海洋尖尾藻的攝食

安鑫龍，李雪梅，李亞寧

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院 赤潮與水環(huán)境實驗室，河北 秦皇島 066003；2.南開大學(xué)濱海學(xué)院，天津 300270）

海洋尖尾藻的攝食

安鑫龍1，李雪梅1，李亞寧2

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院 赤潮與水環(huán)境實驗室，河北 秦皇島 066003；2.南開大學(xué)濱海學(xué)院，天津 300270）

海洋尖尾藻（Oxyrrhis marina）是世界廣布的一種赤潮原因甲藻。以亞心形扁藻（Platymonas subcordiformis）和米氏凱倫藻（Karenia mikimotoi）等6種海洋微藻為餌料對海洋尖尾藻的攝食進行了顯微觀察。結(jié)果表明：海洋尖尾藻的攝食方式為濾食，整個攝食過程分為水流形成和胞吞作用兩個階段；水流形成依靠海洋尖尾藻整個細胞圍繞餌料藻旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)，胞吞器官為縱溝；每個海洋尖尾藻細胞內(nèi)可同時容納餌料藻一至數(shù)個。此外，分屬于不同門類的供試藻均能被海洋尖尾藻攝食。

海洋尖尾藻；攝食方式；攝食過程；濾食；胞吞作用

近年來，隨著環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟的高速發(fā)展和海洋開發(fā)活動不斷加強，氮、磷等營養(yǎng)鹽排入渤海的總量逐年增加，隨之而來的是大面積甲藻赤潮頻繁發(fā)生，給沿海經(jīng)濟帶來巨大損失。究其原因可知，營養(yǎng)鹽的輸入引起了渤海營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)和比例發(fā)生改變，導(dǎo)致海洋浮游植物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使鞭毛藻種類和數(shù)量明顯增加[1]。

海洋尖尾藻（Oxyrrhis marina）是世界沿海廣布的一種海生自由生活的單細胞真核、具兩條腰生鞭毛的典型赤潮原因甲藻，分布于我國廣東大鵬灣和大亞灣、山東青島以及河北秦皇島等沿海，以硅藻、綠藻、隱藻、甲藻、金藻和細菌等作為其主要餌料進行異養(yǎng)型雜食生活[2-4]。海洋尖尾藻在國內(nèi)還沒有引起廣泛重視，除了其微觀結(jié)構(gòu)[5-6]有報道外，關(guān)于其生物學(xué)方面的研究成果還鮮見報道[1-3]。本實驗室從河北省秦皇島沿海成功分離一株海洋尖尾藻并對其進行了室內(nèi)培養(yǎng)，研究發(fā)現(xiàn)，亞心形扁藻（Platymonas subcordiformis）和米氏凱倫藻（Karenia mikimotoi）等可作為海洋尖尾藻室內(nèi)長期培養(yǎng)的餌料，在米氏凱倫藻培養(yǎng)液內(nèi)接種海洋尖尾藻7 d后培養(yǎng)液的顏色由餌料藻的黃褐色變?yōu)榈奂t色，而且高密度的蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa，起始密度為 6.1×107cell·ml-1）和湛江等鞭金藻（Isochrysis zhangjiangensis，起始密度為4.6×106cell·ml-1）培養(yǎng)液中海洋尖尾藻的生長受到了不同程度的抑制[2-3]。

本研究以亞心形扁藻、米氏凱倫藻、蛋白核小球藻、湛江等鞭金藻、綠色巴夫藻（Pavlova viridis）和三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）等6種海洋微藻作為海洋尖尾藻的餌料對其進行了室內(nèi)培養(yǎng)，跟蹤觀察了海洋尖尾藻的攝食過程，希望能為今后海洋尖尾藻的生物學(xué)研究提供一定依據(jù)，從而為海洋尖尾藻的開發(fā)利用及其引發(fā)赤潮的調(diào)控研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試藻種

海洋尖尾藻、亞心形扁藻、蛋白核小球藻、綠色巴夫藻、三角褐指藻、湛江等鞭金藻和米氏凱倫藻均由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院赤潮與水環(huán)境實驗室提供。

