免费文献传递   相关文献

The antifouling activities of Callyspongia sponge extracts

美丽海绵提取物防污损作用



全 文 :
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 13 期摇 摇 2012 年 7 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
砂质潮间带自由生活海洋线虫对缺氧的响应———微型受控生态系研究
华摇 尔,李摇 佳,董摇 洁,等 (3975)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
植物种群自疏过程中构件生物量与密度的关系 黎摇 磊,周道玮,盛连喜 (3987)………………………………
基于景观感知敏感度的生态旅游地观光线路自动选址 李继峰,李仁杰 (3998)…………………………………
基于能值的沼气农业生态系统可持续发展水平综合评价———以恭城县为例
杨摇 谨,陈摇 彬,刘耕源 (4007)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
内蒙古荒漠草原植被盖度的空间异质性动态分析 颜摇 亮,周广胜,张摇 峰,等 (4017)…………………………
典型草地的土壤保持价值流量过程比较 裴摇 厦,谢高地,李士美,等 (4025)……………………………………
长沙市区马尾松人工林生态系统碳储量及其空间分布 巫摇 涛,彭重华,田大伦,等 (4034)……………………
厦门市七种药用植物根围 AM真菌的侵染率和多样性 姜摇 攀 ,王明元 (4043)………………………………
Cd、低 Pb / Cd下冬小麦幼苗根系分泌物酚酸、糖类及与根际土壤微生物活性的关系
贾摇 夏,董岁明,周春娟 (4052)
…………………………
…………………………………………………………………………………
凉水保护区土壤产类漆酶鄄多铜氧化酶细菌群落结构 赵摇 丹,谷惠琦,崔岱宗,等 (4062)……………………
盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对 AM真菌的影响 卢鑫萍,杜摇 茜,闫永利,等 (4071)………………
菌丝室接种解磷细菌 Bacillus megaterium C4 对土壤有机磷矿化和植物吸收的影响
张摇 林,丁效东,王摇 菲,等 (4079)
……………………………
……………………………………………………………………………
闽江河口不同河段芦苇湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征 王维奇,王摇 纯,曾从盛,等 (4087)……………
高山森林三种细根分解初期微生物生物量动态 武志超,吴福忠,杨万勤,等 (4094)……………………………
模拟降水对古尔班通古特沙漠生物结皮表观土壤碳通量的影响 吴摇 林,苏延桂,张元明 (4103)……………
铁皮石斛组培苗移栽驯化过程中叶片光合特性、超微结构及根系活力的变化
濮晓珍,尹春英,周晓波,等 (4114)
…………………………………
……………………………………………………………………………
不同产量水平旱地冬小麦品种干物质累积和转移的差异分析 周摇 玲,王朝辉,李富翠,等 (4123)……………
基于作物模型的低温冷害对我国东北三省玉米产量影响评估 张建平,王春乙,赵艳霞,等 (4132)……………
黄土高原 1961—2009 年参考作物蒸散量的时空变异 李摇 志 (4139)……………………………………………
莫莫格湿地芦苇对水盐变化的生理生态响应 邓春暖,章光新,李红艳,等 (4146)………………………………
不同蚯蚓采样方法对比研究 范如芹,张晓平,梁爱珍,等 (4154)…………………………………………………
亚洲玉米螟成虫寿命与繁殖力的地理差异 涂小云,陈元生,夏勤雯,等 (4160)…………………………………
黑河上游天然草地蝗虫空间异质性与分布格局 赵成章,李丽丽,王大为,等 (4166)……………………………
苦瓜叶乙酸乙酯提取物对斜纹夜蛾实验种群的抑制作用 骆摇 颖,凌摇 冰,谢杰锋,等 (4173)…………………
长江口中国花鲈食性分析 洪巧巧,庄摇 平,杨摇 刚,等 (4181)……………………………………………………
基于线粒体控制区序列的黄河上游厚唇裸重唇鱼种群遗传结构 苏军虎,张艳萍,娄忠玉,等 (4191)…………
镉暴露对黑斑蛙精巢 ROS的诱导及其蛋白质氧化损伤作用机理 曹摇 慧,施蔡雷,贾秀英 (4199)……………
北方草地牛粪中金龟子的多样性 樊三龙,方摇 红,高传部,等 (4207)……………………………………………
合肥秋冬季茶园天敌对假眼小绿叶蝉和茶蚜的空间跟随关系 杨摇 林,郭摇 骅,毕守东,等 (4215)……………
植被、海拔、人为干扰对大中型野生动物分布的影响———以九寨沟自然保护区为例
张摇 跃,雷开明,张语克,等 (4228)
……………………………
……………………………………………………………………………
基于社会网络分析法的生态工业园典型案例研究 杨丽花,佟连军 (4236)………………………………………
基于生命周期的户用沼气系统可用能核算———以广西恭城瑶族自治县为例
齐摇 静,陈摇 彬,戴摇 婧,等 (4246)
……………………………………
……………………………………………………………………………
专论与综述
水文情势与盐分变化对湿地植被的影响研究综述 章光新 (4254)………………………………………………
松嫩碱化草甸土壤种子库格局、动态研究进展 马红媛,梁正伟,吕丙盛,等 (4261)……………………………
一种新的景观扩张指数的定义与实现 武鹏飞,周德民,宫辉力 (4270)…………………………………………
研究简报
华山新麦草光合特性对干旱胁迫的响应 李摇 倩,王摇 明,王雯雯,等 (4278)……………………………………
美丽海绵提取物防污损作用 曹文浩,严摇 涛,刘永宏,等 (4285)…………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*306*zh*P* ¥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄07
封面图说: 涵养水源———在长白山南坡的峭壁上,生长在坡面上的森林所涵养的水源还在汨汨地往下流个不停,深红色的落叶
掉在了苔藓上,这里已经是长白山的深秋了。 虽然雨季已经过去了很久,但是林下厚厚的枯枝落叶层、腐殖质层、苔
藓草本层所涵养的水分还在不间断地流淌,细细的水线在壁下汇成了溪、汇成了河。 涵养水源是森林的主要生态功
能之一。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 13 期
2012 年 7 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 13
Jul. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金(31100260, 41176102); 广东省海洋渔业科技推广专项重点项目(A201101F03)
收稿日期:2011鄄06鄄08; 摇 摇 修订日期:2011鄄11鄄10
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yantao@ scsio. ac. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201106080767
曹文浩,严涛,刘永宏,黄日明,杨斌,董钰,严文侠.美丽海绵提取物防污损作用.生态学报,2012,32(13):4285鄄4290.
