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1 第 34 卷 第 6 期 生 态 科 学 34(6): 年 11 月 Ecological Science Nov 孙 志 伟, 邱 丽 华, 段 舜 山, 等. 化 感 作 用 抑 制 有 害 藻 类 生 长 的 研 究 进 展 [J]. 生 态 科 学, 2015, 34(6): SUN Zhiwei, QIU Lihua, DUAN Shunshan, et al. Research progress on allelopathic effects for algae control[j]. Ecological Science, 2015, 34(6): 化 感 作 用 抑 制 有 害 藻 类 生 长 的 研 究 进 展 孙 志 伟 1, 邱 丽 华 1, 段 舜 山 2, 蔡 卓 平 2,3, 李 卓 佳 1, 文 国 樑 1,* 1. 中 国 水 产 科 学 研 究 院 南 海 水 产 研 究 所, 农 业 部 南 海 渔 业 资 源 开 发 利 用 重 点 实 验 室, 广 州 暨 南 大 学 水 生 生 物 研 究 中 心, 广 州 广 东 省 生 态 学 会, 生 态 科 学 杂 志 社, 广 州 摘 要 利 用 植 物 化 感 作 用 抑 制 有 害 藻 类 生 长 的 方 法 具 有 生 态 安 全 性 好 快 速 高 效 等 优 点, 为 有 效 控 制 有 害 藻 类 的 爆 发 提 供 了 新 思 路 论 文 从 化 感 作 用 的 概 念 化 感 抑 藻 机 理 陆 生 植 物 对 藻 类 的 化 感 抑 制 作 用 水 生 植 物 对 藻 类 的 化 感 抑 制 作 用 等 方 面 进 行 了 论 述, 并 对 植 物 化 感 作 用 抑 藻 技 术 的 研 究 方 向 进 行 了 展 望, 提 出 对 化 感 物 质 在 环 境 中 的 降 解 特 性 化 感 物 质 选 择 性 抑 藻 机 理 及 具 有 活 性 的 化 感 物 质 的 人 工 合 成 等 方 面 需 要 做 更 深 入 的 研 究 关 键 词 : 化 感 作 用 ; 藻 类 ; 抑 制 ; 研 究 进 展 doi: /j.cnki 中 图 分 类 号 :X52 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : (2015) Research progress on allelopathic effects for algae control SUN Zhiwei 1, QIU Lihua 1, DUAN Shunshan 2, CAI Zhuoping 2,3, LI Zhuojia 1, WEN Guoliang 1,* 1. South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences; Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation & Utilization, Ministry of Agriculture, Guangzhou , China 2. Research Center of Hydrobiology, Jinan University, Guangzhou , China 3. Editorial Office of Ecological Science, Ecological Society of Guangdong Province, Guangzhou, , China Abstract: The method of using plants allelopathic effects to inhibit the growth of harmful algae has the advantages of good ecological security, being fast and efficient, and