1.1.2 主要儀器、設(shè)備

OLYMPUS顯微鏡（日本）；GXZ智能型光照培養(yǎng)箱（寧波江南儀器廠）。

1.2 方法

1.2.1 海洋尖尾藻的室內(nèi)培養(yǎng)

在6瓶各盛有200 ml供試餌料藻培養(yǎng)液的三角瓶中，分別加入海洋尖尾藻，然后放置于培養(yǎng)箱內(nèi)進行培養(yǎng)，用顯微鏡檢查海洋尖尾藻的生長情況，每天定時搖動各培養(yǎng)瓶兩次[3]。

1.2.2 海洋尖尾藻細胞攝食的顯微觀察

分別吸一小滴1.2.1中培養(yǎng)的海洋尖尾藻培養(yǎng)液置潔凈的凹玻片中央，然后利用OLYMPUS顯微鏡連續(xù)觀察，檢查海洋尖尾藻細胞對供試餌料藻的攝食情況并拍攝海洋尖尾藻細胞對亞心形扁藻和米氏凱倫藻的攝食過程。

2 結(jié)果與分析

2.1 海洋尖尾藻的攝食過程

經(jīng)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，海洋尖尾藻細胞靠近餌料藻細胞后，以餌料藻在內(nèi)、海洋尖尾藻在外的排列方式沿視野水平方向或垂直方向等連續(xù)旋轉(zhuǎn)若干圈后，海洋尖尾藻逐漸將整個餌料藻細胞裹入縱溝，然后通過原生質(zhì)蠕動進入體內(nèi)（圖1：A-C），形成“食物泡”后逐漸被消化吸收（圖 1-D）。因此，海洋尖尾藻的攝食方式為濾食性，整個攝食過程分為兩個階段：第一階段為水流形成（圖1-A，弧形箭頭表示海洋尖尾藻和餌料藻共同旋轉(zhuǎn)以及水流方向），第二階段為胞吞作用（圖1-B，表示餌料藻已經(jīng)接近海洋尖尾藻的縱溝；圖1-C，表示餌料藻已經(jīng)通過海洋尖尾藻縱溝進入海洋尖尾藻細胞內(nèi)）。本次研究發(fā)現(xiàn)，所有供試餌料藻每次被攝食的細胞數(shù)均為1個，有些海洋尖尾藻細胞可逐漸攝食第2個餌料藻細胞、第3個餌料藻細胞……。因此，每個海洋尖尾藻細胞內(nèi)可同時容納餌料藻數(shù)目為一至數(shù)個，且隨著時間延長海洋尖尾藻細胞內(nèi)的餌料藻個體逐漸變小，海洋尖尾藻細胞顏色隨餌料藻種類不同發(fā)生變化（圖2和圖3分別顯示細胞內(nèi)含有亞心形扁藻和米氏凱倫藻的海洋尖尾藻）。

圖1 海洋尖尾藻攝食過程示意圖

圖2 海洋尖尾藻細胞內(nèi)的亞心形扁藻

圖3 海洋尖尾藻細胞內(nèi)的米氏凱倫藻

2.2 海洋尖尾藻的攝食范圍

本試驗中，除亞心形扁藻、綠色巴夫藻和米氏凱倫藻[2-3]已被證實可作為優(yōu)質(zhì)餌料外，蛋白核小球藻、三角褐指藻和湛江等鞭金藻這3種個體小于海洋尖尾藻的種類均能被海洋尖尾藻攝食。此外，試驗表明，低濃度下蛋白核小球藻、三角褐指藻和湛江等鞭金藻也是海洋尖尾藻室內(nèi)長期培養(yǎng)的重要餌料藻。

3 討論

（1）海洋尖尾藻的攝食方式為濾食，水流形成過程具有特殊性。目前，海洋尖尾藻的分類地位在國內(nèi)還存在分歧。根據(jù)海洋尖尾藻的異養(yǎng)雜食性營養(yǎng)方式，其濾食性攝食方式具有海洋浮游動物的屬性。海洋浮游動物濾食時產(chǎn)生水流的方法包括纖毛、觸角、胸肢或尾部等的擺動以及肌肉收縮等[7]。海洋尖尾藻攝食過程依靠整個細胞圍繞餌料藻旋轉(zhuǎn)形成水流，這一點較為特殊。

