)中肋骨條藻和東海原甲藻種間競(jìng)爭(zhēng)的影響。2.2.2光照、光照所有的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)均在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行,溫度設(shè)置為(20±1)℃,光照采用白色冷光源,照度為4000lx,光暗比為12h∶12h,每天定時(shí)搖瓶,以防止藻液缺氧及細(xì)胞黏附。2.2.3藻細(xì)胞密度計(jì)數(shù)隔天定時(shí)取5mL藻液用Lugol試液固定后用于顯微鏡計(jì)數(shù)(德國生產(chǎn)的LeicaDM4000B)。計(jì)數(shù)采用血球計(jì)數(shù)板,每個(gè)樣品計(jì)數(shù)6次,取平均值,并計(jì)算藻細(xì)胞密度。共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)還需取25mL通過bbe藻類分析儀(德國生產(chǎn)的bbe透明熒光計(jì),bbeMoldaenke)測(cè)定藻液的Fv/Fm(PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量)。2.2.4實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組顯著性差異的分析對(duì)每組實(shí)驗(yàn)的平行樣計(jì)算平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=3)。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的顯著性差異用單向ANOVA進(jìn)行分析,Tukey檢驗(yàn)(α=0.05)用于平均值的檢驗(yàn)。設(shè)P小于0.05為具有顯著性差異的標(biāo)準(zhǔn)。3結(jié)果3.1兩組的生長狀況圖1顯示了在c(N)/c(P)=16及120水平兩種營養(yǎng)鹽條件下的藻密度變化情況。在等于16的培養(yǎng)液中,實(shí)驗(yàn)前6d,中肋骨條藻的濾液實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的生長無明顯差異,僅在第8天以后表現(xiàn)出輕微的生長受抑制,但抑制程度并不顯著(P=0.74>0.05)。東海原甲藻實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的生長狀況基本一致(P=0.80>0.05)。在等于120營養(yǎng)鹽水平下,在濾液中培養(yǎng)的中肋骨條藻受到明顯的化感抑制作用(P=0.04<0.05),最大細(xì)胞密度僅為對(duì)照組的48%。東海原甲藻的生長沒有受到明顯的影響(P=0.46>0.05)。3.2中骨折條藻的生長為了探討藻的生長階段對(duì)化感作用的影響,本文進(jìn)行了相關(guān)的濾液培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。對(duì)于中肋骨條藻,指數(shù)期及衰亡期濾液對(duì)其自身的生長均有很明顯的抑制作用(P=0.04<0.05)。在指數(shù)期濾液中培養(yǎng)的中肋骨條藻,前2d的生長與對(duì)照組基本一致,但隨后即受到強(qiáng)烈的抑制作用,第4天的抑制率(IR,inhibitionratio)達(dá)到81%,第6天以后藻細(xì)胞基本消失,最大藻密度僅為對(duì)照組的44%。在衰亡期濾液中培養(yǎng)的中肋骨條藻生長較緩慢,從實(shí)驗(yàn)第2天開始,藻密度就低于對(duì)照組,最大抑制率為74%。指數(shù)期濾液對(duì)中肋骨條藻的自化感抑制作用略強(qiáng)于衰亡期濾液(P=0.04<0.05)。對(duì)于東海原甲藻,與對(duì)照組相比,中肋骨條藻濾液對(duì)其生長無明顯的影響(P=0.48>0.05),指數(shù)期濾液與衰亡期濾液之間亦無明顯差異(P=0.63>0.05),即中肋骨條藻濾液對(duì)東海原甲藻的生長不表現(xiàn)化感作用。3.3濾液比例對(duì)骨折條藻生長的影響為了進(jìn)一步驗(yàn)證中肋骨條藻濾液對(duì)其本身的化感作用,我們進(jìn)行了不同比例的濾液添加實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出隨著所含濾液比例的增加,化感抑制作用的程度會(huì)增強(qiáng),而且各個(gè)實(shí)驗(yàn)組間具有明顯的差異(P=0.04<0.05)。在10%,40%及70%比例的濾液中,中肋骨條藻的生長曲線表現(xiàn)出明顯的梯度,最大抑制率隨濾液比例的增加而依次增加(從40%到70%)。