it can provide a prospect for the effective control of harmful algae. In this paper, we discussed the concept of allelopathic effects, the mechanism of the inhibition of algae, the inhibition of the terrestrial plants allelopathy to the algae, and the inhibition of the aquatic plants allelopathy to the algae. The research directions of inhibition of algae technology were also prospected. It is suggested that the degradation characteristics of the allelopathic materials in the environment, the mechanism of the selective inhibition of algae and artificial synthesis of active substances, need to be further studied. Key words: allelopathic effects; algae; inhibition; research progress 1 前 言 近 年 来 水 体 富 营 养 化 现 象 愈 演 愈 烈, 导 致 藻 华 频 发 藻 华 爆 发 的 水 域 中 藻 类 耗 掉 了 水 中 大 量 溶 解 氧, 使 水 生 生 物 大 量 死 亡, 不 仅 严 重 恶 化 了 水 质, 破 坏 了 生 态 系 统 的 平 衡 和 自 我 调 节 能 力, 而 且 许 多 收 稿 日 期 : ; 修 订 日 期 : 基 金 项 目 : 虾 产 业 技 术 体 系 专 项 (CARS-47); 公 益 性 行 业 ( 农 业 ) 科 研 专 项 ( ); 广 东 省 科 技 计 划 项 目 (2014B , 2013B , 2015A ); 南 海 水 产 研 究 所 中 央 级 科 研 院 所 基 本 科 研 专 项 (2015TS13); 农 业 科 技 成 果 转 化 资 金 项 目 (2014GB2E200118); 广 东 省 海 洋 渔 业 科 技 与 产 业 发 展 专 项 (A201401B03) 作 者 简 介 : 孙 志 伟 (1985 ), 男, 山 东 潍 坊 人, 硕 士 研 究 生, 主 要 从 事 藻 类 生 理 生 态 学 研 究, szhw1105@163.com * 通 信 作 者 : 文 国 樑, 男, 副 研 究 员, 硕 士 生 导 师, 主 要 从 事 养 殖 水 环 境 调 控 与 修 复 研 究, guowen66@163.com
2 6 期 孙 志 伟, 等. 化 感 作 用 抑 制 有 害 藻 类 生 长 的 研 究 进 展 189 有 害 藻 类 会 产 生 并 向 水 体 释 放 毒 素 [1 2] 这 些 剧 毒 的 藻 分 泌 物 不 仅 毒 害 水 生 生 物, 影 响 渔 业 生 产, 甚 至 会 通 过 食 物 链 传 递, 威 胁 人 类 的 健 康 [3] 一 次 严 重 水 华 或 赤 潮 造 成 的 经 济 损 失 超 过 数 百 万 美 元, 每 年 因 藻 毒 素 而 导 致 的 人 体 中 毒 事 件 有 近 2000 例 之 多 [4] 因 此, 有 效 控 制 富 营 养 化 水 体 中 的 藻 类, 防 止 水 华 发 生 成 为 目 前 环 境 领 域 的 研 究 热 点 和 前 沿 传 统 的 抑 藻 方 法 主 要 有 物 理 法 化 学 法 和 生 物 法 3 类, 但 这 些 方 法 都 存 在 操 作 