朱興彪, 鄭玉忠, 謝麗玲*, 張振霞, 查廣才, 張 勇, 劉亞群

1.汕頭大學理學院生物系, 廣東 汕頭 515063;

2.韓山師范學院生物系, 廣東 潮州 521041

近年來，赤潮的發(fā)生日益頻繁，爆發(fā)區(qū)域也不斷擴大，已經(jīng)成為全球性主要海洋災害之一，因此，赤潮的相關研究也成為當前海洋環(huán)境研究的熱門領域[1]。能引起海洋赤潮的藻類很多，來自甲藻門的藻種占大多數(shù)，其中，塔瑪亞歷山大藻(Alexandriumtamarense)就是甲藻門中最常見的赤潮藻種之一。塔瑪亞歷山大藻屬于甲藻綱(Dinophyceae)、屋甲藻科(Goneodomataceae)、亞歷山大屬(Alexandrium)，是一種全球性的有毒赤潮藻；藻細胞的形狀略近圓形，大小變化幅度較大，其長度20～52 mm，寬度17～44 mm，生長狀態(tài)良好的情況下，細胞大小通常為28～33 mm。塔瑪亞歷山大藻的環(huán)溝和縱溝明顯，橫溝明顯左旋，自橫溝和縱溝相交處的鞭毛孔伸出兩個鞭毛，一條帶狀橫鞭環(huán)繞于橫溝內(nèi)做波狀運動，使細胞旋轉(zhuǎn)，另一條線狀縱鞭從縱溝伸向體后做鞭狀運動，使細胞前行，從而兩者的結合使藻體做旋轉(zhuǎn)運動[2]。

塔瑪亞歷山大藻的分布很廣，在北極、溫帶及熱帶都有分布，在北半球溫帶的水域出現(xiàn)的頻率最高，也是我國主要的赤潮發(fā)生物種之一。而且，塔瑪亞歷山大藻能產(chǎn)生麻痹性貝毒素(paralytic shellfish poisoning，PSP)，此毒素能在食用貝類體內(nèi)累積，從而威脅人類的健康與生命安全，關于PSP毒素引起的中毒事件也屢見不鮮[3，4]。因此，相較于其他藻類，塔瑪亞歷山大藻引發(fā)赤潮的危害要大得多?；谒攣啔v山大藻赤潮的普遍性和危害性，它成為當今赤潮生物研究的重要對象，國內(nèi)外在其分布、形態(tài)學與分子鑒定、生理生態(tài)以及表達序列分析等方面開展了廣泛的研究。本文通過對塔瑪亞歷山大藻的生長環(huán)境、分子鑒定、藻際競爭關系以及治理等方面研究進行概述，為在該藻種中開展更深入的研究提供一些有益的思路。

1 環(huán)境因子對塔瑪亞歷山大藻生長狀況的影響

1.1N、P對塔瑪亞歷山大藻的影響

塔瑪亞歷山大藻廣泛分布于我國沿海水域，近年來，它主導的有毒赤潮在我國沿海時有發(fā)生[4～7]。為了認識塔瑪亞歷山大藻的營養(yǎng)生理特點、繁殖規(guī)律和赤潮發(fā)生機制等，中國學者對其做了大量工作，并取得了許多成果。其中，營養(yǎng)鹽(如氮和磷等)對塔瑪亞歷山大藻影響的研究較為透徹，主要集中在以下兩個方面[8]：一方面是營養(yǎng)鹽對塔瑪亞歷山大藻生長狀態(tài)的影響機制[7～14]；另一方面是營養(yǎng)鹽對塔瑪亞歷山大藻細胞產(chǎn)毒素含量或毒素成分的影響機制研究[4，14～19]。對不同地域的藻種進行營養(yǎng)鹽的分析，可以讓我們?nèi)娴亓私膺@些藻種的生長特性[20]。