100%比例的濾液對(duì)中肋骨條藻生長的抑制作用最強(qiáng),但其前2d的生長狀況好于其他實(shí)驗(yàn)組,從第4天開始才表現(xiàn)劇烈的抑制作用,藻細(xì)胞在第6天基本消失。3.4濾液對(duì)藻的降解和培養(yǎng)圖4為中肋骨條藻濾液降解實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。由圖4可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于指數(shù)期濾液,隨著放置時(shí)間延長,濾液對(duì)中肋骨條藻的化感抑制作用會(huì)減弱,最大抑制率從100%降至29%,而且各組間表現(xiàn)出明顯的差異性(P=0.04<0.05),因此可以認(rèn)為指數(shù)期濾液中產(chǎn)生抑藻作用的化感物質(zhì)會(huì)隨時(shí)間而發(fā)生降解。對(duì)于衰亡期濾液,放置7d后并未表現(xiàn)出明顯的降解現(xiàn)象(P=0.78>0.05)。除第8天的藻密度有較大差異外(7.3×104與3.7×104個(gè)/cm3),實(shí)驗(yàn)組與新鮮濾液中藻的生長狀況基本一致。圖5為東海原甲藻在濾液降解實(shí)驗(yàn)中的培養(yǎng)結(jié)果。對(duì)于中肋骨條藻的指數(shù)期濾液,其放置4,7及10d后培養(yǎng)東海原甲藻,與新鮮濾液的培養(yǎng)結(jié)果相比,藻的生長并未表現(xiàn)明顯的差異(P=0.78>0.05)即濾液對(duì)東海原甲藻無化感作用,而且藻的生長不受濾液降解的影響。從衰亡期濾液可以得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.5共培體系中骨折條藻的生長為了探討化感作用對(duì)中肋骨條藻與東海原甲藻種間競(jìng)爭(zhēng)的影響,本文進(jìn)行了共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖6和7所示。觀察圖6可以發(fā)現(xiàn),在指數(shù)期濾液中,中肋骨條藻在初始會(huì)表現(xiàn)出明顯的增長,于4~7d達(dá)到最大藻密度(9.7×104個(gè)/cm3),隨后藻的生長進(jìn)入衰亡期,從第13天開始藻細(xì)胞基本消失。在整個(gè)培養(yǎng)過程中,東海原甲藻并未表現(xiàn)出明顯的增長,藻密度基本維持在2~3×104個(gè)/cm3。從第11天開始,東海原甲藻的密度高于中肋骨條藻,成為共培體系中的優(yōu)勢(shì)種,兩種藻表現(xiàn)出較明顯的競(jìng)爭(zhēng)演替現(xiàn)象。觀察Fv/Fm的測(cè)試結(jié)果也發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)液的總體活性在第6~11天降到最低后于第13天上升,并且基本保持穩(wěn)定,此時(shí)東海原甲藻為共培體系的主體藻類,而且生長狀況良好。圖7為衰亡期中肋骨條藻濾液中兩種藻的共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),結(jié)果與指數(shù)期濾液基本一致。在共培養(yǎng)開始階段中肋骨條藻迅速增長,并且最大藻密度(16.0×104個(gè)/cm3)高于指數(shù)期濾液。藻的生長從第6天開始衰減,13d后藻細(xì)胞基本消失。共培體系中的東海原甲藻沒有明顯的生長期,藻密度維持為2×104~3×104個(gè)/cm3,并從第11天起密度高于中肋骨條藻。Fv/Fm的結(jié)果與圖6基本一致,藻的活性在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行6d后降至最低,11d后增大并保持穩(wěn)定。4化感作用對(duì)浮生植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響化感作用(allelopathy)是指植物或微生物的代謝分泌物對(duì)環(huán)境中其他植物或微生物的有利或不利作用。植物化感作用在森林更新、草原治理以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)等方面有著很廣泛的應(yīng)用。對(duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng),浮游植物間的化感作用也是普遍存在的自然現(xiàn)象。有研究發(fā)現(xiàn),很多浮游藻類可以通過化感作用來影響共存藻類的生長,例如,劉潔生等在研究塔瑪亞歷山大藻時(shí)發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的溶血毒素能有效地抑制微藻的生長;Ribalet等發(fā)現(xiàn)瑪氏骨條藻(Skeletonemamarinoi)可以產(chǎn)生短鏈不飽和醛作為化學(xué)防御物質(zhì),并對(duì)其他生物產(chǎn)生毒害作用;Wang等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在錐形斯克里普藻(Scrippsiellatrochoidea)和東海原甲藻的共培養(yǎng)體系中,錐形斯克里普藻可以依靠化感作用而獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。