兩種微藻對(duì)中華哲水蚤繁殖的影響——基于餌料生化組成分析

劉夢(mèng)壇, 金 鑫, 李超倫

(1. 山東膠州灣海洋生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站, 山東 青島 266071; 2. 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266071)

兩種微藻對(duì)中華哲水蚤繁殖的影響
——基于餌料生化組成分析

劉夢(mèng)壇1, 金 鑫2, 李超倫2

(1. 山東膠州灣海洋生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站, 山東 青島 266071; 2. 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266071)

在春季, 以中肋骨條藻和海洋原甲藻培養(yǎng)中華哲水蚤, 以饑餓培養(yǎng)作為對(duì)照, 測(cè)定了餌料的脂肪酸和揮發(fā)性不飽和醛類(lèi)的組成和含量、雌體的產(chǎn)卵率和卵的孵化率, 試圖探討藻類(lèi)生化組成對(duì)橈足類(lèi)繁殖的影響。結(jié)果表明, 中肋骨條藻單不飽和脂肪酸、∑16脂肪酸的含量相對(duì)較高, 而海洋原甲藻則具有更高含量的總脂肪酸、多不飽和脂肪酸、∑ω3、∑ω6、∑18脂肪酸。中肋骨條藻和海洋原甲藻分別測(cè)得了6種和3種不飽和醛類(lèi), 二者醛類(lèi)總含量分別為1438.95 μg/g和114.58 μg/g。在饑餓的情況下,中華哲水蚤的產(chǎn)卵會(huì)停止。中華哲水蚤在中肋骨條藻和海洋原甲藻培養(yǎng)下并沒(méi)有表現(xiàn)出產(chǎn)卵率和孵化率的差異, 一方面說(shuō)明并非所有的硅藻都會(huì)對(duì)橈足類(lèi)的繁殖產(chǎn)生抑制作用, 另一方面說(shuō)明藻類(lèi)進(jìn)入橈足類(lèi)體內(nèi)以后并未因其生化組成的差異對(duì)卵的孵化產(chǎn)生影響。中肋骨條藻培養(yǎng)下中華哲水蚤具有更高的死亡率, 表明硅藻在濃度較高時(shí)會(huì)對(duì)橈足類(lèi)的存活產(chǎn)生影響。

中華哲水蚤; 產(chǎn)卵率; 孵化率; 脂肪酸; 不飽和醛

橈足類(lèi)在自然界中以浮游植物特別是硅藻作為主要的餌料。此外, 橈足類(lèi)還會(huì)攝食甲藻、原生動(dòng)物、碎屑以及其他浮游動(dòng)物的卵和幼體[1-2]。餌料對(duì)橈足類(lèi)的繁殖活動(dòng)至關(guān)重要, 在餌料缺乏的情況下橈足類(lèi)的產(chǎn)卵行為會(huì)停滯[3]。在室內(nèi)以較高濃度的硅藻培養(yǎng)橈足類(lèi)時(shí), 卻發(fā)現(xiàn)其對(duì)橈足類(lèi)的生長(zhǎng)和繁殖均存在抑制作用[4-6]。目前大多數(shù)研究者認(rèn)為這種抑制作用可能是因?yàn)閱畏N硅藻餌料因缺乏某些關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分而影響了橈足類(lèi)的生長(zhǎng)和產(chǎn)卵[4,7]。考慮到脂類(lèi)物質(zhì)在卵和雌性橈足類(lèi)的卵巢中具有較高含量, 且在無(wú)節(jié)幼體早期發(fā)育過(guò)程中具有重要作用, 目前對(duì)這些關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分研究的焦點(diǎn)集中在脂類(lèi)物質(zhì)和一些多不飽和脂肪酸上[8-10]。另外也有報(bào)道認(rèn)為這種抑制作用是因?yàn)楣柙遽尫诺拇紊x物特別是揮發(fā)性的醛類(lèi)物質(zhì)會(huì)抑制橈足類(lèi)卵的孵化及無(wú)節(jié)幼體的發(fā)育[5,7]。但也有一些研究認(rèn)為橈足類(lèi)的繁殖活動(dòng)不受硅藻脂類(lèi)組成中某些多不飽和脂肪酸缺乏以及醛類(lèi)物質(zhì)釋放的影響[11-12], 這種情況在野外表現(xiàn)的更加明顯, 這可能是因?yàn)樽匀缓^(qū)硅藻密度太低, 還達(dá)不到對(duì)橈足類(lèi)生長(zhǎng)和繁殖造成抑制作用的濃度[13]。