海水的富營養(yǎng)化主要是來自水中氮和磷的富集，它也是引起赤潮的物質(zhì)基礎和首要條件。氮、磷在海洋環(huán)境中的含量、形態(tài)構成和數(shù)量變動不僅影響著赤潮生物的生理、生化組成，還決定了赤潮形成的規(guī)模和程度。其中，氮是合成藻體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素等的基本元素[21]，磷是海洋、湖泊等水生生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力水平的關鍵因素，是海洋生物賴以生長的最基礎營養(yǎng)物質(zhì)之一，是藻類增殖必需的營養(yǎng)源[15]。研究發(fā)現(xiàn)，在氮限制的情況下，塔瑪亞歷山大藻亞種ATDH細胞經(jīng)過G1和S期后會停滯于G2/M期，只有8％的細胞完成分裂，細胞數(shù)目只有少量增加[8]。低氮(非限制)的培養(yǎng)條件下，可以使藻快速進入對數(shù)生長期，后期適當?shù)难a充氮源，生長速率會隨氮源濃度的增加而增加，但細胞有最適生長濃度，如果不足和超出此濃度，生長速率都不會達到最大甚至會抑制藻細胞的分裂[9，10]。這表明ATDH在對氮源的吸收過程中有一個反饋抑制調(diào)節(jié)機制，塔瑪亞歷山大藻通過這一機制來適應環(huán)境滿足自身生長的需要；進一步的研究表明磷源對ATDH吸收氮源也產(chǎn)生重要的影響。在不同的磷濃度下，其對應的氮源的最適濃度和耐受性都不同，而且呈正相關。但是具體的作用機制還沒有相關報道。從基因的表達和調(diào)控上進一步揭示這一作用機制，可以使我們更好地了解ATDH的生長特性。張玉娟等[11]發(fā)現(xiàn)氮(100 mg/L)、磷(15 mg/L)雙因子限制下，細胞密度無明顯增長。在單因子限制下，生長態(tài)勢明顯優(yōu)于雙因子限制。而且氮、磷單因子中度限制對生長影響較小，在磷受限的條件下，ATDH可以維持較長時間的穩(wěn)定生長期，暗示了ATDH有很強的貯磷能力[21，22]，且其貯磷的能力遠超過其他藻類。Sanudo-Wilhelmy等[23]的研究發(fā)現(xiàn)，浮游植物細胞表面可以吸附并內(nèi)化無機磷，側面支持了這一論斷。然而ATDH對磷的吸收也是有限的，磷源過高也會對藻細胞的生長產(chǎn)生負面影響[12]。ATDH對氮源和磷源吸收以及兩者之間的相互關系很可能幫助我們揭示赤潮爆發(fā)的內(nèi)部機制。另一方面，氮源、磷源也會影響ATDH產(chǎn)生毒素，當?shù)闯渥銜r，PSP的產(chǎn)量會增加；當?shù)床蛔銜r，藻細胞首先合成自身必需的物質(zhì)，PSP的合成將隨之下降，以維持自身生長需要[19]。而當?shù)闯渥銜r，磷的限制會促進毒素的合成[11，14，24]，說明ATDH通過大量的合成分泌PSP抑制其他藻類爭奪磷源以滿足自身需要。