难 费 用 高 生 态 危 害 大 等 缺 点 [5 8] 因 此, 人 们 对 新 型 高 效 生 态 安 全 的 藻 类 控 制 技 术 的 探 索 一 直 没 有 停 止, 化 感 作 用 和 化 感 物 质 的 发 现 为 解 决 以 上 问 题 提 供 了 一 种 新 的 思 路 [9 10] 2 化 感 作 用 及 化 感 抑 藻 机 理 化 感 作 用 (allelopathy) 一 词 是 由 科 学 家 Molisch 于 1937 年 首 次 提 出, 用 以 表 达 包 括 微 生 物 在 内 的 所 有 植 物 间 生 物 化 学 方 面 的 相 互 作 用 [11] Rice 将 化 感 作 用 定 义 为 一 种 植 物 通 过 向 环 境 中 释 放 化 学 物 质 影 响 其 他 生 物 生 长 的 现 象 [12] 植 物 化 感 作 用 具 有 3 个 基 本 特 征 : (1) 相 互 作 用 主 客 体 都 是 植 物, 不 包 括 植 物 和 动 物 及 其 他 有 机 体 的 相 互 作 用 ; (2) 相 互 作 用 的 化 学 物 质 是 植 物 次 生 物 质, 且 必 须 通 过 合 适 的 途 径 进 入 环 境 中, 不 包 括 在 植 物 体 内 变 化 运 转 的 次 生 物 质 ; (3) 化 感 物 质 主 要 用 于 影 响 自 身 或 邻 近 植 物 ( 或 微 生 物 ) 的 生 长 发 育, 若 用 于 植 物 ( 或 微 生 物 ) 间 化 学 通 讯 ( 如 报 警 ) 或 污 染 环 境 ( 如 一 些 树 木 释 放 挥 发 物 和 氧 化 氮 形 成 烟 雾 等 ) 也 不 属 于 化 感 作 用 基 本 定 义 范 围 [13] 1949 年, Hasler 等 首 次 发 现 了 水 生 植 物 对 藻 类 的 化 感 抑 制 作 用, 此 后 Fitzgerald 通 过 研 究 也 证 明 了 水 生 植 物 的 代 谢 产 物 可 能 控 制 藻 类 的 生 长, 在 有 害 藻 类 频 繁 爆 发 的 情 况 下, 水 生 植 物 通 过 化 感 作 用 抑 制 藻 类 的 生 长 繁 殖 引 起 人 们 的 广 泛 兴 趣 [14] 近 年 来, 研 究 者 从 一 些 植 物 和 种 植 水 中 分 离 或 检 测 到 具 有 化 感 作 用 的 生 物 活 性 物 质, 对 化 感 作 用 抑 藻 机 理 进 行 研 究, 发 现 化 感 物 质 主 要 通 过 降 低 叶 绿 素 a 含 量, 破 坏 光 合 系 统, 使 细 胞 膜 结 构 裂 解, 改 变 酶 活 性, 破 坏 抗 氧 化 系 统, 损 害 细 胞 膜 内 超 微 结 构, 使 基 因 表 达 异 常 等 来 抑 制 藻 细 胞 的 分 裂 或 直 接 杀 死 藻 细 胞, 从 而 减 少 藻 细 胞 数 量, 抑 制 藻 类 的 生 长 [15] 从 目 前 研 究 来 看, 化 感 作 用 抑 藻 机 理 较 多 是 从 细 胞 水 平 上, 而 分 子 及 基 因 水 平 的 研 究 较 少, Qian Haifeng 研 究 发 现 化 感 物 质 N- 苯 基 -2- 萘 胺 除 了 改 变 了 小 球 藻 (Chlorella) 藻 细 胞 的 生 理 状 态 亚 细 胞 结 构 外, 也 降 低 了 基 因 psab 和 psbc 转 录 度 [16] Shao Jinhai, Wu Zhongxing 从 基 因 表 达 水 平 上 研 究 了 化 感 物 质 连 三 酚 对 铜 绿 微 囊 藻 (Microcystis aeruginos) 的 抑 制 作 用, 基 因 表 达 分 析 表 明 细 胞 膜 是 邻 苯 三 酚 作 用 的 第 一 靶 点, 光 合 作 用 的 D1 蛋 白 也 是 一 个 重 要 的 靶 点, 未 来 应 从 基 因 表 达 分 子 和 遗 传 机 制 等 更 微 观 的 角 度 对 抑 藻 机 理 深 入 研 