Tameishi等認(rèn)為微小原甲藻(Prorocentrumminimum)可以產(chǎn)生高分子量的多糖組分來抑制中肋骨條藻的生長。通過化感作用來進(jìn)行種間競(jìng)爭(zhēng)是浮游植物群落發(fā)展及演變的一個(gè)基本原因,有研究證明通過藻類胞外活性物質(zhì)的相互影響,可以直接實(shí)現(xiàn)藻類不同種群之間及藻類與其他生物類群之間的相互作用,從而影響浮游植物群落的組成、演替和平衡。為了研究化感作用在中肋骨條藻與東海原甲藻種間競(jìng)爭(zhēng)及演替中的作用,本文進(jìn)行了中肋骨條藻的濾液培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。4.1營養(yǎng)鹽限制對(duì)藻類活性的影響在海洋環(huán)境中營養(yǎng)鹽的濃度一般都較低,而且近岸水體的富營養(yǎng)化常導(dǎo)致N與P含量比的失調(diào)。為了更貼近海洋中氮磷的含量,我們選擇在低的營養(yǎng)鹽條件下進(jìn)行藻類培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。在東海赤潮高發(fā)區(qū)常于每年春季暴發(fā)中肋骨條藻赤潮,隨后會(huì)向東海原甲藻赤潮演替。在赤潮發(fā)生及演替的過程中,氮磷的含量及比例會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)2006年東海赤潮高發(fā)區(qū)的調(diào)查結(jié)果,在中肋骨條藻赤潮暴發(fā)之前,水體的N與P含量比值在40左右,而中肋骨條藻赤潮消退后,該比值會(huì)升高至120左右。本文據(jù)此來設(shè)計(jì)氮磷濃度及比例進(jìn)行藻類的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。通過濾液培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)可以看出,c(N)/c(P)=40水平下培養(yǎng)中肋骨條藻所獲取的濾液對(duì)其自身會(huì)產(chǎn)生抑制作用,而且濾液添加至120水平的抑制作用比添加至16水平的抑制作用強(qiáng)烈。很多研究表明營養(yǎng)鹽限制會(huì)促進(jìn)藻類化感物質(zhì)的產(chǎn)生和釋放,例如Johansson等認(rèn)為在營養(yǎng)鹽限制條件下培養(yǎng)的小三毛金藻(Prymnesiumparvum)比在營養(yǎng)鹽充足條件下培養(yǎng)的藻類具有更高的溶血毒性。Fistarol等及Granéli等認(rèn)為營養(yǎng)鹽限制下的小三毛金藻濾液會(huì)顯著抑制其他浮游植物的生長,但無營養(yǎng)鹽限制下的濾液卻會(huì)促進(jìn)藻類的生長。Ribalet等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氮或磷限制會(huì)促進(jìn)瑪氏骨條藻多不飽和醛的產(chǎn)生。本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果亦認(rèn)為營養(yǎng)鹽限制(本文為磷限制)會(huì)增強(qiáng)藻類的化感作用。另外,研究發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)鹽限制不僅可以影響化感藻,也會(huì)使得目標(biāo)藻更加敏感,從而對(duì)化感物質(zhì)的反應(yīng)也更強(qiáng)烈。Fistarol等研究發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)鹽限制條件下威氏海鏈藻(Thalassiosiraweissflogii)對(duì)小三毛金藻化感物質(zhì)的反應(yīng)比在營養(yǎng)鹽充足條件下更敏感。因此,本文認(rèn)為磷限制會(huì)增強(qiáng)中肋骨條藻化感作用的效果,這可能是化感物質(zhì)產(chǎn)量的增加或目標(biāo)藻敏感性的增強(qiáng)。4.2穩(wěn)定期濾液對(duì)中造林藻化感作用的影響化感作用受藻類生長階段的影響,Schmidt和Hansen認(rèn)為指數(shù)期藻類的化感作用最強(qiáng),穩(wěn)定期減弱,衰老的藻細(xì)胞不表現(xiàn)化感作用。