中華哲水蚤是黃東海浮游動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種和關(guān)鍵種之一, 在中國(guó)近海生態(tài)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 不同種類(lèi)的藻類(lèi)對(duì)中華哲水蚤產(chǎn)卵和卵的孵化具有不同的影響效應(yīng)[14]。目前對(duì)不同的藻類(lèi)在中華哲水蚤繁殖過(guò)程中產(chǎn)生影響的具體機(jī)制尚不明確。本文以饑餓培養(yǎng)為對(duì)照, 以中肋骨條藻和海洋原甲藻培養(yǎng)中華哲水蚤, 通過(guò)分析餌料的脂肪酸和揮發(fā)性不飽和醛類(lèi)的組成和含量、雌體的產(chǎn)卵率和卵的孵化率探討了這兩種藻類(lèi)對(duì)中華哲水蚤繁殖產(chǎn)生影響的內(nèi)在原因。

1 材料與方法

1.1 藻類(lèi)培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)用藻種為中肋骨條藻(Skeletonema costatum) (ESD: ca. 10.1 μm)和海洋原甲藻(Prorocentrum micans) (ESD: ca.30 μm), 來(lái)自中科院海洋所海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。海水經(jīng)過(guò)砂濾后又先后經(jīng)過(guò)38 μm的篩絹和0.45 μm的混合纖維濾膜過(guò)濾, 高溫滅菌冷卻后加入f/2培養(yǎng)液培養(yǎng)藻類(lèi)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。培養(yǎng)條件為: 室溫18～22℃, 光暗比(L∶D)12h∶12h。

1.2 中華哲水蚤產(chǎn)卵和孵化實(shí)驗(yàn)

培養(yǎng)中華哲水蚤的海水過(guò)濾后再經(jīng)過(guò)充分的曝氣和預(yù)冷。實(shí)驗(yàn)用中華哲水蚤(Calanus sinicus)于2008年3月在青島中苑碼頭(36.04°N; 120.29°E)(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定水溫為 5.5℃)通過(guò)垂直拖網(wǎng)(淺水Ⅰ型浮游生物網(wǎng): 篩絹孔徑為500 μm)獲得。挑選健康成熟的雌體置于自制的400 mL產(chǎn)卵瓶?jī)?nèi), 實(shí)驗(yàn)設(shè)置海洋原甲藻(PM)、中肋骨條藻(SC)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組, 以饑餓(S)培養(yǎng)為對(duì)照。每組6個(gè)重復(fù), 每個(gè)重復(fù)5只雌體。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水溫將培養(yǎng)溫度控制在 5.5℃±0.5℃, 培養(yǎng)于黑暗條件下進(jìn)行。經(jīng)過(guò)48 h的馴化和排空后, PM培養(yǎng)組和SC培養(yǎng)組分別加入海洋原甲藻和中肋骨條藻。將兩種藻的濃度都維持在 1.0 μgC/mL(海洋原甲藻: 8.6×102個(gè)/mL; 中肋骨條藻: 3.3×104個(gè)/mL)左右, 遠(yuǎn)高于中華哲水蚤攝食閾值(約為0.2～0.3 μgC/mL)[14]。每日收集、計(jì)數(shù)產(chǎn)卵瓶?jī)?nèi)的卵, 并更換海水和餌料。將收集到的卵置于過(guò)濾海水中孵化 72 h, 計(jì)數(shù)孵化的無(wú)節(jié)幼體的數(shù)目。實(shí)驗(yàn)持續(xù)24 d。

