Geological records of marine environmental changes in the southern Okinawa Trough

Indexes of sediment grain size, sedimentation rates, geochemical composition, heavy minerals, benthic foraminiferal fauna, indicator species of the Kuroshio Current, paleo-SST and carbonate dissolution of core E017 conformably suggest a great marine environmental change occurring at about 10.1-9.2 cal. kaBP in the southern Okinawa Trough, which may correspond to the strengthening of the Kuroshio Warm Current and re-entering the Okinawa Trough through the sea area off northeast Taiwan. The invasion of Kuroshio current has experienced a process of gradual strengthening and then weakening, and its intensity became more fluctuation during the last 5000 years. Compared to the transition of sediment grain size, geochemical composition and heavy minerals, the foraminiferal faunas show a 900-year lag, which may indicate that the invasion of Kuroshio Current and the consequent sea surface and deep-water environmental changes is a gradual process, and fauna has an obvious lag compared to environment altering. The carbonate dissolution of the Okinawa Trough has had an apparent strengthening since 9.2 cal. kaBP, and reached a maximum in the late 3000 years, which may be caused by the deep-water environmental changes due to the invasion of Kuroshio Current.

胶州湾及其邻近海域的浮游植物－种类组成与数量变化

研究胶州湾浮游植物的物种组成与时空分布的特点，对于了解该湾生态系统的现状与历史变化趋势以及生态系统对自然条件变化和人类干扰的响应具有重要意义。 本文根据2004年每月一次采集的浮游植物样品，分析了胶州湾浮游植物的物种组成和优势种的时空分布情况。调查发现浮游植物共142种，分属于6门53属，其中硅藻门40属113种，占总物种数的79.6%；甲藻门10属24种，占总物种数的16.9%；其它为金藻门1属2种，裸藻1属1种，绿藻1属2种。浮游植物丰度周年波动范围为11.12－14602.39×104cells/m3，全年平均为1857.55×104cells/m3。全年丰度最高的藻为环纹劳德藻(Lauderia annulata)，出现在2月份，而全年的丰度最高值也出现在2月份。在胶州湾中，硅藻所占比例最大，平均为97.44%，最高为99.95%，最低为82.55%。浮游植物的丰度的周年变化：有两个高峰，分别出现在2月份和10月份，是典型的温带海域双高峰的分布形式。 胶州湾浮游植物的优势种分析，采用Kikvidze等（2002）提出的确定优势种数量的计算方法，再依据各物种的优势度排序最终确定优势种。其中在多样性最低的6月和10月，优势种数目均为1种，分别为丹麦细柱藻（Leptocylindrus danicus）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）。而在多样性指数较低的1月、2月，优势种数目分别为2和3；而在物种多样性比较高的5月、7月、11月，由于分布相对比较分散，所以优势种数量较多。这说明这个方法可以较好地完成对胶州湾浮游植物群落分析时确定优势种的目标。优势种出现频率较多的种类为中肋骨条藻（1、3、4、5、8、10、11、12月）、洛氏角毛藻(Chaetoceros lorenzianus)（7、8、9、11、12月）、尖刺拟菱形藻(Pseudonitzschia pungens)（2、3、5、7月）、加拉星杆藻(Asteronella kariana)（1、2、3、5月）、密联角毛藻(Chaetoceros densus)（5、11、12月）、扭鞘藻(Streptothece thamesis)（7、8、9月）、夜光藻(Noctiluca scintillancs)（4、5、7月）、奇异菱形藻(Nitzschia paradoxa)（5、11、12月）,对这些种的时空分布进行了分析。 对2004年胶州湾的浮游植物数据进行分层聚类分析后，发现可以将胶州湾划分为三个海区：湾南与湾外海区、湾中西部海区、湾东海区。

