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Toxicity of Red Tide Alga Phaeoecystis globosa Scherffel from Zhanjiang against Young Penaeus vannamei Boone and Fish Fry

湛江棕囊藻对南美白对虾虾苗和多种鱼苗的毒性研究



全 文 :热带亚热带植物学报 2006,l4(6):487-491
Journal ofTropical and SubtropicalBotany
湛江棕囊藻对南美白对虾虾苗和
多种鱼苗的毒性研究
江天久 ,江 涛2,曾 淼 。,李 鹏 ,佟蒙蒙
(1.暨南大学理工学院,广州 510632;2.中国科学院海洋研究所海洋生态与环境科学重点实验室,青岛266071
3.暨南大学生命科学技术学院,广州510632;4 华南师范大学生命科学学院,广州 510632)
摘要:测定了湛江棕囊藻赤潮海水和棕囊藻(Phaeocystis globosa)对南美白对虾 Penaeus 1)agtnatyl~i Boone)虾 苗、青石斑
鱼(Epinephelus r删oara)、鲻鱼(Mugil cephalus)和尖吻鲈~(Latescal carifer)鱼苗的毒性。结果表明,棕囊藻对虾苗有一定
的毒性,24 h LC 为 1.0×10。cels L~,去除囊泡液后的棕囊藻碎片对虾苗毒性较弱,细胞密度为 1 0×10。cells L。时,
24 h虾苗的死亡率仅为 10%,赤潮海水对虾苗无毒性;棕囊藻囊泡液对青石斑鱼有一定毒性,24 h LC 为囊泡液占海
水总体积的 l0 9%,赤潮海水对青石斑鱼苗无毒性;棕囊藻对尖吻鲈鱼和鲻鱼鱼苗无毒性。
关键词:球形棕囊藻;毒性试验;南美白对虾;青石斑鱼;鲻鱼;尖吻鲈鱼;鱼苗
中图分类号 :O949.206 文献标识码 :A 文章编号 :l005—3395(2006)06—0487—05
Toxicity of Red Tide Alga Phaeoecystis globosa Scherffel from
Zhanjiang against Young Penaeus vannamei Boone and Fish Fry
JIANG Tian—j iu ,JIANG Tao ,ZENG Miao ,LI Peng ,TONG Meng—meng
(1 College ofScience and Engineering,Jinan University,Guangzhou 510632,China;2.Key Laboratory ofMarine Ecology&Environmental Sciences
Institute ofOceanography,the Chinese Academy ofSciences,Qingdao 266071,China;3.Colege of,J Science and Technology,Jioa,,Universit),
Guangzhou 510632,China;4.Colege ofL Science,South China Normal University,Guangzhou 510632,China)
Abstract: The toxicities of the alga of Phaeocystis globosa and the red tide seawater collected from the seaport in
Zhanjiang City in April 2005,were detected.The dispersed alga colony had certain impact on the survival of
young Penaeus 12alt2alitei Boone shrimps with 24 h LCso=I.OxlO cells L~. The mortality ofthe young shrimps was
as low as 1 0% exposed for 24 h to 1.0~1 0 cels L~of the alga colony removed of liquor.The red tide seawater had