1.2溫度、pH、光照和鹽度對塔瑪亞歷山大藻的影響

ATDH是一種光合自養(yǎng)型浮游生物，除了必需的物質(zhì)基礎外，其他環(huán)境因子，如溫度、光照強度、pH和鹽度對其生長繁殖都有重要的影響。溫度對ATDH的影響非常大，其適宜生長溫度在17～25℃[25]，且不同來源的藻種對環(huán)境溫度要求不同。如大亞灣株最適溫度19℃[22，24]。舟山株的是18～21℃[26]，香港株為21～25℃[10]，長江口海域的一株ATHD01最適溫度為24℃，閩江口的一株ATMJ02最適溫度為24℃，北部灣海域的一株ATGX02為20℃[27]。當溫度低于10℃或高于30℃時，藻細胞會停止生長甚至會短時間死亡。深入研究發(fā)現(xiàn)當溫度升高到30℃以上時，塔瑪亞歷山大藻的熱休克蛋白Hsp70大量表達，起到應激保護作用以適應不利的環(huán)境[26]。pH對ATDH的生長繁殖也會產(chǎn)生非常大的影響。一般認為其最適的pH為7.5～8.0[25]，即接近海水的pH，但是也有例外，如大鵬灣株的最適pH為6.0～7.0[6]，在實驗室培養(yǎng)藻的過程中發(fā)現(xiàn)pH會慢慢的上升，當達到穩(wěn)定期時，pH甚至超過9.5，可能與營養(yǎng)鹽的耗盡和分泌到培養(yǎng)液中毒素有密切關系；但細胞還能夠維持活力，說明其對pH偏堿性環(huán)境的適應性非常強。塔瑪亞歷山大藻是一種喜高光強的微藻。實驗室培養(yǎng)塔瑪亞歷山大藻的光照強度一般在4 000～5 000 lux。塔瑪亞歷山大藻(中國南海珠江口水域)的光飽和點是650 μmol/m2·s[25]，塔瑪亞歷山大藻(大亞灣株)的最適光照強度為1.6×1016/s·cm2[24]。塔瑪亞歷山大藻對鹽度的適應范圍非常寬。塔瑪亞歷山大藻(ATCI01)在鹽度14～32.1 g/L范圍內(nèi)均可生長，在鹽度范圍23～27 g/L時生長最佳[6]。塔瑪亞歷山大藻(廣東大亞灣)鹽度在25～35 g/L時生長良好，最適鹽度為30 g/L[24]。綜上所述，來自不同海域的塔瑪亞歷山大藻種對溫度、pH、光照和鹽度的響應都存在不同程度的差異，但是差異性不強。這印證了在各種環(huán)境壓力的長期選擇下，塔瑪亞歷山大藻進化的多樣性和保守性的統(tǒng)一，最終形成亞種，從而在不同的海域均有可能引發(fā)赤潮。

2 塔瑪亞歷山大藻復合種基于核酸分析的分子鑒定

塔瑪亞歷山大藻為一種世界性分布的赤潮藻，由于地域、氣候和水質(zhì)等一系列復雜的原因，產(chǎn)生許多亞種，統(tǒng)稱為塔瑪亞歷山大藻復合種(A.tamarensespecies complex)[28]，并且可分為多個地理株系。如何快速、有效地鑒定區(qū)別這些亞種將有助于赤潮的預防和治理，甚至可以開發(fā)利用這些有害藻種。用傳統(tǒng)的形態(tài)學方法鑒定，雖然直觀簡便，但是這些亞種在形態(tài)上非常相似，一般的顯微鏡很難區(qū)別，有人借助于掃描電子顯微鏡進行鑒別，但掃描電子顯微鏡的識別速度慢且昂貴，并不適合于大量樣品的藻種鑒定，而且同一個亞種在不同的生長時期其形態(tài)也會有所不同[29]。目前，最適合的鑒別方式是利用分子生物學技術區(qū)分塔瑪亞歷山大藻的特征序列，如核糖體18S、28S rDNA及ITS等[30]。有人將SSU rDNA和ITS分子指標用于鑒別塔瑪亞歷山大藻和鏈狀亞歷山大藻(Alexandriumcatenella)，發(fā)現(xiàn)SSU rDNA和ITS相關序列可以準確判斷塔瑪復合種的地理基因型[31，32]。由于這些赤潮藻種的高變異速率，核糖體基因保守性高，顯示的遺傳多態(tài)性有限，難以區(qū)分具有共同地理來源的赤潮生物種群[33]，特別是各個亞種間的遺傳多態(tài)性分析。因此，需要借助一種高分辨率、簡便的方法對亞歷山大藻種群遺傳多樣性進行快速鑒定。