1.3 脂肪酸和醛類(lèi)測(cè)定

用以測(cè)定脂肪酸組成的藻類(lèi)樣品取藻液約 200～500 mL經(jīng)2 400 r/min離心5 min后收集藻細(xì)胞沉淀,樣品冷凍干燥48 h后保存于–20℃。向樣品中加入C19∶0脂肪酸甲酯作為內(nèi)標(biāo), 0.01%BHT甲醇溶液作為抗氧化劑。樣品的處理參照Folch等[15]和Parrish[16]的方法, 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)樣品經(jīng)二氯甲烷: 甲醇(2∶1) 提取總脂后加入1 mL 0.5 mol/L KOH甲醇溶液于80℃水浴中皂化2 h。皂化反應(yīng)結(jié)束后加入1 mL13%BF3甲醇溶液于80℃水浴中甲酯化反應(yīng)1 h。脂肪酸甲酯經(jīng)正己烷萃取后將樣品定容至0.4 mL上機(jī)測(cè)定。甲醇、二氯甲烷和正己烷為 Merck公司生產(chǎn)的色譜純。BF3甲醇溶液、脂肪酸標(biāo)樣、BHT均為Sigma公司生產(chǎn)。

脂肪酸的組成和含量用Agilent 7890A型氣相色譜儀來(lái)分析。色譜條件如下:

毛細(xì)管色譜柱: DB-FFAP(30 m×0.25 mmID× 0.25 μm);

進(jìn)樣口溫度: 220℃;

檢測(cè)器溫度: 280℃;

柱溫: 程序升溫

用以測(cè)定揮發(fā)性醛類(lèi)的樣品處理方法參照肖榮輝[17], 取一定量的藻液經(jīng)2 400 r/min離心5 min后取3 mL左右的沉淀裝入20 mL頂空瓶中。樣品經(jīng)超聲破碎30s, 將頂空瓶于75℃恒溫條件下進(jìn)行磁力攪拌(攪拌速率為170 r/min), 平衡10 min, 然后以頂空固相微萃取法提取藻液中的揮發(fā)性醛類(lèi)物質(zhì), 15 min后立即插入氣相色譜汽化室230℃下解吸5 min, 進(jìn)行GC/MS分析。

樣品中醛類(lèi)以Thermo Finnigan Trace DSQ 2003型氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行分析, 以外標(biāo)法進(jìn)行定量。色譜條件如下:

毛細(xì)管色譜柱: DB-5MS(30 m×0.25 mmID×0.25 μm);

進(jìn)樣口溫度: 230℃;

柱溫: 程序升溫

質(zhì)譜條件如下: 傳輸桿溫度: 230℃, 離子源溫度: 230℃。

2 結(jié)果

2.1 中肋骨條藻和海洋原甲藻的脂肪酸組成

中肋骨條藻和海洋原甲藻的脂肪酸組成如表 1所示。中肋骨條藻的主要脂肪酸為14∶0、16∶0、16∶1ω7、16∶3ω4和20∶5ω3, 占總脂肪酸的77.17%。海洋原甲藻的主要脂肪酸為16∶0、18∶4ω3、18∶5ω3、20∶3ω6和22: 6ω3, 占總脂肪酸的90.49%。其中, 16∶3ω4僅在中肋骨條藻中測(cè)得, 而18∶5ω3、20∶3ω6僅在海洋原甲藻中測(cè)得。16∶0作為兩種藻的主要脂肪酸, 它在中肋骨條藻和海洋原甲藻中的含量均較高。14∶0、16∶1ω7、和20∶5ω3在中肋骨條藻中的含量顯著高于在海洋原甲藻中的含量(分別為P＜0.005,P＜0.05和P＜0.001), 而18∶4ω3和22∶6ω3在海洋原甲藻中的含量則顯著高于在中肋骨條藻中的含量(分別為P＜0.05和P＜0.001)。中肋骨條藻∑16、SFA(飽和脂肪酸)和 MUFA(單不飽和脂肪酸)的含量遠(yuǎn)高于海洋原甲藻(P＜0.05), 而∑18、∑ω3、∑ω6的含量則遠(yuǎn)低于海洋原甲藻(P＜0.001), 另外中肋骨條藻PUFA(多不飽和脂肪酸)的含量也遠(yuǎn)低于海洋原甲藻(P＜0.05)。兩種藻總脂肪酸含量分別為 23.93μg/mg± 0.47μg/mg和69.72μg/mg±3.54μg/mg, 經(jīng)t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中肋骨條藻總脂肪酸含量顯著低于海洋原甲藻(P＜0.005)。