Suikkanen等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Nodulariaspumigena在指數(shù)期對(duì)威氏海鏈藻和Rhodomonassp.的化感作用要強(qiáng)于穩(wěn)定期。Wang等通過濾液培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)塔瑪亞歷山大藻(Alexandriumtamarense)穩(wěn)定期濾液對(duì)東海原甲藻的抑制作用要比指數(shù)期濾液的抑制作用強(qiáng),即塔瑪亞歷山大藻穩(wěn)定期藻液中含有較多的化感物質(zhì)。為了探討生長階段對(duì)中肋骨條藻化感作用的影響,本文取不同生長階段的無藻細(xì)胞濾液來進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在c(N)/c(P)=120水平的培養(yǎng)條件下,相比衰亡期濾液來講,中肋骨條藻指數(shù)期濾液對(duì)其本身具有更強(qiáng)的化感抑制作用,但兩個(gè)生長期的濾液對(duì)東海原甲藻的生長均沒有影響。因此,本文認(rèn)為化感作用的程度與藻類的生長期密切相關(guān),在本文的實(shí)驗(yàn)條件下,指數(shù)期的中肋骨條藻具有較強(qiáng)的化感作用。另外,化感物質(zhì)的作用程度與化感藻及受試藻的密度有關(guān):假設(shè)處于某生長期的化感藻每個(gè)細(xì)胞可以釋放的化感物質(zhì)的量為X0,則整個(gè)培養(yǎng)體系中化感物質(zhì)的總量為N0X0(N0為化感藻的密度);若假設(shè)受試藻的密度為Ni,則每個(gè)受試藻所承受的化感物質(zhì)的量Xi為N0X0Ni-1。因此,對(duì)于同樣的N0與X0,受試藻的密度Ni越高,則化感作用的程度就越低,在低于能夠產(chǎn)生抑制作用的臨界密度時(shí),化感物質(zhì)對(duì)受試藻不會(huì)表現(xiàn)抑制作用甚至可能會(huì)表現(xiàn)促進(jìn)作用。更確切的來講,本文是在受試藻接種密度較低的情況下,處于指數(shù)期的中肋骨條藻濾液會(huì)對(duì)自身藻細(xì)胞產(chǎn)生抑制作用,至于體系中化感物質(zhì)的成分、含量及其臨界濃度還需要更進(jìn)一步的研究。4.3在衰亡期濾液中的降解在本文所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中,中肋骨條藻濾液及海水均未滅菌,因此必須討論共存細(xì)菌對(duì)藻類化感作用的影響。Twist和Codd認(rèn)為未滅菌的無藻細(xì)胞濾液在放置過程中藻類所產(chǎn)生的化感物質(zhì)會(huì)在某些機(jī)制的作用下而發(fā)生降解,而細(xì)菌產(chǎn)生的物質(zhì)則不會(huì)發(fā)生變化。本文對(duì)未滅菌的中肋骨條藻濾液進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn),如果化感作用的程度會(huì)隨時(shí)間發(fā)生降解,則說明化感物質(zhì)主要由藻細(xì)胞產(chǎn)生,細(xì)菌并不會(huì)產(chǎn)生有效的作用物質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)中肋骨條藻指數(shù)期濾液對(duì)其本身的抑制程度會(huì)隨時(shí)間發(fā)生明顯的變化,新鮮濾液的抑制作用最強(qiáng),放置10d后最大抑制率降至29%。對(duì)于衰亡期濾液,放置7d后并未表現(xiàn)出明顯的降解,這可能是不同階段的濾液中化感物質(zhì)的組成不同,從而降解機(jī)制有所差異。我們也可以發(fā)現(xiàn)中肋骨條藻在衰亡期濾液中(包括新鮮濾液及放置7d后濾液)的生長,與在放置7d后的指數(shù)期濾液中的生長情況基本一致。因此,通過降解實(shí)驗(yàn)可以認(rèn)為中肋骨條藻濾液中的化感物質(zhì)主要由中肋骨條藻產(chǎn)生,并且會(huì)隨時(shí)間發(fā)生降解,細(xì)菌對(duì)化感作用的貢獻(xiàn)不大。很多研究認(rèn)為細(xì)菌并非化感作用的原因種,如Suikkanen等發(fā)現(xiàn)主要含有細(xì)菌代謝物質(zhì)的濾液并不能抑制Rhodomonassp.的生長。Wang等發(fā)現(xiàn)在有菌及無菌東海原甲藻濾液中,塔瑪亞歷山大藻的生長狀況基本一致。化感物質(zhì)發(fā)生降解的機(jī)制可能有很多,比如由于UV射線的作用、細(xì)菌的降解,或者在細(xì)胞表面的附著等。很多研究報(bào)道過相對(duì)于濾液的一次性添加,重復(fù)的濾液添加會(huì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的化感作用,即化感物質(zhì)在一定條件下會(huì)發(fā)生降解。