究 [17] 3 陆 生 植 物 化 感 抑 藻 陆 生 植 物 具 有 生 物 量 大 次 生 代 谢 物 比 较 丰 富 等 优 点 研 究 发 现 大 麦 秆 有 良 好 的 抑 藻 效 果, 并 从 中 提 取 了 抑 藻 化 感 物 质, 分 析 了 其 抑 藻 机 理, 近 几 年 陆 生 植 物 的 研 究 范 围 也 逐 渐 扩 大, 而 陆 生 植 物 所 含 化 感 抑 藻 物 质 和 抑 藻 机 理 有 待 深 入 研 究 [18] 3.1 木 本 植 物 抑 藻 作 用 研 究 发 现, 木 本 植 物 中 的 桃 金 娘 科 松 科 漆 树 科 芸 香 科 桑 科 木 犀 科 胡 桃 科 杨 柳 科 柏 科 和 山 茶 科 植 物 提 取 物 都 表 现 出 对 藻 类 的 抑 制 作 用 [19] 马 妍 通 过 研 究 植 物 浸 提 液 对 两 种 富 营 养 化 藻 类 铜 绿 微 囊 藻 和 莱 茵 衣 藻 (Chlamydomonas reinhardtii) 的 抑 制 作 用, 发 现 雪 松 枫 杨 核 桃 楸 核 桃 4 种 植 物 是 很 有 开 发 价 值 的 陆 生 抑 藻 植 物 材 料 [20] 另 有 研 究 表 明, 蜜 橘 西 柚 脐 橙 三 种 柑 橘 类 果 皮 的 提 取 物 中 蜜 橘 果 皮 提 取 物 抑 制 铜 绿 微 囊 藻 效 果 最 佳, 液 浓 度 大 于 1.1 g L 1 时, 抑 藻 效 果 显 著, 表 现 为 抑 制 铜 绿 微 囊 藻 的 生 长 叶 绿 素 a 合 成 与 光 合 系 统 Ⅱ(PS Ⅱ ) 活 性 [21] 红 树 植 物 除 了 对 污 水 有 良 好 的 净 化 效 果 外, 还 含 有 抑 藻 活 性 物 质, 许 多 红 树 植 物 中 含 有 丹 宁 等 酚 类 物 质, 酚 类 和 酚 酸 类 化 感 物 质 对 赤 潮 藻 的 生 长 有 抑 制 作 用 [22] 孙 志 伟 等 研 究 发 现 红 树 植 物 木 榄 秋 茄 海 漆 海 芒 果 小 花 老 鼠 簕 等 水 提 物 对 赤 潮 藻 球 形 棕 囊 藻 和 赤 潮 异 弯 藻 具 有 化 感 抑 制 效 应 [23] 李 春 强 等 研 究 发 现 红 树 粉 及 其 水 浸 液 红 树 根 系 分 泌 物 均 可 抑 制 中 肋 骨 条 藻 生 长, 但 几 种 红 树 粉 中 总 酚 含 量 与 抑 藻 活 性 并 不 相 对 应, 推 测 除 了 酚 酸 类 物 质, 红 树 可 能 还 释 放 出 其 他 的 化 感 物 质, 同 时 作 用 抑 制 中 肋 骨 条 藻 生 长 [24], 除 酚 类 物 质 外, 许 多 红 树 植 物 中 含 有 甾 醇 萜 类 生 物 碱 环 硫 醚 等 化 学 成 分, 有 的 还 有 黄 酮 醌 类 等 化 学 成 分, 而 红 树 中 起 到 抑 藻 作
3 190 生 态 科 学 34 卷 用 的 哪 种 化 感 物 质 或 者 是 哪 几 种 化 感 物 质 的 协 同 效 应 有 待 进 一 步 研 究 3.2 草 本 植 物 抑 藻 作 用 研 究 发 现, 草 本 植 物 中 的 菊 科 禾 本 科 天 南 星 科 毛 茛 科 和 百 合 科 植 物 的 提 取 物 都 表 现 出 对 藻 类 的 抑 制 作 用 [19] 利 用 大 麦 秸 秆 直 接 投 放 水 体 抑 制 藻 类 是 目 前 为 止 比 较 成 功 的 化 感 抑 藻 应 用 实 例 [25] 物 理 机 理 认 为 大 麦 秆 的 降 解 过 程 中, 会 不 断 产 生 大 量 的 有 色 物 质, 这 些 物 质 能 够 减 弱 进 入 水 体 的 光 照 强 度, 阻 碍 藻 的 光 合 作 用, 进 而 抑 制 藻 类 的 正 常 生 长 ; 而 化 学 机 理 则 认 为 投 加 大 麦 秆 后 无 脊 椎 动 物 浮 游 植 物 和 微 生 物 增 加, 通 过 无 脊 椎 动 物 浮 游 