Cao W H, Yan T, Liu Y H,Huang R M, Yang B, Dong Y, Yan W X. The antifouling activities of Callyspongia sponge extracts. Acta Ecologica Sinica,
2012,32(13):4285鄄4290.
美丽海绵提取物防污损作用
曹文浩1,2, 严摇 涛1,2,*, 刘永宏1, 黄日明1, 杨摇 斌1, 董摇 钰1, 严文侠1
(1.中国科学院南海海洋研究所, 广州摇 510301;2.中国科学院大亚湾海洋生物综合实验站, 深圳摇 518121)
摘要:从美丽海绵分离提取了 2鄄去氧鄄1鄄氢鄄1,2,4,三唑、环(脯氨酸鄄甘氨酸)、尿嘧啶、环(脯氨酸鄄丙氨酸)、6鄄氨基嘌呤、4鄄(1鄄苯
乙基)苯酚、1鄄氢鄄1,2,4,三唑和胆甾鄄5鄄烯鄄3茁,7琢鄄二醇等 8 种化合物,并研究了其对网纹藤壶金星幼虫的影响,其中 6鄄氨基嘌呤
(7. 1 滋g / cm2)和 4鄄(1鄄苯乙基)苯酚(5. 9 滋g / cm2)对金星幼虫具有明显的毒杀作用。 美丽海绵可能通过这些活性化合物的协
同作用来防止它种生物附着污损。
关键词:海绵; 提取物; 藤壶; 幼虫
The antifouling activities of Callyspongia sponge extracts
CAO Wenhao1,2, YAN Tao1,2,*, LIU Yonghong1,HUANG Riming1, YANG Bin1, DONG Yu1, YAN Wenxia1
1 South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, Guangdong, China
2 Marine Biology Research Station at Daya Bay, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen 518121, China
Abstract: Around the world, marine fouling can have serious impacts on human activities and other organisms. To survive
in the highly competitive arena of the marine environment, many organisms have developed unique protection mechanisms
against fouling, including tolerance, avoidance, low surface energy and the secretion of natural compounds. Some species of
sponge and coral are rarely epiphytized because of the production of secondary metabolites against fouling. Unlike common
man鄄made antifouling compounds, these natural chemicals are environmentally friendly in marine ecological systems.
The majority of marine fouling organisms are algae, coelenterates, polychaetes, bivalves, bryozoans and barnacles. Of
them, the acorn barnacle Balanus reticulatus is one of the most important dominant species in the fouling communities of
tropical and subtropical waters, particularly in the East and South China Sea. Thus is can be considered as an appropriate
test representative for antifouling bioassays.
Barnacle nauplii were obtained by dissecting freshly collected adult barnacles from the aquaculture facilities at Daya
Bay, Shenzhen, China. Barnacle larvae were reared in darkness, at 30益 and on a diet of the green algae Platymonas
subcordiformis. Seawater was changed and more algae added as necessary. Cyprid larvae developed after around 5 days and
were collected and stored at 4益 for subsequent use.
Sponges of the genus Callyspongia are widely distributed in the southern waters of China (e. g. coastal water of Fujian,
Guangdong, Guangxi and Hainan Provinces) . They are well known as sources of biologically active natural products,
including polyacetylenes, peptides, alkaloids, fatty acids, polyketides, and sterols. Some of these compounds possess
antimicrobial, anti鄄tumor, cytotoxicic, and HIV reverse transcriptase inhibition properties.
Freshly collected samples of Callyspongia were minced and extracts taken by washing with dilute ethanol three times.
http: / / www. ecologica. cn
The aqueous ethanol extracts were concentrated under vacuum. The combined extracts were partitioned into ethyl acetate
and water. The ethyl acetate soluble portion was separated using column chromatography. A silica gel column was eluted
with petroleum ether / ethyl acetate and then ethyl acetate / acetone. Similar isolates were identified using thin layer
chromatography (TLC). The structures of all isolates were determined using one dimensional and two dimensional nuclear
resonance microscopy (NMR), mass spectroscopy (MS) analyses, and by comparison of the spectroscopic data with those
reported in the literature. A total of eight compounds were isolated and purified: Cyclo鄄(S鄄Pro鄄Gly), Cyclo鄄Pro鄄Ala, 1鄄
(2忆鄄deoxy鄄茁鄄D鄄erythro鄄pentofuranosyl)鄄1鄄H鄄1,2,4鄄triazole, uracil, 4鄄(1鄄phenylethyl) phenol, 6鄄NH2 鄄purine, 1鄄H鄄1,2,
4,triazole and cholest鄄5鄄ene鄄3茁,7琢鄄diol.