2.2 中肋骨條藻和海洋原甲藻中不飽和醛類(lèi)組成及含量

中肋骨條藻和海洋原甲藻不飽和醛類(lèi)總含量分別為1438.95 μg/g和114.58 μg/g(表2), 前者遠(yuǎn)高于后者。實(shí)驗(yàn)中中肋骨條藻共測(cè)得6種醛類(lèi), 分別為反式-2-己烯醛、庚醛、反式-2-庚烯醛、反式-2, 4-庚二烯醛、反式-2-癸烯醛和反式-2, 4-癸二烯醛。海洋原甲藻則僅測(cè)得 3種醛類(lèi), 分別為反式-2-己烯醛、庚醛和反式-2, 4-庚二烯醛, 且測(cè)得的這三種醛的含量也遠(yuǎn)低于中肋骨條藻。

表1 中肋骨條藻和海洋原甲藻脂肪酸組成(%)Tab.1 Fatty acid composition (%) of Skeletonemacostatum and Prorocentrum micans

表2 中肋骨條藻和海洋原甲藻醛類(lèi)組成和含量(μg/g)Tab.2 Unsaturated aldehydes contents (μg/g) of Skeletonema costatum and Prorocentrum micans

2.3 中華哲水蚤的產(chǎn)卵率和孵化率

不同處理下中華哲水蚤存活率的變化具有相似的特征(圖1), 即在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始幾天后出現(xiàn)一個(gè)下降期,實(shí)驗(yàn)中期存活率保持穩(wěn)定, 實(shí)驗(yàn)結(jié)束前幾天出現(xiàn)另一個(gè)下降期。相對(duì)來(lái)說(shuō)SC培養(yǎng)的存活率下降的最多, PM培養(yǎng)的存活率下降的最少。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí), SC培養(yǎng)、饑餓培養(yǎng)、PM 培養(yǎng)下中華哲水蚤的存活率分別為67%、81%和87%。

圖1 不同培養(yǎng)條件下中華哲水蚤的存活率Fig.1 Survival (%) of Calanus sinicus on different diets

三種培養(yǎng)下中華哲水蚤產(chǎn)卵率的變化如圖 2所示。饑餓培養(yǎng)下中華哲水蚤的產(chǎn)卵率逐漸下降, 5 d之后就停止了產(chǎn)卵, 之后僅有個(gè)別個(gè)體產(chǎn)少量的卵。經(jīng)過(guò)48 h馴化后, SC培養(yǎng)和PM培養(yǎng)下中華哲水蚤第2天產(chǎn)卵率都很低, 第3天產(chǎn)卵率則迅速升高。隨后的10 d中, 二者的產(chǎn)卵率均保持在一個(gè)相對(duì)較高的水平。到第 12天時(shí), 二者的產(chǎn)卵率均迅速下降, 直到17 d以后開(kāi)始逐漸升高。SC培養(yǎng)、饑餓培養(yǎng)、PM培養(yǎng)下中華哲水蚤的平均產(chǎn)卵率分別為: (3.84±2.80)eggs/(fem·d)、(0.21±0.37) eggs/(fem·d)、(3.76±2.37) eggs/(fem·d)。SC培養(yǎng)和PM培養(yǎng)的中華哲水蚤產(chǎn)卵率之間并無(wú)顯著差異。

圖2 不同培養(yǎng)條件下中華哲水蚤此雌體的產(chǎn)卵率eggs/(fem·d)Fig.2 Daily egg production rate (eggs/(fem·d)) of Calanussinicus on different diets

SC培養(yǎng)和PM培養(yǎng)下中華哲水蚤卵的孵化率如圖3所示。SC培養(yǎng)的中華哲水蚤卵的孵化率在第10天和第19天時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)低值。SC培養(yǎng)和PM培養(yǎng)的中華哲水蚤卵的平均孵化率分別為 80.21%±11.88%和 86.24%±8.03%, 二者之間并無(wú)顯著差異。相對(duì)來(lái)說(shuō), 整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中SC培養(yǎng)的中華哲水蚤卵的孵化率比PM培養(yǎng)的中華哲水蚤卵的孵化率波動(dòng)要大。

圖3 不同培養(yǎng)條件中華哲水蚤卵的孵化率(%)Fig.3 Daily hatching success (%) of Calanus sinicus on different diets