短串聯(lián)重復(short tandem repeats，STR)或簡單序列重復(simple sequence repeat，SSR)指基因組中以少數(shù)幾個核苷酸(多數(shù)為2～6個)為單位多次串聯(lián)重復組成的長達幾十個核苷酸的序列又稱微衛(wèi)星DNA (microsatellite DNA)，是一種共顯性標記技術。在親緣關系研究方面，由于等位基因高度多態(tài)，較少的簡單序列重復(微衛(wèi)星)位點即可提供個體特有的基因型組合，共顯性則用于追溯子代中等位基因的親本來源[34，35]。因此，在生物遺傳多樣性等研究中廣泛應用。亞歷山大藻屬微衛(wèi)星標記隨即被很多學者作為一種分子標簽使用，并且取得很多成果[35～38]。如，王東東等[38]從ATDH的ESTs中找到的SSR引物，用于遺傳多樣性的分析。發(fā)現(xiàn)中國海域分離的ATDH亞種在進化距離上非常相近。符合傳統(tǒng)分類學的標準。同樣來自中國海域的A.catenellaACDH01在聚類圖上與A.tamarense的距離較近，但并非同一進化枝，而是擁有自己獨立的分支[38～40]。有研究者通過SSR引物對9株來自歐洲和中國等不同海域的塔瑪亞歷山大藻進行了遺傳多樣性分析，可以將其分為3個進化枝，且進化枝與藻種的地理位置相關聯(lián)[28]。SSR分子標記的重復性稍差，易造成假陽性，但其優(yōu)點也不言而喻，數(shù)量豐富，可以覆蓋整個基因組，揭示的多態(tài)性高，具有多等位基因的特性，信息量豐富，因此特別適合ATDH的種內(nèi)遺傳多態(tài)性分析[41]。

3 塔瑪亞歷山大藻的藻際競爭關系

為解釋赤潮發(fā)生過程中種群演替的內(nèi)在規(guī)律，在實驗室內(nèi)研究不同藻種間競爭機制是非常必要的。一些研究者對塔瑪亞歷山大藻與其他藻之間的競爭關系進行了初步探索。首先，發(fā)現(xiàn)起始濃度對藻際競爭的結果具有明顯影響。董云偉等[42]把塔瑪亞歷山大藻和赤潮異彎藻(HeterosigmaakashiwoHada)按不同接種比例進行混合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)A.tamarense∶H.akashiwo(A∶H)=1∶4時，H.akashiwo在競爭中占優(yōu)勢；而當A∶H=1∶1或A∶H=4∶1時，A.tamarense在競爭中占優(yōu)勢。由希華等[43，44]對東海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)與塔瑪亞歷山大藻種間競爭的研究中發(fā)現(xiàn)，當接種細胞密度比為2 000∶100或2 000∶200時，東海原甲藻占優(yōu)勢，但是當接種細胞密度比為4 000∶400時，塔瑪亞歷山大藻占優(yōu)勢，因此起始接種濃度比例并不起決定作用，接種的數(shù)量規(guī)模也會左右藻種間的競爭結果。高、低磷酸鹽濃度也會影響兩物種種群增長與種間競爭關系，營養(yǎng)鹽限制環(huán)境中，東海原甲藻為競爭優(yōu)勢種；豐富營養(yǎng)鹽環(huán)境中，種間競爭具有明顯的密度依賴性。高亞輝等[45]在研究沃氏藻(Woloszynskiasp.)與塔瑪亞歷山大藻種間競爭的關系中也得到了相似的結論。張培玉等[46]研究了塔瑪亞歷山大藻(A)和中肋骨條藻(S)種群競爭關系，當接種比例為A∶S=1∶1時，雖然塔瑪亞歷山大藻在競爭中占優(yōu)勢，但也受到中肋骨條藻的抑制；接種比例為A∶S=4∶1時，塔瑪亞歷山大藻的生長競爭優(yōu)勢更加明顯，但是在紫外線的照射下，塔瑪亞歷山大藻的競爭優(yōu)勢明顯衰退。因此，影響藻種競爭優(yōu)勢的因素除了藻種自身密度、數(shù)量外，還有外部的條件，如營養(yǎng)鹽濃度、太陽紫外線照射等，都可能限制該地區(qū)赤潮爆發(fā)的種類、規(guī)模以及持續(xù)的時長。影響赤潮藻種競爭能力的另一個重要方面就是赤潮藻種通過分泌某些化學物質(zhì)，即所謂的化感作用，來抑制其他藻種的生長[47～49]。塔瑪亞歷山大藻不僅可產(chǎn)生對人體和其他海洋動物有害的PSP毒素[50]，還能合成多種次生代謝物，如溶血毒素等。這些毒素可能在塔瑪亞歷山大藻與其他藻的競爭中扮演著重要的角色。有研究發(fā)現(xiàn)塔瑪亞歷山大藻的細胞濾液對東海原甲藻的生長確實有顯著的抑制作用[51]，而這些細胞濾液就含有溶血毒素。但是，目前國內(nèi)外對塔瑪亞歷山大藻化感作用研究多處于起始階段，僅僅涉及化感現(xiàn)象的觀察、化感物質(zhì)的提取和分離鑒定等方面，對化感物質(zhì)的作用機制研究較少[52]。因此，為了更為全面的了解赤潮藻種演替機理，需要對藻種的化感物質(zhì)對其他藻種的抑制作用進行更為全面的分子生物學研究，以及相關的生態(tài)學、水文學和氣象學等的研究。