刺参Apostichopus japonicus生态免疫与夏眠的基础研究

针对目前刺参养殖过程中亟需解决的种质、环境和产品品质之间日益突出的矛盾，本论文从刺参的自身防御和内分泌机制入手，比较系统地研究了环境胁迫与细胞免疫和应激激素之间的作用机理；并从生理和分子的角度对刺参的夏眠机理进行了初步研究，主要研究成果如下： 1. 查阅国内外大量文献资料，较为系统地综述了海参的免疫体系、生态免疫学研究进展、当前夏眠机理的研究状况和刺参夏眠的基础研究。对刺参生态免疫及其夏眠机理研究提出了新的见解和思路。 2. 研究了温度(0、8、16、24、32℃)和盐度(20、25、35)的急性胁迫(72h)作用对刺参免疫指标的影响。刺参体腔液内几种免疫酶类活性受升温胁迫影响显著；而降温胁迫的影响并不显著。高盐胁迫可使刺参体腔液细胞吞噬活性、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著变化，而对髓过氧化物酶和溶菌酶活性都没有显著影响。从这几种免疫指标变化情况来看，温度胁迫对刺参的影响要强于盐度胁迫，且高温胁迫的影响要强于低温胁迫。 3. 研究了温度(8、16、24℃)、盐度(20、25、35)和露空等急性胁迫(24h)作用对刺参体腔液儿茶酚胺类激素含量的影响。急性温度胁迫能够显著影响刺参体腔液内肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺的含量；而盐度和露空胁迫对刺参体腔液肾上腺素含量、去甲肾上腺素含量以及多巴胺含量都没有产生显著影响。 4. 完成了刺参体腔液几种酶类变化的周年测定(2006年7月到2007年6月)。一年内刺参体腔液内几种酶类变化的转折点为9月份，10月份，1月份，2月份，4月份和5月份。刺参体腔液内几种酶类活性变化与温度和盐度等环境因素并不存在简单的相关关系，因此推测这些显著变化并不是单一温度、盐度等因素作用的结果，还可能与刺参生长、繁殖及其它环境因素的作用有关。 5. 开展了夏眠期间刺参免疫指标的现场研究(2006年7月到11月)。在此期间刺参体腔液细胞总数显著下降；刺参体腔液内免疫相关酶类均在8月份、9月份达到最高值；肾上腺素和去甲肾上腺素的含量均在8月下旬和11月下旬显著升高，而多巴胺含量则没有显著变化。刺参完全进入夏眠的8、9月份，体腔液内各项免疫指标也都具有显著变化，说明夏眠对刺参机体的免疫状态产生影响。 6. 探讨了刺参夏眠前后肠道基因表达的差异(2007年7月至12月)。抑制消减杂交实验结果表明接头连接效率大于50%，说明连接效率较高。消减效率分析结果表明，消减后进行cDNA保守序列扩增比未消减落后约10个循环才能明显看到扩增产物，说明对共同序列的消减效率比较高。利用抑制消减杂交技术成功构建了符合技术要求的夏眠刺参与未夏眠刺参肠道抑制消减杂交基因文库。