3 討論

3.1 中肋骨條藻和海洋原甲藻的化學(xué)組成

各個(gè)門(mén)類(lèi)的海洋微藻具有不同的脂肪酸組成特征[18]。藻類(lèi)的脂肪酸組成還會(huì)因?yàn)榕囵B(yǎng)條件和生長(zhǎng)期的不同而發(fā)生變化[19]。本研究中中肋骨條藻的主要脂肪酸為 14∶0、16∶0、16∶1ω7、16∶3ω4和20∶5ω3, 海洋原甲藻的主要脂肪酸為 16∶0、18∶4ω3、18∶5ω3、20∶3ω6和22∶6ω3, 表現(xiàn)出典型的硅藻門(mén)和甲藻門(mén)的脂肪酸組成特征[18]。按脂肪酸分類(lèi)來(lái)看, 二者脂肪酸組成的差異還表現(xiàn)在中肋骨條藻具有較高含量的∑16、SFA和MUFA, 而海洋原甲藻具有較高含量的∑18、∑ω3、∑ω6和PUFA。其中, 20∶5ω3、22∶6ω3等脂肪酸不能由捕食者自身合成而必須從食物中獲得, 是動(dòng)物體內(nèi)的必需脂肪酸[20]。不同的餌料因脂肪酸組成的不同提供給捕食者的脂肪酸的種類(lèi)和含量也不同, 如果餌料中缺乏一些必需脂肪酸,則會(huì)對(duì)捕食者的一些生理活動(dòng)產(chǎn)生影響[21]。在相同的培養(yǎng)條件下, 海洋原甲藻總脂肪酸含量大約是中肋骨條藻的 3倍左右。因此相同質(zhì)量的海洋原甲藻能夠比中肋骨條藻提供給捕食者更多的脂肪酸, 特別是那些對(duì)捕食者生長(zhǎng)發(fā)育很重要的必需脂肪酸。

研究表明, 一些硅藻在細(xì)胞破裂時(shí)(捕食者捕食等原因造成)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)釋放不飽和醛的混合物[22-23], 這些源于不飽和脂肪酸的醛類(lèi)會(huì)對(duì)植食性的甲殼類(lèi)產(chǎn)生毒性效應(yīng)[24-25]。目前關(guān)于醛類(lèi)測(cè)定的方法較多, 測(cè)得的結(jié)果也有差別。Miralto等[7]通過(guò)高分辨率質(zhì)譜測(cè)定了中肋骨條藻等三種硅藻中的三種醛類(lèi)的含量, Wichard 等[25]以氣質(zhì)聯(lián)用儀分析了五種硅藻中的四種醛類(lèi)的含量。由于培養(yǎng)條件、生長(zhǎng)階段和生長(zhǎng)狀態(tài)的不同, 硅藻釋放的醛類(lèi)也會(huì)有差別[26]。本研究中中肋骨條藻的醛類(lèi)總含量要遠(yuǎn)高于海洋原甲藻, 中肋骨條藻體內(nèi)的多不飽和醛類(lèi)共測(cè)得 6種,而海洋原甲藻體內(nèi)的醛類(lèi)僅測(cè)得 3種。可見(jiàn)除了硅藻, 其他種類(lèi)的一些海洋微藻也會(huì)釋放醛類(lèi), 在相同的條件下, 中肋骨條藻能夠比海洋原甲藻釋放更多種類(lèi)和更高含量的醛類(lèi)。本研究中僅選擇了單種硅藻和單種甲藻進(jìn)行了研究, 是否所有的硅藻都能比甲藻釋放更多種類(lèi)和更高含量的醛類(lèi)還需要選擇更多的硅藻和甲藻進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

3.2 餌料對(duì)中華哲水蚤產(chǎn)卵和孵化的影響

餌料對(duì)橈足類(lèi)的繁殖活動(dòng)至關(guān)重要。本研究中在饑餓的情況下, 中華哲水蚤的產(chǎn)卵活動(dòng)在5d后才幾乎完全停止。而Huggett[3]、林元燒和李松等[27]的研究中橈足類(lèi)在饑餓 2～3 d以后就基本停止了產(chǎn)卵活動(dòng), 在投餌恢復(fù)之后幾天之內(nèi)橈足類(lèi)就逐步恢復(fù)了產(chǎn)卵。這說(shuō)明橈足類(lèi)的繁殖活動(dòng)主要依賴于外部的食物條件。從種群的角度來(lái)看, 春季水華期浮游植物的大量增殖為橈足類(lèi)的繁殖和種群補(bǔ)充提供了充足的餌料。