4 塔瑪亞歷山大藻的治理

近年來，我國沿海海域赤潮爆發(fā)的規(guī)模和次數(shù)都呈上升趨勢，嚴重制約著我國沿海經(jīng)濟特別是漁業(yè)、旅游業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。如何有效控制富營養(yǎng)化水體中的藻類爆發(fā)，成為環(huán)境領域的研究熱點[53]。赤潮藻種的治理方案按抑藻劑性質(zhì)劃分，可以分為物理抑藻劑、化學抑藻劑和生物化學抑藻劑[54～55]。在物理抑藻劑中，有人發(fā)現(xiàn)UV-B照射可使亞歷山大藻可溶性蛋白含量和葉綠素a含量呈現(xiàn)降低的趨勢，H2O2、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活力呈現(xiàn)升高的趨勢，暗示UV-B照射導致亞歷山大藻體內(nèi)產(chǎn)生過量的活性氧自由基，由于這些物質(zhì)無法及時消除而對藻產(chǎn)生了損害[56]。但是，該方法缺陷也很明顯，無法在實際中操作。還有人用特殊性質(zhì)的粘土來抑制赤潮藻，通過在藻類赤潮爆發(fā)區(qū)撒粘土，利用其強大的吸附作用而把藻轉(zhuǎn)移到海底使其死亡[57]。但是該法工作量太大，且不能標本兼治，大多數(shù)藻會產(chǎn)生休眠體孢子，等時機成熟休眠孢子會復蘇，仍有爆發(fā)赤潮的可能，其規(guī)?；褂萌孕柽M一步評估。在化學抑藻劑中，表面活性劑為常見類型，其具有特殊的雙親媒性基團，容易吸附在具有膜層結構的藻細胞表面，從而影響和破壞藻細胞的正常生理功能，如影響細胞對一些營養(yǎng)鹽的吸附吸收作用。龔良玉等[58]用烷基糖苷季銨鹽抑制塔瑪亞歷山大藻的生長，發(fā)現(xiàn)其在較低的濃度范圍內(nèi)(< 0.5 mg/L)就可對藻種產(chǎn)生抑制作用。其他化學試劑，如對羥基苯甲酸，可使塔瑪亞歷山大藻受到脅迫并產(chǎn)生細胞固縮，從而可能引起細胞凋亡，并且對藻種的硝酸還原酶(nitratereductase，NR)有明顯影響，而NR又是氮代謝關鍵性酶，它將浮游植物所吸收的氧化態(tài)氮化合物轉(zhuǎn)化為還原態(tài)的氮，進一步合成氨基酸和蛋白質(zhì)[59，60]。但是化學抑藻劑易給環(huán)境帶來二次污染，使用劑量通常也不低[61]，從經(jīng)濟和使用效果角度講，都無法滿足實際需要。因此，利用生物化學抑藻劑來抑制有害藻類生長的研究受到廣大學者的極大關注[24]。