例如在小三毛金藻濾液中培養(yǎng)的威氏海鏈藻、Rhodomonascfbaltica和微小原甲藻在開始受到抑制后,經(jīng)過一段時(shí)間會(huì)恢復(fù)生長,但是重復(fù)的濾液添加則沒有這種現(xiàn)象。Tillmann等也發(fā)現(xiàn)在Alexandriumostenfeldii濾液中培養(yǎng)的錐形斯克里普藻經(jīng)過一段時(shí)間會(huì)恢復(fù)生長。4.4藍(lán)藻的自毒作用Inderjit等認(rèn)為浮游植物的化感作用主要表現(xiàn)為4種形式:(1)影響共存藻的生長(促進(jìn)或抑制);(2)影響浮游藻類自身的生長;(3)影響其他共存微生物的生長;(4)影響高營養(yǎng)級(jí)生物的生長。本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),中肋骨條藻的濾液對(duì)其自身的生長有抑制作用,這種現(xiàn)象可以稱為自化感作用(autoallelopathy)。自化感作用尤其是自抑制現(xiàn)象(autoinhibition)在自然界中廣泛存在,并且在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、森林植被中有較多的研究。在水生生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)于自化感作用的研究比較少。Harder在1917年報(bào)道過淡水藍(lán)藻Nostocpunctiforme的自抑制現(xiàn)象;單細(xì)胞綠藻Chlorellavulgaris可以產(chǎn)生一種能引起自毒作用的物質(zhì);Jorgensen發(fā)現(xiàn)Nitzschiapalea會(huì)產(chǎn)生一種自毒物質(zhì);Harris發(fā)現(xiàn)Platydorinacaudata(Volvocaceae)在開始時(shí)會(huì)促進(jìn)自身的生長,但是隨后產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用。Imada等[30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41]報(bào)道過中肋骨條藻的自化感現(xiàn)象,本文的研究結(jié)果與此相符。Yamasaki等研究發(fā)現(xiàn)中肋骨條藻的濾液對(duì)受試藻的化感作用依賴于受試藻的密度,并且可能表現(xiàn)為抑制或者促進(jìn)作用。趙衛(wèi)紅等用在不同營養(yǎng)條件下生長的中肋骨條藻濾液來培養(yǎng)東海原甲藻,結(jié)果發(fā)現(xiàn)東海原甲藻的生長受到促進(jìn)作用,并且在磷限制條件下對(duì)東海原甲藻的促進(jìn)作用最明顯,但是本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有所不同。在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)中肋骨條藻的無藻細(xì)胞濾液不會(huì)對(duì)東海原甲藻的生長產(chǎn)生影響,我們認(rèn)為這可能是由于其對(duì)中肋骨條藻的化感物質(zhì)有較強(qiáng)的耐受能力。很多研究發(fā)現(xiàn)有些藻類會(huì)對(duì)某些化感物質(zhì)不敏感,這種現(xiàn)象在能夠發(fā)生演替的藻類中尤為重要。例如,小三毛金藻常在赤潮中與藍(lán)藻共存,Fistarol等發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻對(duì)小三毛金藻的化感物質(zhì)有較強(qiáng)的耐受能力,Suikkanen等因此認(rèn)為藻類在共存或演替過程中會(huì)發(fā)生共同進(jìn)化(co-evolution),從而導(dǎo)致藻類對(duì)彼此所產(chǎn)生的物質(zhì)表現(xiàn)出耐受性。中肋骨條藻與東海原甲藻在自然界中可以共存,并且常出現(xiàn)赤潮演替現(xiàn)象,所以兩種藻間可能存在共同進(jìn)化,從而導(dǎo)致東海原甲藻對(duì)中肋骨條藻的化感物質(zhì)有較強(qiáng)的耐受能力。4.5中小型藻類競(jìng)爭(zhēng)演替對(duì)東海原甲藻的影響通過前部分實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中肋骨條藻濾液會(huì)抑制其自身的生長,但對(duì)東海原甲藻的生長無影響,本文以此對(duì)中肋骨條藻與東海原甲藻進(jìn)行了共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),采用指數(shù)期及衰亡期的中肋骨條藻濾液作為培養(yǎng)基