toxicity neither against the young shrimps nor against印inephelus awoara(3 mm) .P globosa exhibited no
toxicity against the f of Mugil cephalus and Latescal c r.E.awoara f were,however,sensitive to the alga,
ofwhich halfdied within 24 h in the presence ofthe alga colony liquor accounting for 10.9% ofseawater volume

Key words:Phaeocystis globosa;Toxicity bioassay;Penaeus vannamei;Epinephelus awoara;Mugil cephalus;
Latesc c~ifer:Fry
球形棕囊藻(Phaeocyst~ OSa Scherffe1)~-
种广温广盐性的藻类,能在富营养化海域中短期内
爆发性繁殖形成赤潮【”。棕囊藻具有特殊的生理机
制,能产生二甲基丙磺酸(DMSP)和二甲基硫醚
收稿 El期 :2006—03—16 接受 El期:2006—08—04
基金项目:国家重点基础研究发展规划项 目(2001CB409709,2001CB409710),广东省科技计划项目(2004B33201003),温州市科技计划
项目$2006A007联合资助
通讯作者Corresponding author
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488 热带亚热带植物学报 第 l4卷
(DMS),以及产生溶血毒素和丙烯酸等有毒物质,因
而对水产养殖业造成严重危害[2-5]。1997年 1O月我
国东南沿海首次发生大规模棕囊藻赤潮,1999年 7
月在饶平等海域发生该藻类赤潮,给当地的渔业造
成一定经济损失[63。2005年 1月湛江港爆发 200多
平方公里海域的球形棕囊藻赤潮,持续时间4个
月,造成大量星斑裸颊鲷 (Lethrinus nebulos ,俗称
尖嘴、龙 占)成鱼及鱼苗和部分黄鳍鲷 (sp03"/.3
latus)成鱼的死亡。湛江港是我国主要的水产养殖
基地,对虾的出口约为我国对虾出口量的一半以
上。鉴于棕囊藻赤潮对渔业生产危害严重,我们于
2005年 4月在湛江港赤潮爆发区采集赤潮海水和
球形棕囊藻,在室内进行球形棕囊藻对鱼苗和虾苗
的毒性试验,以探讨棕囊藻毒素对鱼苗和虾苗的毒
性,为水产养殖业提供资料,以便在棕囊藻赤潮发
生时及时采取措施,减小经济损失。
1材料和方法
1.1样品的采集与处理
于 2005年 4月中上旬湛江港内球形棕囊藻赤
潮爆发期间,从赤潮区采集球形棕囊藻(Phaeoecystis
globosa)和赤潮海水带回实验室进行实验。对部分
棕囊藻胶质囊进行机械挤压破碎后过滤或离心,使
较浓稠的棕囊藻胶质囊被和囊泡液分开,立即用于
实验或者置于一2O℃冰箱保存备用。
鲻鱼苗 (Mugil cephalus,平均体重和长度约为
1_3 g、4.5 cm)、尖吻鲈鱼苗 (Latescal carifer,平均体
重和长度约为 0.4 g,2 cm)、青石斑鱼苗(Epinephelus
删。咖 ,长度约 3 mm)以及南美白对虾苗 (凡纳对
虾 Penaeus vannamei Boone,平均体重和长度约为
O.07g,1 cm)均从当地养殖场获得,移至实验室驯
养 1 d后进行实验。
1.2溶血毒素的测定
溶血毒素的测定参考何家菀等[)】的方法,本实验
仅进行了溶血毒素的定性分析,没有对其定量测定。
1.3对生物活体的毒性试验
实验温度控制在 20~1~C,定时对容器中海水进
行曝气,观察记录受试生物中毒症状和死亡数量,及
时剔除死亡个体。以下毒性试验均设立两组平行和
空白对照,两次重复,结果取两次实验的平均值。
棕囊藻对南美白对虾虾苗毒性试验 从赤
潮海水中捞取棕囊藻,一部分棕囊藻用机械挤压,破
碎后将棕囊藻碎片和囊泡液置于人工海水中,使藻
细 胞 的密 度 分 别 为 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6
(~109 cels L‘1);另一部分棕囊藻经机械挤压破碎
后离心或过滤,去除囊泡液后将棕囊藻碎片置于人
工海水中,使藻细胞密度分别为 0.2、0.4、0.6、0.8、
