运用流式细胞仪分选技术研究蚌湖超微型浮游植物群落结构

在贫营养和中营养湖泊中超微藻是浮游植物初级生产力的主要贡献者，它们可以作为水环境变化的重要指示生物。近年来，蚌湖湿地保护区丰水期水质处于贫营养至中营养水平，在枯水期水质明显下降，这种特有的水环境条件适宜于进行超微藻研究。本项目采用流式细胞仪分选技术结合分子生物学方法深入研究蚌湖超微藻群落结构的时空变化，力图回答以下科学问题：（1）在湖泊湿地特有的环境中超微藻群落结构如何？是否存在新的类群或种类？（2）超微藻生态型和基因型间的相互关系如何？是否存在与水环境变化密切相关的超微藻类群或种类？（3）蚌湖水环境变化对超微藻群落结构的影响如何？哪个或哪些是主导的环境因子？希望通过此项研究建立流式细胞仪分选技术研究湖泊湿地超微藻的方法，加深对湖泊湿地超微藻群落结构时空变化规律及主导环境因子的认识。

蚌湖（面积约80km2，平均水深2.0-3.0m）位于鄱阳湖西北角，是重要的湿地自然保护区和候鸟越冬地。蚌湖在丰水期营养水平较低（综合营养水平54.04-57.48），在枯水期出现轻度富营养化（综合营养水平55.08-68.58）。全年的总磷浓度范围为0.03-0.27mg/L，总氮浓度范围为0.26-1.96mg/L，均高于水华发生的营养盐浓度阈值（总磷0.01mg/L、总氮0.15mg/L），持续低水位和弱扰动可能给蚌湖带来蓝藻水华风险。在夏、秋季水样中蓝藻细胞较多，主要为固氮类型（鱼腥藻、束丝藻、色球藻），在个别采样点的水样中存在少量微囊藻。蚌湖超微真核藻细胞密度范围在2000-380000cells/mL，超微蓝藻细胞密度范围在145000-13800000cells/mL，绝大部分水样中超微蓝藻细胞密度均高于其他藻类。超微蓝藻以PC-rich型为主，它比PE-rich型更适应长波光谱的低透明度环境，两种生态型的细胞密度比值对水质具有良好的生物指示和预警作用。环境因子与物种间的多元统计分析发现，TP、COD、TN、水深成为影响藻类群落结构的主导环境因子，较高的TP、COD、TN促进了微藻（2-20µm）群落发展，较大的水深和较好的水质促进了超微藻（0.2-2µm）群落发展，环境因子对蓝藻和超微蓝藻的影响大于真核藻类。通过本项目的研究产生了一些成果，完成了预期目标（发表SCI论文3篇，EI论文2篇，主编出版专著1部，在国际会议做分组报告1次，培养研究生3人），建立了流式细胞仪分选方法研究湖泊湿地超微藻的方法，为蚌湖水环境保护和预警提供了科学支持。