动 物 对 藻 类 的 大 量 吞 噬 作 用 而 产 生 抑 藻 效 应 [26] 目 前 化 学 机 理 得 到 普 遍 认 可, 最 初 对 大 麦 秆 中 化 学 物 质 分 析 发 现 抑 藻 效 应 主 要 是 大 麦 秆 木 质 素 氧 化 产 生 酚 类 物 质 [27], 但 随 着 深 入 研 究 发 现 酚 类 物 质 并 非 直 接 的 主 要 抑 藻 物 质, 大 麦 秆 的 降 解 过 程 中 真 正 产 生 强 抑 制 作 用 的 是 醌 类 物 质, 而 且 实 验 表 明 其 抑 藻 效 应 是 酚 类 的 1000 倍 [28] 陆 生 菊 科 植 物 野 艾 蒿 等 蒿 属 植 物 的 化 感 物 质 成 分 多 为 萜 类 物 质 青 蒿 酸 香 豆 酸 黄 酮 豆 甾 醇 香 甾 醇 蒿 酮 异 蒿 酮 桉 油 精 挥 发 油 徐 芙 清 通 过 3 种 常 见 陆 生 菊 科 野 艾 蒿 (Artemisia lavandulaefolia) 小 白 酒 草 (Conyza eanadensis) 杭 白 菊 植 物 与 藻 共 培 养 实 验, 结 果 表 明 野 艾 蒿 和 小 白 酒 草 能 够 适 应 水 培, 野 艾 蒿 和 杭 白 菊 抑 藻 能 力 较 强, 10 d 后 对 铜 绿 微 囊 藻 生 长 的 抑 制 率 分 别 为 93.3% 和 90.8% [29] 草 本 植 物 水 稻 和 玉 米 等 对 藻 类 生 长 也 有 抑 制 作 用 [2] 通 过 对 水 稻 秸 秆 的 抑 藻 作 用 研 究, 发 现 稻 秆 也 具 有 与 大 麦 秆 类 似 的 抑 藻 作 用 [30] 比 较 稻 秆 不 同 部 分 的 抑 藻 效 果, 发 现 抑 藻 效 果 表 现 为 稻 根 > 稻 穗 > 稻 杆 [31] 欧 阳 妤 婧 等 研 究 了 玉 米 茎 秆 和 玉 米 叶 对 塔 玛 亚 历 山 大 藻 生 长 的 影 响, 发 现 玉 米 秸 秆 不 仅 能 显 著 抑 制 塔 玛 亚 历 山 大 藻 (Alexandrium tamarense) 的 生 长 还 能 选 择 性 的 抑 制 不 同 赤 潮 藻 的 生 长, 而 且 玉 米 叶 的 抑 藻 作 用 强 于 玉 米 茎 秆, 0.5 g L 1 的 玉 米 叶 对 密 度 为 cells L 1 的 塔 玛 亚 历 山 大 藻 的 生 长 有 明 显 的 抑 制 作 用 [32] 4 水 生 植 物 化 感 抑 藻 4.1 浮 水 植 物 化 感 抑 藻 浮 水 植 物 是 漂 浮 于 水 中 生 长 或 根 固 定 在 水 底 叶 浮 在 水 面 的 水 生 高 等 植 物 大 量 的 现 场 实 验 和 室 内 研 究 表 明, 凤 眼 莲 (Eichhornia crassipes) 浮 萍 (Lemnaminor) 紫 萍 (Spirodelapolyrhiza) 满 江 红 (Axollaimbircata) 槐 叶 萍 (Salvinia natans) 水 花 生 (Alternanthera philoxides) 等 均 具 有 一 定 化 感 抑 藻 作 用 [33 34] 凤 眼 莲 种 植 水 抽 滤 液 及 不 同 部 位 的 提 取 液 均 能 对 铜 绿 微 囊 藻 产 生 一 定 的 化 感 抑 制 作 用, 并 降 低 稳 定 期 的 铜 绿 微 囊 藻 产 量 [35] [36] 刘 洁 生 等 发 现 凤 眼 莲 根 系 丙 酮 提 取 物 中 存 在 多 种 化 感 物 质 如 N- 苯 基 -2- 萘 胺 亚 油 酸 亚 油 酸 甘 油 脂 壬 酸 和 丙 酰 [37] 胺 等 俞 子 文 等 研 究 了 水 花 生 凤 眼 莲 满 江 红 紫 萍 浮 萍 和 西 洋 菜 对 雷 氏 衣 藻 (Chlamydomonas reinhardtii) 的 抑 制 作 用, 并 与 凤 眼 莲 的 作 用 进 行 了 比 较, 结 果 显 示 前 5 种 