磷驱动下的有害米氏凯伦藻藻华发生的营养动力学机制

Karenia mikimotoi is one of the most notorious harmful algal bloom species which have greatly beaten mariculture in the coastal waters of China in recent years. To understand the formation mechanism of K. mikimotoi blooms has important theoretical and practical significances. The concentrations of phosphate in seawater are low and phytoplankton suffer severe phosphorus stress or even limitation when blooms of K. mikimotoi occur. Phosphorus might play an important role in determining the species of K. mikimotoi competing over others and bloom. However, the study on the nutritional adaptative strategies of K. mikimotoi to phosphorus stress is rare and the regulating mechanism of phosphorus on the occurrence and persistence of K. mikimotoi blooms is unclear by far. Both field investigations that track blooms of K. mikimotoi and laboratory experiments would be carried out in this project to study the uptake, assimilation and metabolism mechanism of K. mikimotoi to phosphorus (in particularly under P-exhausted conditions) and to verify the mechanism of phosphorus dynamics on the formation of K. mikimotoi blooms under molecular, cellular and population levels. The completion of the project is expected to enrich theoretical basis of nutritional physiology of phytoplankton (dinoflagellates), improve understanding of mechanism of phosphorus dynamics on the ecology of harmful algal blooms, and provide scientific basis for early warning and forecasting of K. mikimotoi blooms.

米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）是近年来中国近海造成养殖业损失最大、最受关注的有害藻华生物。查明米氏凯伦藻藻华的发生机制具有重要的理论和现实意义。米氏凯伦藻藻华发生时，海水无机磷浓度低，浮游植物受到磷胁迫甚至限制。磷可能在决定米氏凯伦藻种群竞争过其他种类形成藻华中发挥重要的作用。目前，有关米氏凯伦藻对磷胁迫的营养生理响应机制研究较少，磷对米氏凯伦藻藻华发生的调控机制也不明确。本项目拟结合现场藻华跟踪调查研究和室内实验生态研究，从分子、细胞和种群水平深入研究藻华发生过程中米氏凯伦藻对环境中磷动态变化的吸收、同化和代谢的营养响应机制及过程动力学，阐明米氏凯伦藻种群对磷的优势营养竞争策略，探明磷在米氏凯伦藻藻华发生和维持中的作用机制。该项目将提升对浮游植物（甲藻类）的磷营养生理学和磷在有害藻华生态学调控机制的认知，为米氏凯伦藻藻华的预警、预测提供科学依据。

米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）是近年来中国近海造成养殖业损失最大、最受关注的有害赤潮生物。查明米氏凯伦藻赤潮的发生机制具有重要的理论和现实意义。米氏凯伦藻藻华发生时，海水无机磷浓度低，浮游植物受到磷胁迫甚至限制。磷可能在决定米氏凯伦藻种群竞争过其他种类形成赤潮中发挥重要的作用。本项目结合现场赤潮跟踪调查研究和室内实验生态研究，从分子、细胞和种群水平深入研究藻华发生过程中米氏凯伦藻对环境中磷动态变化的吸收、同化和代谢的营养响应机制及过程动力学。. 研究结果表明，米氏凯伦藻赤潮常发生在低磷海区，并常与东海原甲藻相伴发生赤潮，缺磷在硅藻赤潮向甲藻赤潮演替中扮演重要作用。过去，可能存在将其他种类引发的凯伦藻赤潮错误认为米氏凯伦藻赤潮的可能性。当甲藻赤潮发生在低磷海区时，藻华生物遭受磷胁迫甚至限制，有机磷成为海区的重要磷源，藻华生物通过提高磷酸酶对底物的亲和力和最大水解速率的方式提高对有机磷的利用效率。.米氏凯伦藻适应于贫磷环境，可以通过多种营养方式获取磷源。米氏凯伦藻对有机磷表现出强的生长利用能力，其磷酸酶的酶水解特性表明米氏凯伦藻在利用有机磷源上存在竞争优势。米氏凯伦藻还可以转向利用胞内磷库，但在磷胁迫时，米氏凯伦藻选择优先保有核酸和多聚磷酸盐等参与重要代谢过程的胞内磷组分。在低磷环境下，米氏凯伦藻对磷的利用是有序的、节制的。当环境中磷缺乏或有机磷含量丰富时，米氏凯伦藻的磷营养竞争策略易促使其在种间竞争中形成优势，进而发生赤潮。 . 项目研究成果阐明了米氏凯伦藻种群对磷的优势营养竞争策略，探明磷在米氏凯伦藻藻华发生和维持中的作用机制。该项目提升了对浮游植物（甲藻类）的磷营养生理学和磷在有害藻华生态学调控机制的认知，为凯伦藻和原甲藻等中国近海常见有害藻华的预警、预测提供了科学依据。