For antifouling tests, each compound was dissolved in 1ml methanol (or chloroform) and transferred into Petri dishes.
Petri dishes were dried on a shaker prior to the addition of filtered seawater and larvae. Control dishes, using 1 ml of
solvent (pre dried as above) and filtered seawater only were also prepared. The mean values of larval survival rate were
compared among samples using least significant difference tests.
Six compounds had no influence on the behavior and survival rate of larvae (P>0. 05): 1鄄(2忆鄄deoxy鄄茁鄄D鄄erythro鄄
pentofuranosyl)鄄1鄄H鄄1,2,4鄄triazole, Cyclo鄄( S鄄Pro鄄Gly), Cyclo鄄Pro鄄Ala, uracil, 1鄄H鄄1,2,4,triazole and cholest鄄5鄄ene鄄
3茁,7琢鄄diol. The other two compounds 6鄄NH2 鄄purine (7. 1 滋g / cm
2) and 4鄄(1鄄phenylethyl) phenol (5. 9 滋g / cm2) had
significant toxic effects on the cyprid larvae of the acorn barnacle Balanus reticulatus (P<0. 05). The synergistic effect of
these compounds may play an important role in the antifouling activities of the sponge.
Key Words: sponge; compounds; barnacle; larvae
海洋环境中各物种之间对空间的竞争十分激烈,任何大型动、植物都是营固着或附着生活种类的潜在附
着污损对象,为避免其他生物附着可能产生的危害,海洋中一些生物在长期的进化过程中,形成了许多独特的
自我保护机制来保持自身体表的洁净[1]。
其中,许多海洋生物可通过产生对环境无危害的、具有防污活性的次生代谢产物以防止其他生物污损附
着,利于自身的生存。 这些天然防污化合物是一类非常理想的防污剂,其通过驱赶而不是毒杀作用实现防污
目的,这不仅具有极好的防污效果,而且也不会对环境产生危害作用。 因此,开展海洋化学生态学研究,将其
应用于海洋污损生物防除领域,不仅有利于弄清海洋污损生物的防除作用机制,还可以提供大量新型、无毒、
环保、高效的天然防污化合物,在基础研究和生产实践中均具有重要意义。
海绵动物是一类体表多孔,营水中固着生活,体呈不对称或辐射对称,具两胚层和水沟系,无消化腔和神
经系统的最原始的多细胞动物,分布范围广泛,栖息环境多样,体内含有大量生理活性物质,其中某些次级代
谢产物还被证实对花石莼 Ulva conglobata 、海鞘 Herdmania curvata 、致密藤壶 Balanus improvisus、线管虫
Salmacina tribranchiata 等常见污损生物幼虫和孢子的附着萌发具有抑制作用[2鄄5]。
美丽属海绵 ( Callyspongia) 隶属寻常海绵纲 ( Demospongiae) 间骨海绵目 ( Haplosclerida) 蜂海绵科
(Haliclonidae),在我国南方海域(如福建、广东、广西及海南沿岸)均有较丰富的分布[6鄄7]。 自 20 世纪 70 年代
开始研究该属海绵以来,已从中分离获得多炔、肽类、生物碱、脂肪酸、聚酮类及甾体等生物活性物质,且显示
出较好的抗菌、抗肿瘤、细胞毒性及抑制 HIV 逆转录酶活性等作用[6]。
在热带海域,污损生物种类繁多,生长迅速,附着量大。 其中,网纹藤壶(Balanus reticulatus)不仅是我国
华南沿海污损生物群落中的绝对优势种,也是世界性热带和亚热带广布种[8]。 目前虽然已对美丽属海绵代
谢产物的化学组成及其活性开展了研究,但尚未见这些化合物防污损研究的报道。 本文初步探讨了源自美丽
海绵的 8 种化合物对网纹藤壶金星幼虫的影响,以期为进一步工作奠定基础。
1摇 材料与方法
1. 1摇 化合物的分离提取
摇 摇 将新采集的美丽海绵用 95%的工业酒精室温浸泡、提取(5 d 伊 3),合并浸提液,减压浓缩,再用乙酸乙酯
6824 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
萃取,浓缩萃取液得浸膏。 干燥后进行硅胶柱层析分离,先用石油醚 /乙酸乙酯体系进行梯度洗脱,然后改换