1.0、1.2、1.6(~109 celsL‘1);过滤赤潮海水 (不含肉
眼可见的棕囊藻)用人工海水稀释,浓度为 100%、
80%、60%、40%。每个烧杯内海水总体积为200 ml,
试验虾苗随机分配,放置虾苗 5只,每个浓度组试
验虾苗总数为 1O只,4 h观察记录一次死亡个数。
棕囊藻对青石斑鱼鱼苗毒性试验 赤潮海
水(藻细胞密度约为 8.7~10 cels L- )、过滤赤潮海水
(不含肉眼可见的棕囊藻)和棕囊藻囊泡液用人工
海水稀释,浓度分别设置为 100%、50%、25%、12%。
6%、3%。每个烧杯内海水总体积为200 ml,试验鱼
苗随机分配,放置鱼苗 5条,每个浓度组试验鱼苗
总数为 1O条,6 h观察记录一次死亡个数。
棕囊藻对鲻鱼和尖吻鲈鱼鱼苗毒性试验 赤
潮海水 (藻细胞密度约为 8.7~10 cels L-1)用人工
海水稀释 ,浓度设 置为 100%、67%、44%、30%、
2O%;棕囊藻机械挤压破碎后(含棕囊藻碎片和囊泡
液)置于人工海水中,调节藻细胞密度分别为O.5、
1.1、2-3、4.8、8.5(xlO cels L );棕囊藻机械挤压破
碎后经离心或过滤,将棕囊藻碎片(去除囊泡液)置
于人工海水中,调节藻细胞密度分别为 O.5、1.1、
2_3、4.8、8.5(×10 cels L。);棕囊藻囊泡液用人工海
水稀释,浓度分别设置为 100%、50%、25%、13%、
7%;活体棕囊藻、活体棕囊藻粉碎颗粒 (粒度小于
O.5 mm) 置于人工海水中,使藻细胞密度分别为
0.6、1_3、2.2、2.8、3.6(×100 cells L‘ )。
试验在直径为 15 cm的一次性塑料碗中进行,
海水总体积为 550 ml,每只碗放鲻鱼苗 (或尖吻鲈
鱼苗)5条,每个浓度组的鱼苗总数为 1O条,6 h观
察记录一次死亡个数。
2结果和分析
2.1 棕囊藻对南美 白对虾虾苗的毒性
机械挤压破碎后的棕囊藻对虾苗的毒性如表 1
所示,当棕囊藻细胞密度达到 1.6x109 cels L‘ 时,
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第 6期 江天久等:湛江棕囊藻对南美 白对虾虾苗和多种鱼苗的毒性研究 489
24 h虾 苗的死亡率 为 100%;细 胞密度 为 0.2×
10 cels L 时,24 h内无虾苗死亡。浓度对数(x)与
死亡机率(Y)的线性 回归方程 为:y:3.93X一30.45
(W--0.7396)。
通过回归方程计算得出棕囊藻碎片对虾苗的
24 h LC50为 1.0~109cels L~。
去除囊泡液 的棕囊藻碎片对虾苗也具有一
定毒性 (表 2),但毒性较弱。棕囊藻细胞密度为
1.0~10 celsL 时,24h虾苗的死亡率仅为 10%;当细
胞密度低于0.8xlO celsL-。时,24h内无虾苗死亡。
表l破碎棕囊藻对虾苗的毒性(24 h
Table l Mortalities ofyoung P vannamei exposed for 24 h
tO the dispersed P.毒obosa colony
表2去除囊泡液的棕囊藻碎片对虾苗的毒性(24 h)
Table 2 Mortalities ofyoung jP.vannamei exposed for 24 h
to the dispersed cell colony removed ofliquor
虾苗在过滤赤潮海水中24 h内均无死亡,表明
过滤赤潮海水对虾苗无毒性。
比较表 1和表 2发现,去除泡液的棕囊藻碎片
对虾苗的毒性明显降低,表明棕囊藻囊泡液的存在
显著提高棕囊藻对虾苗的毒性,但是棕囊藻碎片和
囊泡液的毒性均不高。棕囊藻赤潮即使在赤潮带的
藻细胞密度也很难达到 109cels L~。同时可以看出,
本次赤潮优势种球形棕囊藻在赤潮水体中释放的
毒素量也很低,不足以造成虾苗的死亡。
2.2棕囊藻对青石斑鱼鱼苗的毒性
青石斑鱼鱼苗在过滤赤潮海水中 24 h内仅死
亡 1条 (表 3),对比赤潮海水和对照组的结果,我
们认为该鱼苗死亡属于随机误差,表明赤潮海水和
过滤的赤潮海水对青石斑鱼鱼苗无毒性。
棕囊藻囊泡液对青石斑鱼具有一定毒性 (表
3),通过浓度对数 (x)与死亡机率 (Y)做线性回
归,线性回归方程为:Y=2.61X+2.29(R2=O.8245)。
经计算 得 出 24 h LC如为囊泡液 占海水体 积 的