水 生 植 物 对 雷 氏 衣 藻 表 现 了 抑 制 作 用, 但 不 如 凤 眼 莲 强 西 洋 菜 没 有 抑 制 作 用, 甚 至 稍 有 促 进 效 应 从 水 花 生 水 浮 莲 凤 眼 莲 的 种 植 水 中 得 到 的 分 泌 物 粗 提 物, 都 对 雷 氏 衣 藻 具 有 抑 制 效 应 4.2 沉 水 植 物 化 感 抑 藻 沉 水 植 物 整 株 生 活 在 水 下, 茎 叶 直 接 受 到 藻 类 等 浮 游 生 物 的 侵 害, 通 过 茎 叶 直 接 释 放 化 感 物 质 能 有 效 抑 制 藻 类 的 生 长 金 鱼 藻 (Ceratophyllum demersum) 苦 草 (Vallasneria asiatica) 黑 藻 (Hydrilla verticillata) 水 剑 叶 (Stratiotes aloides) 马 来 眼 子 菜 (Potamogeton malaianus) 等 沉 水 植 物 均 具 有 较 强 的 化 感 作 用 [33] [38] Sabine 等 研 究 发 现 穗 花 狐 尾 藻 金 鱼 藻 水 剑 叶 水 盾 草 等 抑 藻 活 性 很 高, 而 轮 叶 狐 尾 藻 (Myriophyllum verticillatum) 伊 乐 藻 (Elodea canadensis) 茨 藻 (Najas marina) 等 抑 藻 活 性 一 般 [39] 鲜 啟 鸣 等 研 究 了 4 种 沉 水 植 物 ( 金 鱼 藻 微 齿 眼 子 菜 苦 草 伊 乐 藻 ) 对 铜 绿 微 囊 藻 的 抑 制 作 用, 结 果 显 示 金 鱼 藻 和 微 齿 眼 子 菜 在 生 长 过 程 中 连 续 释 放 化 [40] 感 物 质, 具 有 较 强 的 抑 制 藻 类 生 长 的 作 用 杨 琳 等 研 究 发 现 伊 乐 藻 和 蓖 齿 眼 子 菜 这 两 种 沉 水 植 物 均 对 斜 生 栅 藻 的 生 长 具 有 化 感 效 应, 且 都 表 现 为 低 促 高 [41] 抑 的 现 象 Waridel 等 对 篦 齿 眼 子 菜 (Potamogeton pectinatus) 的 二 氯 甲 烷 提 取 物 经 分 析 得 到 半 月 花 烷 [42] 二 萜, 其 具 有 明 显 的 抑 藻 效 应 Alamsjah 等 研 究 了 37 种 大 型 海 藻 甲 醇 提 取 物 和 水 溶 液 提 取 物 对 藻 类 的 抑 制 作 用, 发 现 肠 浒 苔 提 取 物 对 赤 潮 异 弯 藻 (Heterosigma skashiwo) 和 鞭 毛 藻 (Dinoflagellate) 都 具 有 较 强 的 抑 制 效 应
4 6 期 孙 志 伟, 等. 化 感 作 用 抑 制 有 害 藻 类 生 长 的 研 究 进 展 挺 水 植 物 化 感 抑 藻 挺 水 植 物 的 根 根 茎 生 长 在 水 的 底 泥 之 中, 茎 叶 挺 出 水 面, 因 此 挺 水 植 物 对 藻 类 的 化 感 作 用 主 要 是 通 过 根 部 释 放 化 感 物 质 来 实 现 具 有 化 感 抑 藻 作 用 的 挺 水 植 物 有 很 多, 如 石 菖 蒲 (Acorus tatarinowii) 芦 苇 芦 竹 (Arundo donax) 马 蹄 莲 (Zantedeschia aethiopica Spreng) 宽 叶 菖 蒲 (Typha latipholia) 鸢 尾 (Iris tectorum) 等 [33] 石 菖 蒲 根 系 可 向 水 体 分 泌 化 感 物 质 抑 制 藻 类 生 长 [43] 自 然 光 照 条 件 下, 菖 蒲 对 水 华 鱼 腥 藻 和 小 球 藻 的 抑 制 率 分 别 达 100% 和 91.2% [44] 蒲 黄 经 乙 酸 乙 酯 提 取 后 分 离 出 的 棕 榈 酸 和 胆 固 醇 油 酸 酯 对 斜 生 珊 藻 (Scenedesmus arcuatus) 和 小 球 藻 均 呈 现 较 好 