乙酸乙酯 /丙酮体系,通过薄层色谱(TLC)追踪,合并相同组分。 将分离提取的化合物进行核磁共振 H 谱、C
谱、二维谱、质谱分析,并参照已有文献资料确定其结构。
1. 2摇 网纹藤壶幼虫培养
从大亚湾水产养殖设施上采集网纹藤壶成熟个体,解剖取出成熟受精卵块,放入盛有消毒海水的 500 mL
烧杯中,数分钟后无节幼虫即可孵化出来。 采集活泼健壮的无节幼虫,转移到 1000 mL烧杯中并加入适量海
水,培养时幼虫密度为 1—2 个 / mL。 以亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)作为饵料,投放量约 2. 5 伊
105—3. 0伊105 个细胞 / mL。 放入温度控制在 30 益左右的恒温培养箱中于黑暗环境中培养。 每天早晨和傍
晚取出,置于阳光下 0. 5 —1 h,并视具体情况添加少许饵料。 5 d左右金星幼虫就可大量出现,收集后置于 4
益冰箱中储存备用。
1. 3摇 化合物活性测试
分别用甲醇(或氯仿)溶解上述 8 种化合物。 实验组均各取 1 mL化合物溶液加入直径为 6 cm的培养皿
中,并使其均匀覆盖培养皿底部。 待溶剂挥发完全后,加入 13 mL海水。 另设空白组和对照组,其中对照组只
加 1 mL溶剂,待溶剂挥发完全后再加入海水;空白组只加海水。 所有实验组、对照组和空白组均设 5 个平行
样,每个培养皿加入约 30 个网纹藤壶金星幼虫。 置于 30 益培养箱内于黑暗环境中培养。 每 24 h 观察 1 次,
共观察 72 h。 采用最小显著差数法进行差异显著性分析。
2摇 实验结果
2. 1摇 化合物提取分离
将石油醚鄄乙酸乙酯(0颐10)部分上正相硅胶(45—75 滋),把乙酸乙酯鄄丙酮(1颐1)洗脱的流分再上正相硅
胶(45—75 滋),用氯仿鄄甲醇(9颐1)洗脱,得环(脯氨酸鄄甘氨酸)。 反复上 Sephadex LH鄄 20 (氯仿鄄甲醇,1颐9)洗
脱,再经正相硅胶(45—75 滋),氯仿鄄甲醇(9颐1)洗脱,最后再上正相硅胶(45—75 滋),氯仿鄄甲醇(98颐2)洗脱得
化合物环(脯氨酸鄄丙氨酸)。
石油醚鄄乙酸乙酯(1颐9)部分上正相硅胶(45—75 滋),将石油醚鄄乙酸乙酯(5颐5)洗脱组分再上正相硅胶
(45—75 滋),石油醚鄄丙酮(5颐5)洗脱,再反复 Sephadex LH鄄 20 (氯仿鄄甲醇,2:8),最后再上正相硅胶(45—75
滋)以氯仿鄄甲醇(9:1)洗脱,得尿嘧啶。
石油醚鄄乙酸乙酯(1颐1)部分上正相硅胶(45—75 滋),将石油醚鄄丙酮(梯度洗脱)的流分再上 Sephadex
LH鄄20,氯仿鄄甲醇(2颐8)洗脱,得 4鄄(1鄄苯乙基)苯酚。
纯丙酮冲柱部分上正相硅胶(45—75 滋),氯仿鄄甲醇(9颐1)洗脱的流分再反复上 Sephadex LH鄄 20,以氯仿鄄
甲醇(2颐8)洗脱,得 6鄄氨基嘌呤。
将乙酸乙酯鄄丙酮(1颐1)部分上正相硅胶(45—75 滋),把氯仿鄄甲醇(9颐1)洗脱的流分反复过 Sephadex LH鄄
20 (氯仿鄄甲醇,2颐8) ,先后得 2鄄去氧鄄1鄄氢鄄1,2,4,三唑 和 1鄄氢鄄1,2,4,三唑。
乙酸乙酯鄄丙酮(1颐1)部分上正相硅胶柱(10—50 滋),经等梯度洗脱(氯仿鄄甲醇,20颐1)得到了 11 个流份,
流份 2 用正相硅胶柱(10—50 滋),经等梯度洗脱(氯仿鄄甲醇,20颐1)得到化合物胆甾鄄5鄄烯鄄3茁,7琢鄄二醇 。
2. 2摇 网纹藤壶金星幼虫测试
2. 2. 1摇 环(脯氨酸鄄甘氨酸)等 4 种化合物对藤壶幼虫的影响
图 1 为环(脯氨酸鄄甘氨酸)5. 3 滋g / cm2、4鄄(1鄄苯乙基)苯酚 5. 9 滋g / cm2、2鄄去氧鄄1鄄氢鄄1,2,4,三唑 8. 3 滋g /
cm2 和尿嘧啶 8. 8 滋g / cm2 等 4 种化合物对网纹藤壶幼虫存活率影响的测试结果。 结果表明,培养 72 h 后空
白组和对照组的幼虫存活率分别为 99. 0%和 98. 4% (P>0. 05);环(脯氨酸鄄甘氨酸)、2鄄去氧鄄1鄄氢鄄1,2,4,三
唑和尿嘧啶三组的幼虫存活率分别为 98. 4% 、95. 0%和 95. 0% ,与对照组无显著差异(P>0. 05);而 4鄄(1鄄苯
乙基)苯酚组幼虫存活率为 0,与对照组的差异显著(P<0. 05)。 因此,在 5. 9 滋g / cm2 的作用剂量下,4鄄(1鄄苯
乙基)苯酚对藤壶幼虫有明显的毒杀作用。
7824摇 13 期 摇 摇 摇 曹文浩摇 等:美丽海绵提取物防污损作用 摇
http: / / www. ecologica. cn
2. 2. 2摇 6鄄氨基嘌呤等 4 种化合物对藤壶幼虫的影响
图 2 为 6鄄氨基嘌呤 7. 1 滋g / cm2、环(脯氨酸鄄丙氨酸)5. 3 滋g / cm2、1鄄氢鄄1,2,4,三唑 5. 9 滋g / cm2 和胆甾鄄5鄄
烯鄄3茁,7琢鄄二醇 8. 3 滋g / cm2 等 4 种化合物对网纹藤壶幼虫存活率影响的测试结果。 结果表明,72h 后空白组
和对照组的幼虫存活率均为 100% ,无显著差异(P>0. 05);环(脯氨酸鄄丙氨酸)、1鄄氢鄄1,2,4,三唑和胆甾鄄5鄄
烯鄄3茁,7琢鄄二醇 3 组的幼虫存活率分别为 99. 0% 、100% 、和 100% ,与对照组均无显著差异(P>0. 05);而 6鄄氨