除了食物數(shù)量, 食物的質(zhì)量也是影響橈足類(lèi)繁殖的一個(gè)重要因素[8]。食物質(zhì)量包括餌料大小、適口性、化學(xué)組成等多方面的內(nèi)容。近年來(lái)對(duì)橈足類(lèi)室內(nèi)培養(yǎng)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)高濃度的硅藻會(huì)抑制橈足類(lèi)的產(chǎn)卵并對(duì)卵的孵化產(chǎn)生不利影響[4,7,28]。一些科學(xué)家將原因歸結(jié)于不同的藻類(lèi)具有不同的化學(xué)組成: 一方面單種藻類(lèi)營(yíng)養(yǎng)成分不全面難以為捕食者提供足夠的營(yíng)養(yǎng)成分, 另一方面一些硅藻會(huì)釋放多不飽和醛類(lèi)物質(zhì), 從而影響橈足類(lèi)卵的孵化[5,7]。但近年來(lái)的一些研究認(rèn)為, 硅藻對(duì)橈足類(lèi)繁殖活動(dòng)存在負(fù)面影響主要存在于室內(nèi)培養(yǎng)硅藻濃度較高時(shí), 野外的一些研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 春季硅藻水華對(duì)橈足類(lèi)產(chǎn)卵具有促進(jìn)作用[29]。本研究中雖然中肋骨條藻和海洋原甲藻的化學(xué)組成存在較大差異, 但中華哲水蚤在兩種餌料培養(yǎng)下的產(chǎn)卵率并無(wú)明顯差異。Li等[14]的研究中雖然也報(bào)道了中華哲水蚤在用中肋骨條藻和混合餌料(硅藻、甲藻)培養(yǎng)時(shí)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)產(chǎn)卵率的顯著下降, 但在用三角褐指藻和牟氏角毛藻培養(yǎng)時(shí)其產(chǎn)卵率均顯著下降。這說(shuō)明并不是所有的硅藻都會(huì)對(duì)橈足類(lèi)的產(chǎn)卵產(chǎn)生抑制作用。目前較多的觀點(diǎn)認(rèn)為那些硅藻對(duì)橈足類(lèi)產(chǎn)卵產(chǎn)生抑制作用是因?yàn)槠潴w內(nèi)缺乏一些重要的脂肪酸類(lèi)物質(zhì)[8], 但Wichard等[11]則認(rèn)為橈足類(lèi)的繁殖活動(dòng)與餌料的多不飽和脂肪酸和醛類(lèi)的組成和含量無(wú)關(guān)。

Irigoien等[13]認(rèn)為在自然界中硅藻的濃度很難對(duì)橈足類(lèi)卵的孵化率產(chǎn)生抑制效應(yīng)。但在室內(nèi), 橈足類(lèi)的卵在硅藻、甲藻、混和餌料溶出液中的孵化率均低于在過(guò)濾海水中的孵化率[14]。說(shuō)明除了硅藻, 其他的藻類(lèi)可能也會(huì)釋放一些次級(jí)代謝物抑制橈足類(lèi)卵的孵化。前期的研究中, 通過(guò)研究卵在不同藻類(lèi)溶出液中的孵化過(guò)程, 認(rèn)為硅藻釋放的有害物質(zhì)會(huì)影響受精卵的分裂過(guò)程, 從而產(chǎn)生畸形幼體和未孵化的卵[30-31]。本研究由于沒(méi)有足夠的卵, 僅做了兩種處理下中華哲水蚤卵在過(guò)濾海水中的孵化率實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種藻培養(yǎng)的中華哲水蚤卵的孵化率并無(wú)明顯差異。這說(shuō)明藻類(lèi)進(jìn)入橈足類(lèi)體內(nèi)以后并未因其生化組成的差異對(duì)卵的孵化產(chǎn)生影響, 其他報(bào)道中藻類(lèi)對(duì)橈足類(lèi)卵孵化的抑制作用主要是通過(guò)排出的胞外分泌物作用于受精卵的分裂過(guò)程導(dǎo)致的[30-31]。需要注意的是雖然本文中中華哲水蚤在兩種微藻培養(yǎng)下產(chǎn)卵率和卵的孵化率無(wú)顯著差異, 但中肋骨條藻培養(yǎng)下的中華哲水蚤, 在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了更高的死亡率, 說(shuō)明高濃度的硅藻會(huì)影響橈足類(lèi)的存活[8]。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是否是因?yàn)楣柙孱?lèi)更低的必需脂肪酸含量和更高的不飽和醛類(lèi)含量尚需要選擇更多的藻種進(jìn)行進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