的 抑 藻 活 性 [45] [46] 李 锋 民 等 研 究 了 芦 苇 等 7 种 大 型 水 生 植 物 及 芦 苇 不 同 部 位 的 浸 出 液 对 蛋 白 核 小 球 藻 的 化 感 作 用, 结 果 显 示 所 有 受 试 植 物 的 浸 出 液 均 对 蛋 白 核 小 球 藻 产 生 抑 制 作 用, 其 中 芦 苇 的 抑 制 作 用 最 强, 当 芦 苇 浸 出 液 为 10 g L 1 时 抑 制 率 可 达 97.6%, 藻 类 几 乎 不 能 生 长 5 化 感 抑 藻 研 究 展 望 化 感 抑 藻 作 用 的 研 究 为 有 效 控 制 有 害 藻 类 的 爆 发 提 供 了 一 种 前 景 方 法, 这 种 方 法 具 有 的 生 态 安 全 性 好 快 速 高 效 等 优 点 已 经 引 起 人 们 的 重 视 但 从 1949 年, Hasler 等 首 次 发 现 了 植 物 对 藻 类 的 化 感 抑 制 作 用, 直 到 20 世 纪 末 期 才 逐 渐 形 成 利 用 化 感 作 用 抑 藻 的 研 究 领 域 至 今 60 多 年, 植 物 化 感 抑 藻 作 用 的 研 究 仍 进 展 相 对 缓 慢 作 为 一 种 仍 处 于 研 究 阶 段 的 抑 藻 方 法, 还 存 在 许 多 问 题 需 要 解 决 今 后 需 要 从 以 下 几 个 方 面 开 展 进 一 步 的 研 究 : (1) 虽 然 已 经 分 离 到 多 种 具 有 抑 藻 活 性 的 化 感 物 质, 但 这 些 物 质 在 植 物 组 织 中 的 含 量 一 般 较 小, 要 工 业 化 生 产 并 在 实 际 中 应 用 仍 存 在 困 难 因 此 寻 找 含 量 丰 富 抑 藻 效 果 好 的 化 感 物 质, 或 者 人 工 合 成 具 有 活 性 的 化 感 物 质 是 今 后 研 究 的 重 点 之 一 (2) 已 有 的 化 感 物 质 抑 藻 研 究 大 多 是 在 实 验 室 完 成 的, 研 究 体 系 中 影 响 因 素 的 设 计 单 一, 考 察 范 围 有 限 而 实 际 水 体 中 藻 类 多 种 多 样, 并 且 与 其 他 水 生 生 物 共 存, 因 此, 研 究 化 感 物 质 对 其 他 水 生 生 物 的 影 响 也 是 十 分 必 要 的 (3) 化 感 物 质 在 水 体 中 抑 藻 作 用 持 续 时 间 的 长 短 直 接 影 响 其 在 藻 类 控 制 领 域 的 应 用 因 此, 对 化 感 物 质 在 环 境 中 的 降 解 特 性 需 要 进 一 步 的 研 究 (4) 已 提 出 的 化 感 物 质 抑 藻 机 理 并 不 能 完 全 解 释 化 感 物 质 对 藻 类 的 选 择 性 抑 制 因 此 还 需 要 与 分 析 化 学 分 子 生 物 学 等 学 科 结 合, 在 分 子 或 基 因 水 平 上, 从 化 感 物 质 及 其 作 用 的 藻 类 两 方 面 进 一 步 进 行 抑 藻 机 理 研 究, 尤 其 是 对 化 感 物 质 选 择 性 抑 藻 机 理 的 研 究 至 今 已 知 的 化 感 物 质 按 结 构 主 要 分 为 14 类 : 水 溶 性 有 机 酸, 直 链 醇, 脂 肪 族 醛 和 酮 ; 简 单 不 饱 和 内 酯 ; 长 链 脂 肪 族 和 多 炔 ; 萘 醌 葸 醌 和 复 合 醌 ; 简 单 酚, 苯 甲 酸 及 其 衍 生 物 ; 肉 桂 酸 及 其 衍 生 物 ; 香 豆 素 类 ; 类 黄 酮 ; 单 宁 ; 类 萜 和 甾 类 化 合 物 ; 氨 基 酸 和 多 肽 ; 生 物 碱 和 氰 醇, 硫 化 物 和 芥 子 油 苷 ; 嘌 呤 和 核 苷 我 们 应 根 据 对 藻 类 的 作 用 机 制 的 不 同, 对 化 感 抑 藻 物 质 予 以 分 类 以 往 实 验 室 常 以 植 物 对 藻 类 的 影 响 表 达 植 物 化 感 抑 藻 作 用, 而 水 华 和 赤 潮 爆 发 的 环 境 水 体 中 仅 是 少 数 几 种 绝 对 优 势 种, 所 以 从 实 际 指 导 意 义 和 可 操 作 性 角 度 来 看, 应 以 藻 为 中 心 研 究 各 种 化 感 抑 藻 方 法, 实 现 理 论 到 实 践 实 验 室 到 环 境 的 转 变 参 考 文 献 [1] 戚 莉 莉, 程 子 波, 邹 华, 等. 