（2）海洋尖尾藻的攝食范圍廣泛，縱溝是其胞吞作用器官。通過顯微觀察并結(jié)合前期研究成果[3]可知，海洋尖尾藻能夠通過縱溝的胞吞作用對個體小于其本身、分屬于不同門類的亞心形扁藻、米氏凱倫藻、蛋白核小球藻、綠色巴夫藻、三角褐指藻和湛江等鞭金藻等餌料藻進行攝食。赤潮硅藻假微型海鏈藻（Thalassiosira pseudonana）[8]、隱藻鹽生紅胞藻（Rhodomonas salina）[9]和綠藻杜氏藻（Dunaliella tertiolecta）[10]等也是培養(yǎng)海洋尖尾藻的常用餌料藻，因此海洋尖尾藻攝食范圍廣泛。

致謝：廈門大學(xué)海洋與環(huán)境學(xué)院黃凌風(fēng)教授給予熱情指導(dǎo)，謹(jǐn)致謝忱!

[1]安鑫龍,么強,潘娟.河北省沿海赤潮[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2011:57-58.

[2]安鑫龍,李雪梅,么強.河北省1個赤潮藻新記錄種—海洋尖尾藻[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(9):5078.

[3]安鑫龍,李雪梅,宮春光.海洋尖尾藻的室內(nèi)培養(yǎng)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40（1）：85-86.

[4]ZhangJ Y,LI Y,Chen J X.Salinitytolerance and genetic diversityofthe dinoflagellate Oxyrrhis marina[J].Journal ofOcean UniversityofChina,2010,9(1):87-93.

[5]文建凡,吳傳芳,李靖炎.特殊渦鞭毛蟲-尖尾藻的核骨架[J].動物學(xué)研究,1992,13(1):89-94.

[6]張超英,曾叢梅,李靖炎.特殊渦鞭毛蟲-尖尾蟲染色體與典型渦鞭毛蟲染色體的比較研究[J].動物學(xué)研究,1996,17(3):331-336.

[7]鄭重.浮游生物學(xué)概論[M].北京:科學(xué)出版社,1964.

[8]Violeta S,Rafel S,Maria V-C,et al.Sulfur assimilation by Oxyrrhis marina feedingon a35S-DMSP-labelled prey[J].Environmental Microbiology,2009,11(12):3063-3072.

[9]Florian MH,Maarten B.Dietary-induced responses in the phagotrophic flagellate Oxyrrhis marina[J].Marine Biology,2010,157:1641-1651.

[10]Hartz A J,Sherr B F,Sherr E B.Photoresponse in the Heterotrophic Marine Dinoflagellate Oxyrrhis marina[J].Journal of Eukaryotic Microbiology,2011,58(2):171-177.

The Feeding of Oxyrrhis Marina

AN Xin-long1,LI Xue-mei1,LI Ya-ning2
(1.Laboratory of Harmful Algae and Aquatic Environment,Ocean College,Hebei Agricultural University,Qinhuangdao Hebei 066003,China;2.Binhai College,Nankai University,Tianjin 300270,China)

Oxyrrhis marina is one of dinoflagellates and widely distributed in the global coastal waters,which can initiate algal blooms at the appropriate time.Microscopic observations on feeding process of Oxyrrhis marina were studied.The results show that the feeding mode of Oxyrrhis marina is filter-feeding and the whole feeding process is divided into two stages:the first stage named flowformation and the second stage endocytosis.Flow-formation is dependent on rotation of the whole cell of Oxyrrhis marina with food algae and the longitudinal furrows are filter-feeding organs.There is one or several food algae contained in each Oxyrrhis marina cell at the same time.It is also shown that all the experimented food algae can be fed by Oxyrrhis marina.

Oxyrrhis marina;feeding mode;feeding process;filter-feeding;endocytosis

Q949

A

1003-2029（2012）01-0100-03

2011-11-24

河北省秦皇島市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計劃資助項目(201101A189)；河北農(nóng)業(yè)大學(xué)海洋學(xué)院博士科研啟動基金資助項目(BQ08-98)

安鑫龍(1976-)，男，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為赤潮科學(xué)和水生生物學(xué)。Email：axlqhd@126.com