嘉陵江出口段星肋小环藻早春活动原因初探

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2005年春调查发现嘉陵江出口段星肋小环藻水华以来,每年早春如期发生,且发生程度不一。自然界中,生物的年生长活动往往与年节律性变化的气象因素有关,在年节律性变化的气温和光照中,由于催化生命活动的酶活性与温度关系紧密,因而星肋小环藻活动与年气温变化相关联。在一年四季中,春秋两季有相同气候时段(水温相同、其他水环境因子也相同),而星肋小环藻仅春季而非秋季出现,其原因何在。为解开星肋小环藻只在早春活动的谜团,在多年的嘉陵江出口段星肋小环藻春季发生机理的探索性研究和环境因子分析实验毫无结果后,经分析才将星肋小环藻早春活动的原因与冬季低温诱导相关联。为此,2009年~2011年春进行了星肋小环藻生长的低温诱导实验。本研究通过现场监测取样、室内培养等,进行生长温度测试和变温实验,分析星肋小环藻生长与处理温度变化的关系,确定星肋小环藻生长前的低温诱导作用,揭示星肋小环藻早春活动的原因。研究结果:(1)生长温区:生长温区测试得出星肋小环藻的最低、最适、最高生长温度三基点分别为9.5℃、13.0℃、15.0℃,生长温度范围为9.5~15.0℃。(2)高低温处理:当实验藻通过生长温区(9.5~15.0℃)→处理高温(15.5℃、16.5℃、17.5℃)→生长温区的顺序变化培养时,仅前一个生长温区出现生长单峰,当实验藻通过生长温区→处理高温(15.5℃、16.5℃、17.5℃)→处理低温(7.0~9.0℃)→生长温区的顺序变化培养时,前后两个生长温区均出现生长单峰。分析可知,星肋小环藻生长需要低温诱导,诱导低温为7.5~9.0℃,星肋小环藻的休眠高温为15.5~17.5℃。(3)高温处理:当实验藻通过生长温区(9.5~15.0℃)→处理高温(18.0℃、19.0℃、20.0℃)→生长温区的顺序变化培养时,仅前一个生长温区出现生长单峰,当实验藻通过生长温区→处理高温(18.0℃、19.0℃、20.0℃)→处理低温(7.0~9.0℃)→生长温区的顺序变化培养时,仅前一个生长温区出现生长单峰,而后一个生长温区生长率很低近似零生长。分析认为,18.0℃、19.0℃、20.0℃处理后进入生长温区培养,藻未见生长,用7.5~9.0℃低温处理,藻仍未恢复生长,表明实验藻已被高温致死,18.0℃为星肋小环藻生长的致死临界高温。(4)低温处理方式与藻生长的关系:在诱导低温(7.5~9.0℃)范围内,星肋小环藻生长与诱导低温强度呈反相关,与诱导低温作用时间呈正相关。研究结论:(1)生长温度9.5~15.0℃,诱导低温为7.5~9.0℃,休眠高温为15.5~17.5℃,致死临界高温为18.0℃。(2)星肋小环藻年活动规律:冬季低温诱导其春季生长(裂殖),随后出现的休眠高温解除低温诱导作用,藻生长停止,进入冬季时低温将解除高温休眠作用,春季气温回升,藻恢复生长。
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