高 效 液 相 色 谱 法 测 定 太 湖 水 中 微 囊 藻 毒 素 的 研 究 [J]. 食 品 与 生 物 技 术 学 报, 2009, 28(1): [2] 邹 华, 邓 继 选, 朱 银. 植 物 化 感 作 用 在 控 制 水 华 藻 类 中 的 应 用 [J]. 食 品 与 生 物 技 术 学 报, 2012, 31(2): [3] 陈 孝 花, 潘 连 德, 张 饮 江. 水 中 丝 状 藻 类 有 害 藻 华 的 形 成 与 对 策 [J]. 南 方 水 产 科 学, 2011, 7(2): [4] SUN X X, CHOI J K, KIM E K. A preliminary study on the mechanism of harmful algal bloom mitigation by use of sophorolipid treatment[j]. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 2004, 304(1): [5] 李 锋 民, 胡 洪 营, 门 玉 洁, 等. 化 感 物 质 对 小 球 藻 抗 氧 化 体 系 酶 活 性 的 影 响 [J]. 环 境 科 学, 2006, 27(10): [6] 李 活, 贺 春 花, 黄 翔 鹄, 等. 氮 磷 铁 质 量 浓 度 对 绿 色 颤 藻 生 长 的 限 制 性 条 件 [J]. 南 方 水 产 科 学, 2015, 11(3): [7] 刘 朝 阳, 孙 晓 庆. 生 物 控 制 法 在 水 产 养 殖 水 质 净 化 中 的 综 合 应 用 [J]. 南 方 水 产, 2007, 3(1): [8] 王 丽 花, 曹 煜 成, 李 卓 佳. 溶 藻 细 菌 控 藻 作 用 及 其 在 对 虾 养 殖 池 塘 中 的 应 用 前 景 [J]. 南 方 水 产 科 学, 2012, 8(4): [9] VYVYAN J R. Allelochemicals as leads for new herbicides and agrochemicals[j]. Tetradron, 2002, 58(9):
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4期
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12 2 2 0 1 6 4 South China Fisheries Science Vol. 12, No. 2 Apr., 2016 doi: 10. 3969/ j. issn. 2095-0780. 2016. 02. 016,,,, (,,, 510300) : ( Pinctada maxima),,,, 54. 55%, 0 0. 25 m - 2, 0 70. 31 gm - 2,
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2011 33 6 1117-1121 http / /xuebao. jxau. edu. cn Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis E - mail ndxb7775@ sina. com * 311400 Alcalase 2. 4 L TS225. 1 + 6 A 1000-2286 2011 06-1117 - 05 A Study on
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