一种淡水水华甲藻-拟多甲藻（Peridiniopsis）的垂直迁移行为与碳磷协同作用关系的研究

In slightly polluted freshwater lakes, reservoirs and rivers,Dinoflagellate Peridiniopsiscan cause algal bloom, which may affect natural scenery and contaminate water supply. This project plans to clarify responding mechanisms of Peridiniopsis to inorganic carbon, different chemical forms of phosphate as well as the combination, and deduce the relation between the responding mechanisms and diurnal vertical migration of Peridiniopsis through studying the correlations of Peridiniopsis diurnal vertical migration with the affinity for inorganic carbon and distribution of different chemical forms of phosphate in reservoir by labrotary experimental techniques and in-situ monitoring. This project will reveal the physiological and ecological strategy of Peridiniopsis in the utilization of inorganic carbon and phosphate and provide preliminary explaination about the mechanism of the forming and presistence of dinoflagellate waterbloom.Therefore, the researches on physiological and ecological mechanism of the formation and persistence of Peridiniopsis waterbloom can provide theoretical support for the control of its waterbloom.

在非重度污染的湖泊、水库乃至河流中拟多甲藻（Peridiniopsis）易形成水华，严重影响到自然景观和居民用水质量。本研究拟通过实验室模拟和野外原位监测相结合的方法对拟多甲藻的昼夜垂直迁移规律与其无机碳利用能力的关系，以及与水库中不同形态磷的比例、垂直分布的关系进行分析，阐明拟多甲藻对无机碳、不同形态磷以及碳磷两者协同作用的响应机制，并且推导这种响应机制与其昼夜垂直迁移现象的关系，从而揭示拟多甲藻对无机碳和磷利用的生理生态学策略。该研究将有助于初步解释淡水甲藻水华暴发和维持的机理。因此，从生理生态学角度研究其水华形成和维持机制可为淡水甲藻水华的防治提供重要的理论依据。

本研究在三峡水库香溪河库湾通过实验室模拟和野外原位监测相结合的方法对拟多甲藻（Peridiniopsis）的昼夜垂直迁移规律与其无机碳利用能力的关系，以及与水库中不同形态磷的比例、垂直分布的关系进行分析，阐明拟多甲藻对无机碳、不同形态磷以及碳磷两者协同作用的响应机制，并且推导这种响应机制与其昼夜垂直迁移现象的关系，从而揭示拟多甲藻对无机碳和磷利用的生理生态学策略。获得以下主要研究成果：.1、拟多甲藻对不同浓度无机磷的生长和光合响应机理研究。设置0.1-0.6mg•L-1的外源无机磷梯级培养条件。结果显示，随着拟多甲藻的比生长速率和无机碳亲和力随着外源磷的增加，显著增加；光合活性，最大电子传递速率，光合放氧与Fv/Fm在0.02 mg•L-1，0.1 mg•L-1和0.6 mg•L-1显著增加；叶绿素荧光参数在高磷（≥0.02 mg•L-1）与低磷（≤0.02 mg•L-1）显示显著差异；这些结论揭示出低磷条件可能阻断电子传递链的QA-到QB-，高磷条件促进细胞的生长和光合作用。.2、拟多甲藻对不同温度的生长，光合以及叶绿素荧光生理应答机制研究。设置10℃、14℃、18℃、25℃和30℃五个培养温度。结果显示，拟多甲藻在18℃时比生长速率最大；10℃和14℃时拟多甲藻收到显著生长抑制，14℃时其最大光化学效率Fv/Fm与光系统II的 最大电子传递速率显著降低；在10℃和14℃时叶绿素荧光淬灭显示其J段显著上升；光反应中心密度与量子能量比例随着温度增加而增加。这些结果显示，低温抑制拟多甲藻的生长，导致较低的比生长速率，而18℃可能是三峡水库拟多甲藻发生的一个关键温度节点。.3、香溪河库湾原位观测与实验室验证拟多甲藻对磷的生理学响应机制。本研究于2015年春季水华暴发期对香溪河支流高岚河、南阳河与干流设9个采样点监测其浮游植物种群和水体总磷（TP）指标；分离并纯化拟多甲藻后，设置5个不同磷浓度（0.000、0.005、0.020、0.100、0.600mg/L）进行实验室培养，分别测定其比生长速率；在对数生长期，检测不同磷浓度培养下的藻细胞的快速光曲线及其参数；检测不同磷浓度培养下的藻细胞对外源无机碳的吸收效率及其参数。结果表明，水体中总磷浓度越高的河段，其水华细胞密度较高；培养基中磷浓度越高，拟多甲藻的比生长速率越大，光合效率越高，对外源无机碳的吸收能力越强。