球形棕囊藻藻华暴发机制的研究取得新进展

近日，中国水产科学研究院南海水产研究所院级“南海渔业生态环境监测与评价”创新团队在球形棕囊藻藻华暴发机制研究方面取得新进展。相关研究成果发表在InternationalJournalofMolecularSciences上。球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)是海洋中广泛分布的一类浮游植物种类，也是近年来我国近海有害藻华的主要原因物种之一。球形棕囊藻最显著的特征是具有复杂的异型生活史，不同形态的游离单细胞可以通过分泌多糖基质形成从微米级到厘米级大小不等的凝胶状囊体。这些囊体在藻华暴发期间大量聚集，对水产养殖业的健康发展以及滨海核电站的冷源取水安全造成严重影响，已成为我国南海近岸海域的典型致灾生物。

南海所创新团队对深圳大鹏湾2021年暴发的一次大规模球形棕囊藻藻华进行了跟踪调查，并运用定量蛋白质组学技术分析比较了藻华暴发期和消退期的球形棕囊藻在蛋白质组水平的表达差异。

研究发现，藻华暴发期的球形棕囊藻囊体呈圆球形，不同大小的囊体均匀分布在各个水层。随着藻华过程的推进，囊体逐渐增大并且表现出下沉趋势。藻华进入消退期后，大量囊体聚集在海底，并在潮水冲刷作用下破碎为囊体碎片。蛋白质组学分析共鉴定到5 540个球形棕囊藻蛋白质，其中191个在藻华暴发期高表达、109个在藻华消退期高表达。对差异表达蛋白质的功能进行分析后发现，暴发期和消退期的球形棕囊藻在光合作用、碳固定、光合色素代谢、氮代谢以及囊体基质的合成等方面存在显著差异。环境中的硝酸盐含量是球形棕囊藻藻华形成的一个重要刺激因素，而增强的光捕获能力以及球形棕囊藻细胞内多种碳富集机制的共同作用是支撑藻华暴发的重要条件。与消退期相比，暴发期的球形棕囊藻具有更强的代谢潜力，更多的能量和无机碳被固定并用于囊体基质的合成，从而支撑了藻华暴发阶段球形棕囊藻种群巨大的生物量。