基嘌呤组幼虫存活率为 93. 6% ,与对照组的差异显著(P<0. 05)。 因此,在 7. 1 滋g / cm2 的作用剂量下,6鄄氨基
嘌呤对藤壶幼虫表现出一定的毒性作用。
摇 图 1摇 环(脯氨酸鄄甘氨酸)、4鄄(1鄄苯乙基)苯酚、2鄄去氧鄄1鄄氢鄄1,2,
4,三唑和尿嘧啶对藤壶幼虫的影响
Fig. 1摇 The effect of four compounds (cyclo鄄(S鄄Pro鄄Gly), 4鄄(1鄄
phenylethyl)phenol, 1鄄(2忆鄄deoxy鄄茁鄄D鄄erythro鄄pentofuranosyl) 鄄1鄄
H鄄1,2,4鄄triazole, uracil) on the larvae of Balanus reticulatus
“*冶表示该实验组与对照组差异显著(P<0. 05)
摇 图 2摇 6鄄氨基嘌呤、环(脯氨酸鄄丙氨酸)、1鄄氢鄄1,2,4,三唑和胆甾鄄
5鄄烯鄄3茁,7琢鄄二醇对藤壶幼虫的影响
Fig. 2 摇 The effect of four compounds ( 6鄄NH2 鄄purine, Cyclo鄄
Pro鄄Ala, 1鄄H鄄1,2,4, triazole, cholest鄄5鄄ene鄄3茁,7琢鄄diol) on the
larvae of Balanus reticulatus
“*冶表示该实验组与对照组差异显著(P<0. 05)
3摇 讨论与分析
在海洋环境中,海绵动物之所以能保持体表洁净,应该是通过其体表的天然防污化合物(活性代谢产物)
的作用来实现,且与单位面积内活性代谢产物的作用剂量密切相关,这与防污漆的作用方式相一致。 因此,本
研究借鉴了 de Nys 等人的方法[9],将分离提取的各组分用有机溶剂溶解,使之均匀覆盖于培养皿底部,着重
从单位面积角度探讨化合物对藤壶幼虫的影响。 这样既可以避免有机溶剂可能对测试结果产生的干扰,而且
应能更好的反映海洋环境中海绵体表的化合物对网纹藤壶金星幼虫的影响。
本研究直接利用分离提取的化合物进行网纹藤壶金星幼虫测试实验,由于各类化合物在海绵体内的含量
不同,某些组分的量极少,而且测试实验的目的是首先要定性分析哪些组分可对幼虫产生影响,再以此为基础
来进一步分析测试各化合物的防污损活性,故在实验方案中暂时不考虑各化合物在同一作用剂量条件下以及
同一化合物在不同作用剂量下对藤壶幼虫的影响。 从实验结果来看,本研究的初步目标已然达到。
目前人们除了从海绵提取到嘌呤碱、神经酰胺、呋喃萜类和吡喃类化合物等具备防污活性的组分
外[10鄄12],Sera等人还分别从 Dysidea herbacea、Lendenfeldia chondrodes、Haliclona sp.等数种海绵中提取到对紫贻
贝具有驱避作用的倍半萜[13]、过氧化甾醇[14]、螯合肽[15]和六肽[16]等化合物。
测试中 6鄄氨基嘌呤的作用剂量为 7. 1 滋g / cm2,此时网纹藤壶金星幼虫存活率低于对照组,表明该化合物
对网纹藤壶金星幼虫具有一定的毒杀作用。 在脊椎动物方面,Akintonwa 等人发现高剂量腺嘌呤可使小白鼠
产生进行性的运动失调、肌无力和呼吸困难等症状,甚至会造成死亡[17]。 而 6鄄氨基嘌呤通过何种方式对以藤
壶为代表的无脊椎动物幼虫产生影响还需深入分析研究。
酚类化合物是芳烃的含羟基衍生物,其毒性以苯酚为最大。 高浓度的酚能凝固蛋白质,低浓度酚则有较
8824 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
强的渗透性,可透至组织深部而引起严重的后果[18];有关研究还发现苯酚致使鱼类中毒死亡的原因和机理与
微核出现、染色体断裂有关[19]。 在剂量为 5. 9 滋g / cm2 的 4鄄(1鄄苯乙基)苯酚的作用下,网纹藤壶幼虫 24 h 内
即全部死亡,其对网纹藤壶金星幼虫产生影响的作用机制尚需进一步探讨。
为了在竞争激烈的海洋环境中得以生存,许多生物形成了独特的自我保护机制,通过忍耐、躲避等被动防
御途径或借助物理、化学和机械作用等主动出击方式来保持自身体表的洁净,其中更以化学手段最为常见。
美丽海绵可能正是通过这些活性化合物的协同作用,使其自身具备广谱抗污损能力,抵御藻类孢子和动物幼
虫的附着萌发,减轻(或避免)海洋污损生物的危害。
可以说,海洋生物化学自我防护作用机制及过程十分复杂,海绵动物作为珊瑚礁生态系统中重要组成,在
长期进化过程中形成的天然化学防污损作用机制是现有防污涂料技术革新的理想研究模式。 今后的工作重
点除了进一步分离筛选新的天然活性防污化合物外,还需确定生物体表单位面积内相关活性化合物的含量及
其之间的最佳比例,从而为研制经济、高效、环保的第二代污损生物防除涂料提供理论依据和奠定物质基础。
References:
[ 1 ]摇 Cao W H, Yan T, Liu Y H, Cheng Z Q. Antifouling mechanisms of marine organisms and their application prospects. Chinese Journal of Ecology,
2009, 28(1): 146鄄151.