硅藻對(duì)橈足類(lèi)繁殖活動(dòng)的影響并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。本研究中中肋骨條藻會(huì)明顯降低中華哲水蚤的存活率, 但卻沒(méi)有表現(xiàn)出對(duì)橈足類(lèi)產(chǎn)卵的抑制作用。而在許多其他的室內(nèi)研究中, 硅藻對(duì)橈足類(lèi)產(chǎn)卵的抑制作用也表現(xiàn)出了種的差異性, 有的種在不同的培養(yǎng)條件下還表現(xiàn)出對(duì)橈足類(lèi)產(chǎn)卵的不同影響效應(yīng)。在野外, 橈足類(lèi)的食物選擇更多, 硅藻的濃度可能遠(yuǎn)達(dá)不到對(duì)橈足類(lèi)產(chǎn)卵產(chǎn)生抑制作用的濃度。因此, 我們認(rèn)為硅藻對(duì)橈足類(lèi)產(chǎn)卵是否產(chǎn)生抑制作用不僅取決于藻的種類(lèi), 還取決于藻類(lèi)的濃度。硅藻對(duì)橈足類(lèi)卵孵化的抑制作用目前已經(jīng)研究的比較清楚, 目前普遍認(rèn)為藻類(lèi)特別是硅藻產(chǎn)生的不飽和醛類(lèi)會(huì)影響橈足類(lèi)受精卵的有絲分裂過(guò)程, 從而降低橈足類(lèi)卵的孵化率。而在一些現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中雖然沒(méi)有觀察到孵化率的下降, 卻發(fā)現(xiàn)了硅藻水華過(guò)后大量畸形無(wú)節(jié)幼體的產(chǎn)生。

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(本文編輯: 康亦兼)

Influence of two algal diets on the reproduction of the copepodCalanus sinicusbased on a biochemical analysis of diets

LIU Meng-tan1, JIN Xin2, LI Chao-lun2
(1. Jiaozhou Bay Ecosystem Research Station, Qingdao 266071, China; 2. Key Laboratory of Marine Ecology and Environmental Sciences, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China)

Feb., 12, 2015

Calanus sinicus; egg production rate; hatching success; fatty acid; unsaturated aldehydes

In a laboratory experiment with a duration of 24 days, the influence of two algal diets on egg production and hatching success of the copepodCalanus sinicuswas studied. During the experiment,Skeletonema costatumandProrocentrum micanswere offered as diets at the same concentration and with starvation as the control. The diets were analyzed for their fatty acid and unsaturated aldehydes compositions. Comparatively,P. micanswas rich in ∑18, ∑ω3, ∑ω6, polyunsaturated fatty acid, and total fatty acid, andS. costatumwas rich in ∑16 and monounsaturated fatty acid. The total unsaturated aldehydes ofS. costatumandP. micanswere 1438.95 μg/g and 114.58 μg/g, respectively.C. sinicusterminated egg production after being placed in filtered sea water for a period of time. The egg production rate and hatching success ofC. sinicusdid not show significant differences based on a diet ofS. costatumorP. micans, indicating that not all diatom diets have a negative effect on copepod reproduction. At the end of the experiment,C. sinicussurvival rates were 61%, 81%, and 87% with diets ofS. costatum,P. micans, or starvation, respectively. We considered that the nutritional imbalances of fatty acid composition and the production of unsaturated aldehydes inS. costatummight reduce the survival ofC. sinicus.

Q143.1

A

1000-3096(2015)12-0001-07

10.11759/hykx20150212001

2015-02-12;

2015-06-25

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2015CB452903, 2011CB403604); 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 (41476139, 41406159)

劉夢(mèng)壇(1983-), 男 , 重慶人, 博士, 從事海洋浮游動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究, E-mail: liumengtan@qdio.ac.cn, 電話: 0532-82898545; 李超倫, 通信作者, E-mail: lcl@qdio.ac.cn