10.9%。毒性试验 24 h以后,青石斑鱼苗的随机死亡
数骤增,故本实验仅取24 h的实验结果。
表3 青石斑鱼苗在赤潮海水和棕囊藻囊泡液中的死亡数
Table 3 Death numbers ofE.a/Joa/a fry in the presence of
the seawater and the alga colony liquor for 24 h
2.3棕囊藻对鲻鱼鱼苗和尖吻鲈鱼苗的毒性
按实验设计进行鲻鱼和尖吻鲈鱼两种鱼苗的
毒性试验。结果表明 (表4),尖吻鲈鱼和鲻鱼鱼苗
在赤潮海水、棕囊藻碎片和囊泡液中 72 h内均无毒
性。鲻鱼苗在整个实验过程中无任何死亡。但是值
得注意的是,与对照相比,高浓度的破碎棕囊藻、活
体棕囊藻和活体棕囊藻粉碎颗粒溶液中,尖吻鲈的
死亡数量有所减少 (表 4)。尖吻鲈鱼在养育过程中
经常出现相互厮杀的现象,在高浓度溶液中死亡减
少是否由于棕囊藻对尖吻鲈的行为方式有一定的
抑制作用还有待进一步研究。
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490 热带亚热带植物学报 第 14卷
3讨论
表 4 鲻鱼和尖吻鲈 鱼鱼苗在 不同溶液中的死亡数
Table 4 Death numbers ofM.cephalus and L.carifer fry in diferent solutions(72 h)
Dispersed alga colony with
liquor(10’cells L )
尖吻鲈L carifer 0 0 0 1 0 3
鲻鱼 cephalus 0 0 0 0 0 0
活体棕囊藻粉碎颗粒
Fresh alga particles
leSSthen 5lnlnin
gmnularity(108cels L。)
尖吻鲈L carifer
鲻鱼 cephalus
3.6 2-8 2.2 1.3 0.6
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
对照
Control
l
0
对棕囊藻溶血毒素进行测定,发现棕囊藻经机
械挤压破碎后的棕囊藻碎片和泡液均含有溶血毒
素。本研究结果表明,本次赤潮棕囊藻对不同种类
生物体的毒性差异较大。棕囊藻对虾苗和青石斑
鱼苗有一定的毒性,而对尖吻鲈和鲻鱼鱼苗无任
何毒性 。而棕囊藻碎 片对虾苗 的 24 h LC∞为
1.0xl0 cels L~,棕囊藻和去除囊泡液的棕囊藻碎片
浓度达到8.5x10 cels L。时,两种鱼苗均无中毒死
亡,表明棕囊藻对虾苗的毒性远高于尖吻鲈和鲻鱼
鱼苗,显示出棕囊藻对不同物种的毒性差异。棕囊
藻囊泡液对青石斑鱼苗、尖吻鲈和鲻鱼鱼苗的毒性
差异也比较明显,囊泡液对青石斑鱼苗的24 h LC
为囊泡液占海水体积的 10.9%,而对尖吻鲈和鲻鱼
鱼苗无任何毒性,这可能由于青石斑鱼苗的体积非
常小,对有毒物质的耐受能力远小于体积相对较大
的尖吻鲈鱼和鲻鱼鱼苗,或者说明棕囊藻对不同的
鱼种的毒性影响有差异。
在赤潮区现场调查发现,本次赤潮造成大量星
斑裸颊鲷 (Lethrrinus nebulosus,俗称尖嘴、龙 占)
成鱼及鱼苗和部分黄鳍鲷 ( all~lotus)成鱼的死
亡,说明此次棕囊藻赤潮对这两种鱼有较强的毒
性,受实验条件限制,本次现场实验未能对上述两
种鱼类进行毒性试验。
本次赤潮棕囊藻溶血毒素的检测结果表明有
一 定量的溶血毒素存在。从现场调查来看,部分养
殖鱼的死亡症状表现为鱼鳃鲜红,有血丝,而当时
海水的溶解氧测定显示正常,这些表明可能为溶血
毒素导致鱼的死亡,进一步的鱼鳃病理切片正在进
行中。采 自饶平海域的棕囊藻也检测出存在溶血毒
素【4】,但为何饶平和湛江港海域球形棕囊藻赤潮对
养殖渔业的破坏程度差异如此之大?这可能与两地
的地理形态差异有关,反映出棕囊藻为适应不同环
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第6期 江灭久等:湛汀棕囊藻对南美闩对虾虾苗和多种鱼苗的毒性研究 49l
境 的生长适应性造 成生理和产毒机 制方面的差异
性。危蔚【9J研究了采自汕头和香港海域的两株球形
棕囊藻对卤虫的毒性,认为两株棕囊藻对卤虫的毒
性是有差异的,这也证实了地理形态差异造成棕囊
藻生理和毒性机理 的不 同。
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