[ 2 ] 摇 Nakatsu T, Walker R P, Thompson J E, Faulkner D J. Biologically鄄active sterol sulfates from the marine sponge Toxadocia zumi. Experientia,
1983, 39(7): 759鄄761.
[ 3 ] 摇 Hattori T, Adachi K, Shizuri Y. New ceramide from marine sponge Haliclona koremella and related compounds as antifouling substances against
macroalgae. Journal of Natural Products, 1998, 61(6): 823鄄826.
[ 4 ] 摇 Clark R J, Garson M J, Hooper J N. Antifungal alkyl amino alcohols from the tropical marine sponge Haliclonan sp. Journal of Natural Products,
2001, 64(12): 1568鄄1571.
[ 5 ] 摇 Ortlepp S, Sj觟gren M, Dahlstr觟m M, Weber H, Ebel R, Edrada R, Thoms C, Schupp P, Bohlin L, Proksch P. Antifouling activity of
bromotyrosine鄄derived sponge metabolites and synthetic analogues. Marine Biotechnology, 2007, 9(6): 776鄄785.
[ 6 ] 摇 Liu Y H, Yang B, Dong J D. Secondary metabolites and their bioactivities of marine sponge Callyspongia. Journal of Tropical Oceanography,
2008, 27(6): 73鄄80.
[ 7 ] 摇 Li J H. Sponges of marine fouling organisms in China waters 玉椅Institute of Oceanology, the Chinese Academy of Sciences. Studia Marina Sinica
(Vol. 26) . Beijing: Science Press, 1986: 73鄄116.
[ 8 ] 摇 Yan W X, Chen X Q. Development of the larvae of balanus reticulatus Utinomi椅South China Sea Institute of Oceanology, the Chinese Academy of
Sciences. Nanhai Studia Marina Sinica (Vol. 1) . Beijing: Science Press, 1980: 112鄄119.
[ 9 ] 摇 de Nys R, Dworjanyn S A, Steinberg P D. A new method for determining surface concentrations of marine natural products on seaweeds. Marine
Ecology Progress Series, 1998, 162: 79鄄87.
[10] 摇 Hattori T, Adachi K, Shizuri Y. New ceramide from marine sponge Haliclona koremella and related compounds as antifouling substances against
macroalgae. Journal of Natural Products, 1998, 61(6): 823鄄826.
[11] 摇 Okino T, Yoshimura E, Hirota H,Fusetani N. New antifouling kalihipyrans from the marine sponge Acanthella cavernosa. Journal of Natural
Products, 1996, 59(11): 1081鄄1083.
[12] 摇 Yang L H, Lee O O, Jin T, Li X C, Qian P Y. Antifouling properties of 10beta鄄formamidokalihinol鄄A and kalihinol A isolated from the marine
sponge Acanthella cavernosa. Biofouling, 2006, 22(1): 23鄄32.
[13] 摇 Sera Y, Adachi K, Nishida F, Shizuri Y. A new sesquiterpene as an antifouling substance from a Palauan marine sponge, Dysidea herbacea.
Journal of Natural Products, 1999, 62(2): 395鄄396.
[14] 摇 Sera Y, Adachi K, Shizuri Y. A new epidioxy sterol as an antifouling substance from a Palauan marine sponge, Lendenfeldia chondrodes. Journal of
Natural Products, 1999, 62(1): 152鄄154.
[15] 摇 Sera Y, Adachi K, Fujii K, Shizuri Y. Isolation of Haliclonamides: new peptides as antifouling substances from a marine sponge species,
Haliclona. Marine Biotechnology, 2002, 4(5): 441鄄446.
9824摇 13 期 摇 摇 摇 曹文浩摇 等:美丽海绵提取物防污损作用 摇
http: / / www. ecologica. cn
[16]摇 Sera Y, Adachi K, Fujii K, Shizuri Y. A new antifouling hexapeptide from a Palauan sponge, Haliclona sp. Journal of Natural Products, 2003,
66(5): 719鄄721.
[17] 摇 Akintonwa A, Auditore J V, Green L D. The toxicological effects of pure dietary adenine base in the rat. Toxicology and Applied Pharmacology,
1979, 47(2): 229鄄235.
[18] 摇 Jiang L P, Zhang R T. Histological studies on the toxic effects of phenol and CCl4 on the liver and kidney of common carp and crucian carp. Acta
Zoologica Sinica, 1979, 25(4): 311鄄314.
[19] 摇 Wang J S, Xing H L, Zhang X X, Feng W Y, Li C B, Shen X M, Li Y F. Research on acute poison of Cobitis Taenialinn. Journal of Science of
Teachers College and University, 1998, 18(2): 42鄄46.
参考文献:
[ 1 ]摇 曹文浩, 严涛, 刘永宏, 程志强. 海洋生物防污作用机制及应用前景. 生态学杂志, 2009, 28(1): 146鄄151.