有人研究抗生素對塔瑪亞歷山大藻的抑藻特性和機理[62，63]，但是抗生素的使用也同樣存在經(jīng)濟效益和環(huán)境二次污染的問題。因此，有些學者把研究的方向轉(zhuǎn)移到了一些常見植物對藻的抑制作用的研究。如研究發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈對塔瑪亞歷山大藻的生長的抑制作用非常顯著，玉米葉的抑藻作用強于玉米莖稈，推測主要是由于玉米秸稈中含有的十八碳二烯酸、十八碳三烯酸和棕櫚酸等長鏈脂肪酸類物質(zhì)是抑藻的主要化學成分，可能對藻細胞在營養(yǎng)鹽的吸收方面產(chǎn)生負作用[64，65]。劉玉榮等[66]用桉木粉及其丙酮粗提物對塔瑪亞歷山大藻生長的影響進行探索，1 g/L托里桉木粉48 h對塔瑪亞歷山大藻抑制率為56.0％，托里桉木粉水-丙酮提取物(相當1 g/L托里桉木粉)對藻的抑制率與前者相當，認為托里桉木粉中存在的化學物質(zhì)可能抑制藻類生長。而且使用量上也相對少，短期見效，但缺乏現(xiàn)場實驗。張孝杰等[55]用相同抑藻劑(綠茶浸提液及綠茶粉)與不同載體組配后對塔瑪亞歷山大藻抑制效果進行探索，發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉固定化綠茶浸提液及綠茶粉對赤潮藻塔瑪亞歷山大藻均有較高的抑制率，前者比后者的抑藻作用快5～24 h；單純的海藻酸鈉小球?qū)υ宸N也有較好的抑制效果；PVA高分子棉片固定綠茶浸提液對藻種的抑制率與海藻酸鈉固定化綠茶浸提液接近，但是用綠茶抑藻顯然不經(jīng)濟，不實用。孫穎穎等[67]研究了滸苔不同溶劑的提取物對塔瑪亞歷山大藻的抑制作用，發(fā)現(xiàn)利用甲醇浸泡滸苔可以獲得具有明顯抑藻活性的粗提物。Pillinger等[68]研究表明，杉木的各個器官的水浸液均含有多種酚類化合物，都可以抑制塔瑪亞歷山大藻的生長。還有如大蒜粗提液、黃連和檳榔浸提液、鳳眼蓮根提取物、孔石莼水溶性抽提液以及鮮龍須菜的抽提液和干粉末對塔瑪亞歷山大藻也有抑制作用[69～72]。用植物直接去抑制赤潮藻華是否也會帶來二次污染，亦值得進一步的探索。而且海水的稀釋作用會在短時間內(nèi)把有效的抑藻成份稀釋，抑制效果也會大打折扣。但是陸地植物種類繁多，如何去尋找使用簡單、價格低廉、少量高效、短時高效且對其他魚貝蝦類等無害甚至有益的植物去抑制赤潮毒藻的蔓延，是一個實驗量大但是又非常有意義的工作。

除了對植物抑藻作用的研究外，一種“以菌抑藻”的新型安全控制藻的方法受到廣大研究者的關注。傅麗君等[73]從福建漳江口紅樹林區(qū)沉積物中分離出一株可以抑制塔瑪亞歷山大藻生長的菌株，屬于微泡菌屬(Microbulbifersp.)，它的抑藻機理可能是通過抑制藻細胞光合作用，降低抗氧化酶活性同時加大膜脂過氧化起到對塔瑪亞歷山大藻的溶解作用，并呈現(xiàn)出類程序性死亡特征。尹艷等[74]從大連黑石礁海域分離的溶藻細菌JM-1與塔瑪亞歷山大藻共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)JM-1能強烈抑制塔瑪亞歷山大藻的生長，且具有一定的溶藻特異性。曹賓霞等[75]從遼寧大連周邊海域分離的37株海洋細菌中，發(fā)現(xiàn)5株溶藻菌株具有良好的溶藻能力。鄭天凌等[76，77]在廈門西海域獲得了3株能有效抑制甚至殺死塔瑪亞歷山大藻的菌株，其中的S5、S10兩株對塔瑪亞歷山大藻的作用是比較顯著和有規(guī)律性的。此外，在中國東海分離出了一株假交替單胞菌屬(Pseudoalteromonassp.)的細菌，可以分泌一種物質(zhì)，對塔瑪亞歷山大藻具有非常好的溶藻作用[78]。李玉瑛等[79]發(fā)現(xiàn)用銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)產(chǎn)生的鼠李糖脂對塔瑪亞歷山大藻生長和運動形成良好抑制作用，15 mg/L的鼠李糖脂能使藻細胞遭到不可逆的破壞。