[ 6 ] 摇 刘永宏, 杨斌, 董俊德. 美丽属海绵次生代谢产物及其生物活性. 热带海洋学报, 2008, 27(6): 73鄄80.
[ 7 ] 摇 李锦和. 中国海域污着生物中的海绵玉椅中国科学院海洋研究所. 海洋科学集刊(第 26 集) . 北京: 科学出版社, 1986: 73鄄 116.
[ 8 ] 摇 严文侠, 陈兴乾. 网纹藤壶的幼虫发育椅中国科学院南海海洋研究所. 南海海洋科学集刊(第 1 集) . 北京: 科学出版社, 1980:
112鄄119.
[18] 摇 姜礼燔, 张瑞涛. 酚、四氯化碳对鲤、鲫鱼肝、肾的毒理组织学研究. 动物学报, 1979, 25(4): 311鄄314.
[19] 摇 王俊森, 邢海林, 张喜祥, 冯文艺, 李传宝, 沈晓明, 李玉芬. 花鳅的急性中毒实验研究. 高师理科学刊, 1998, 18(2): 42鄄46.
0924 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 13 July,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Responses of sandy beach nematodes to oxygen deficiency: microcosm experiments HUA Er, LI Jia, DONG Jie, et al (3975)………
Allometric relationship between mean component biomass and density during the course of self鄄thinning for Fagopyrum esculentum
populations LI Lei, ZHOU Daowei, SHENG Lianxi (3987)………………………………………………………………………
Automatic site selection of sight鄄seeing route in ecotourism destinations based on landscape perception sensitivity
LI Jifeng, LI Renjie (3998)
……………………
…………………………………………………………………………………………………………
Emergy evaluation for sustainability of Biogas鄄linked agriculture ecosystem: a case study of Gongcheng county
YANG Jin, CHEN Bin, LIU Gengyuan (4007)
………………………
……………………………………………………………………………………
Spatial heterogeneity of vegetation coverage and its temporal dynamics in desert steppe, Inner Mongolia
YAN Liang, ZHOU Guangsheng,ZHANG Feng,et al (4017)
………………………………
………………………………………………………………………
Soil conservation value flow processes of two typical grasslands PEI Sha,XIE Gaodi, LI Shimei,et al (4025)…………………………
Spatial distribution of carbon storage in a 13鄄year鄄old Pinus massoniana forest ecosystem in Changsha City, China
WU Tao, PENG Chonghua, TIAN Dalun, et al (4034)
…………………
……………………………………………………………………………
Colonization rate and diversity of AM fungi in the rhizosphere of seven medicinal plants in Xiamen
JIANG Pan, WANG Mingyuan (4043)
……………………………………
………………………………………………………………………………………………
Effects of Cd,Low Concentration Pb / Cd on the contents of phenolic acid and simple glucides exudating from winter wheat seedlings
root and the relationship between them and rhizosphere soil microbial activity
JIA Xia, DONG Suiming, ZHOU Chunjuan (4052)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………………
The community structure of laccase鄄like multicopper oxidase鄄producing bacteria in soil of Liangshui Nature Reserve
ZHAO Dan, GU Huiqi, CUI Daizong,et al (4062)
…………………
…………………………………………………………………………………
Effects of soil rhizosphere microbial community and soil factors on arbuscular mycorrhizal fungi in different salinized soils
LU Xinping, DU Qian,YAN Yongli, et al (4071)
……………
…………………………………………………………………………………
The effects of inoculation with phosphate solubilizing bacteria Bacillus megaterium C4 in the AM fungal hyphosphere on soil organic
phosphorus mineralization and plant uptake ZHANG Lin, DING Xiaodong, WANG Fei, et al (4079)…………………………
Soil carbon, nitrogen and phosphorus ecological stoichiometry of Phragmites australis wetlands in different reaches in Minjiang
River estuary WANG Weiqi, WANG Chun, ZENG Congsheng, et al (4087)……………………………………………………
Dynamics of soil microbial biomass during early fine roots decomposition of three species in alpine region
WU Zhichao, WU Fuzhong, YANG Wanqin, et al (4094)
……………………………
…………………………………………………………………………
Effects of simulated precipitation on apparent carbon flux of biologically crusted soils in the Gurbantunggut Desert in Xinjiang,
Northwestern China WU Lin, SU Yangui, ZHANG Yuanming (4103)……………………………………………………………
Changes in photosynthetic properties, ultrastructure and root vigor of Dendrobium candidum tissue culture seedlings during
transplantation PU Xiaozhen, YIN Chunying, ZHOU Xiaobo, et al (4114)………………………………………………………
Analysis of dry matter accumulation and translocation for winter wheat cultivars with different yields on dryland
ZHOU Ling, WANG Zhaohui,LI Fucui, et al (4123)
………………………
………………………………………………………………………………
Impact evaluation of low temperature to yields of maize in Northeast China based on crop growth model
ZHANG Jianping, WANG Chunyi, ZHAO Yanxia,et al (4132)
………………………………
……………………………………………………………………
Spatiotemporal variations in the reference crop evapotranspiration on the Loess Plateau during 1961—2009 LI Zhi (4139)…………
Eco鄄physiological responses of Phragmites australis to different water鄄salt conditions in Momoge Wetland
DENG Chunnuan, ZHANG Guangxin, LI Hongyan, et al (4146)
……………………………
…………………………………………………………………
Comparative study of different earthworm sampling methods FAN Ruqin, ZHANG Xiaoping, LIANG Aizhen, et al (4154)…………
Geographic variation in longevity and fecundity of the Asian corn borer, Ostrinia furnacalis Guen佴e (Lepidoptera: Crambidae)