生物化學方法治理赤潮因具有高效、選擇性高以及對環(huán)境友好等特點而受到人們的重視。一方面，赤潮的爆發(fā)是多種因素綜合作用的結果，所以僅靠一種治理方案往往難以取得理想效果。各種方法間需要相互補充，綜合使用[80]，如把一些植物的殺藻特性和粘土的吸附特性相結合去治理一些沿海漁場的赤潮問題。另一方面，實驗室的研究與復雜的海洋生態(tài)系統(tǒng)實地修復具有較大的差距，目前只有滸苔、江蘺、龍須菜和孔石莼等少數(shù)大型海藻原位抑制赤潮的案例[81]。需要投入更多的人力、物力以及財力資源對一些實驗室抑藻效果非常好的方法開展赤潮區(qū)實際應用試驗。

5 問題與展望

作為赤潮毒藻的關鍵藻種之一，塔瑪亞歷山大藻的研究越來越受到關注。本文對近年來有關塔瑪亞歷山大藻的生理生長特性、遺傳多樣性、藻際關系、化感作用及治理方面所做的工作進行了系統(tǒng)的總結。但是，一些關鍵的問題還懸而未決。首先，塔瑪亞歷山大藻對其他藻種的化感作用，只是通過一般的試驗方法證明了化感作用的存在，并提出了一些假說，如何從分子生物學的角度去解釋說明這些假說的真實性，還有待進一步的研究。其次，赤潮的發(fā)生是一個復雜的過程，除了在已知的營養(yǎng)鹽和環(huán)境因子對赤潮的爆發(fā)起著關鍵的作用外，其他的一些因素可不容忽視，如海洋流、幅聚作用和海洋特有的生態(tài)環(huán)境等，而這些因素在實驗室是無法人工模擬的。因此，為了更全面的了解赤潮爆發(fā)的原因，除了在實驗室對藻的生長進行初步探索外，更需要對赤潮關鍵藻塔瑪亞歷山大藻進行野外的原位培養(yǎng)，特別是在赤潮爆發(fā)的季節(jié)進行原位培養(yǎng)，通過記錄更全面的影響因子的變化和赤潮藻的種類和數(shù)目，經(jīng)數(shù)據(jù)處理來尋找它們之間的相關性，可以更深入全面地了解影響赤潮爆發(fā)的相關因素，為今后赤潮的預測提供更為科學可靠的依據(jù)。除了從宏觀因子來解釋赤潮爆發(fā)的機理外，另一個重要的問題是，如何從細胞內(nèi)部的微觀變化來闡明赤潮爆發(fā)的分子機理，即如何利用宏轉(zhuǎn)錄組學和宏蛋白質(zhì)組學技術，來研究赤潮藻種對環(huán)境變化做出的反應。有人利用宏轉(zhuǎn)錄組學來揭示米氏凱倫藻(Kareniamikimotoi)對簡單環(huán)境變化響應的分子機制。發(fā)現(xiàn)在氮元素限制下，氨和硝酸鹽轉(zhuǎn)運基因和谷氨酰胺合成酶基因高表達，在磷元素限制下則沒有發(fā)現(xiàn)明顯差異表達的基因[82]。因此，也有必要對塔瑪亞歷山大藻在不同的營養(yǎng)環(huán)境中相關基因的轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平進行定性和定量分析。從宏觀和微觀兩方面入手探索赤潮的形成過程，將有助于對赤潮的預防和治理做到有的放矢，將其引起的損失降到最低。

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