TU Xiaoyun,CHEN Yuansheng, XIA Qinwen, et al (4160)
………
………………………………………………………………………
Analysis on grasshopper spatial heterogeneity and pattern of natural grass in upper reaches of Heihe
ZHAO Chengzhang, LI Lili, WANG Dawei, et al (4166)
…………………………………
…………………………………………………………………………
Inhibition effects of ethyl acetate extracts of Momordica charantia leaves on the experimental population of Spodoptera litura
LOU Ying, LING Bing, XIE Jiefeng, et al (4173)
…………
…………………………………………………………………………………
Feeding habits of Lateolabrax maculatus in Yangtze River estuary HONG Qiaoqiao, ZHUANG Ping, YANG Gang, et al (4181)……
Genetic structure of Gymnodiptychus pachycheilus from the upper reaches of the Yellow River as inferred from mtDNA control
region SU Junhu, ZHANG Yanping,LOU Zhongyu, et al (4191)…………………………………………………………………
Toxicity mechanism of Cadmium鄄induced reactive oxygen species and protein oxidation in testes of the frog Rana nigromaculata
CAO Hui, SHI Cailei, JIA Xiuying (4199)
……
…………………………………………………………………………………………
The diversity of scarab beetles in grassland cattle dung from North China
FAN Sanlong, FANG Hong, GAO Chuanbu, et al (4207)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Spatial relationships among Empoasca vitis (Gothe) and Toxoptera aurantii (Boyer) and natural enemies in tea gardens of autumn鄄
winter season in Hefei suburban YANG Lin, GUO Hua, BI Shoudong, et al (4215)……………………………………………
Effects of vegetation, elevation and human disturbance on the distribution of large鄄 and medium鄄sized wildlife: a case study in
Jiuzhaigou Nature Reserve ZHANG Yue, LEI Kaiming, ZHANG Yuke, et al (4228)……………………………………………
Research of typical EIPs based on the social network analysis YANG Lihua, TONG Lianjun (4236)…………………………………
Exergy鄄based life cycle accounting of household biogas system: a case study of Gongcheng, Guangxi
QI Jing, CHEN Bin, DAI Jing, et al (4246)
…………………………………
………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The effects of changes in hydrological regimes and salinity on wetland vegetation: a review ZHANG Guangxin (4254)………………
Advances in research on the seed bank of a saline鄄alkali meadow in the Songnen Plain
MA Hongyuan, LIANG Zhengwei, L譈 Bingsheng, et al (4261)
………………………………………………
……………………………………………………………………
A new landscape expansion index: definition and quantification WU Pengfei, ZHOU Demin, GONG Huili (4270)…………………
Scientific Note
Response of photosynthetic characteristics of Psathyrostachys huashanica Keng to drought stress
LI Qian, WANG Ming, WANG Wenwen, et alg (4278)
………………………………………
……………………………………………………………………………
The antifouling activities of Callyspongia sponge extracts CAO Wenhao, YAN Tao, LIU Yonghong,et al (4285)……………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
国内邮发代号:82鄄7摇 国外邮发代号:M670摇 标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 CN 11鄄2031 / Q
全国各地邮局均可订阅,也可直接与编辑部联系购买。 欢迎广大科技工作者、科研单位、高等院校、图书
馆等订阅。
通讯地址: 100085 北京海淀区双清路 18 号摇 电摇 摇 话: (010)62941099; 62843362
E鄄mail: shengtaixuebao@ rcees. ac. cn摇 网摇 摇 址: www. ecologica. cn
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 13 期摇 (2012 年 7 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA

(Semimonthly,Started in 1981)

Vol郾 32摇 No郾 13 (July, 2012)
编摇 摇 辑摇 《生态学报》编辑部
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
电话:(010)62941099
www. ecologica. cn
shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
主摇 摇 编摇 冯宗炜
主摇 摇 管摇 中国科学技术协会
主摇 摇 办摇 中国生态学学会
中国科学院生态环境研究中心
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
出摇 摇 版摇
摇 摇 摇 摇 摇 地址:北京东黄城根北街 16 号
邮政编码:1R00717
印摇 摇 刷摇 北京北林印刷厂
发 行摇
地址:东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
电话:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
订摇 摇 购摇 全国各地邮局
国外发行摇 中国国际图书贸易总公司
地址:北京 399 信箱
邮政编码:100044
广告经营
许 可 证摇 京海工商广字第 8013 号
Edited by摇 Editorial board of
ACTA ECOLOGICA SINICA
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Tel:(010)62941099
www. ecologica. cn
Shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
Editor鄄in鄄chief摇 FENG Zong鄄Wei
Supervised by摇 China Association for Science and Technology
Sponsored by摇 Ecological Society of China
Research Center for Eco鄄environmental Sciences, CAS
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Published by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North Street,
Beijing摇 100717,China
Printed by摇 Beijing Bei Lin Printing House,
Beijing 100083,China
Distributed by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North
Street,Beijing 100717,China
Tel:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
Domestic 摇 摇 All Local Post Offices in China
Foreign 摇 摇 China International Book Trading
Corporation
Add:P. O. Box 399 Beijing 100044,China
摇 ISSN 1000鄄0933
CN 11鄄2031 / Q
国内外公开发行 国内邮发代号 82鄄7 国外发行代号 M670 定价 70郾 00 元摇