大型藻类在工程治理海水富营养化和抑制病原微生物中的作用

沿海工农业生产的快速发展和人类活动对近海生态系统产生了很大影响，大量化肥的使用和工业污水、生活污水的排放导致近海环境污染，海水富营养化，赤潮频发。另外，由于近海养殖活动的迅猛发展以及养殖的不规范和不科学性导致近海生态系统结构和功能改变，一方面加重了海水富营养化，另一方面养殖动植物病害经常发生，严重影响了海产品的质量和效益。 大型海藻是海区重要的初级生产者，生命周期长、生长快，能通过光合作用吸收固定水体的C、N、P等营养物质来合成自身，同时增加水体溶解氧。因此，大型海藻被称为海洋环境中的生物过滤器。另外，由于大型藻类自身营养成分的复杂性和与藻共生的微生物多样性，大型海藻还可对生态系统中的浮游生物和微生物产生直接和间接影响。 在海洋环境，尤其是海水养殖水体环境存在着两个主要问题：海水富营养化和病源微生物控制，本文针对海洋环境中存在的这两个问题进行了探索研究。 以大型经济藻种长心卡帕藻（Kappaphycus alvarezzi）作为实验材料，分别在实验室内、室外藻类处理系统和海湾养殖现场三种条件下，进行藻类去除海水氮磷的一次性实验、半连续实验和连续实验，研究了其对海水中无机氮、无机磷的吸收速率和去除能力，初步评估了其生态价值。 构建了一种半封闭海域富营养化治理模式，以长心卡帕藻为实验材料，研究了其去除海水富营养化的能力，主要结果如下： （1）室内实验研究发现，长心卡帕藻对氮、磷的吸收速率随底物浓度升高而升高。在氮磷比为10:1，温度28℃条件下，氮浓度为50μmol • L-1时，藻对氮、磷的吸收速率达到最大，分别为0.93µmol • g-1（FW）• h-1和0.072µmol • g-1（FW）• h-1。 （2）人工修建的藻类养殖系统中进行的长心卡帕藻去除氮、磷的半连续实验，结果表明该藻具有连续去除海水DIN、DIP的能力。只要保持足够的底物浓度，长心卡帕藻对无机氮、无机磷的吸收速率达到最大，分别为0.3µmol • g-1（FW） • h-1和0.03µmol • g-1（FW）• h-1。但是对氮磷的吸收速率较室内实验有所降低。 （3）自然条件下，通过调查黎安海湾水质情况发现，长心卡帕藻具有较大的生态效益。在整个海湾大面积养殖卡帕藻，通过收获藻体，每年大约可以从海水中带走33吨氮素，7.5吨磷素。由于在海湾长心卡帕藻的作用，全年海湾水质保持在1-2级国家海水质量标准，产生了明显的生态效益。 另外，我们对大型藻类浒苔（Ulva clathrata）吸收氮磷和抑制鳗弧菌（Vibrio anguillarum）的效果进行了初步探索，结果表明：浒苔不仅对培养系统内无机氮和磷具有明显的去除作用，而且在异养细菌总量没有降低的情况下，对鳗弧菌有显著抑制作用，该抑制作用还受到水体中氮磷营养盐浓度的影响。在10g • L-1海藻的条件下，鳗弧菌以105－107 cfu • mL-1接入2天后，无论是否添加外源氮磷，鳗弧菌密度降到10 cfu • mL-1以下，鳗弧菌去除率几乎达到100%。实验数据还显示，添加氮磷营养盐可以增强浒苔对鳗弧菌的抑制作用，但没有降低其中的异养菌群数量，系统内异养细菌总量均维持在较高水平。进一步研究表明，培养浒苔24h后的海水，也对鳗弧菌65#产生抑制作用，这说明浒苔代谢释放到水体中某种化学成分或与藻共栖的微生物对鳗弧菌生长产生了抑制。

双壳贝类幼虫变态诱导及其机理研究

变态过程是双壳贝类由幼虫向成体转变的一个必不缺少的发育阶段。研究双壳贝类幼虫的变态过程及其机理，对于阐明它们的种群数量变动，促进重要经济双壳贝类增养殖的发展有重要的理论和实践意义。本论文除了用化学物质对几种双壳贝类(海湾扇贝、墨西哥湾扇贝和硬壳蛤)幼虫的变态进行诱导外，主要以激素和神经递质的作用方式为基础，通过直接测定双壳贝类(以海湾扇贝为代表)幼虫体内激素和神经递质、第二信使cAMP等生化物质含量的变化来研究双壳贝类幼虫变态过程中的信息传递途径，从分子生物学和神经生物学角度阐明双壳贝类幼虫变态机理。主要结果如下：1．通过参考国内外大量文献的基础上，较为系统地评述了近二十年来海洋无脊椎动物幼虫附着变态研究的一些进展情况，主要包括诱导因子、附着变态机理模型、人工诱导物的应用和延迟变态四个方面。到目前为止，人们已经发现了许多海洋无脊椎动物幼虫附着变态的诱导物质，主要分为天然诱导物和人工诱导物两大类，一些人工诱导物如GABA、肾上腺素和去甲肾上腺素已经在经济贝类苗种生产中得到应用。幼虫附着变态机理模型主要有长牡蛎(Crassostrea gigas)幼虫附着变态的双调控模型、红鲍(Haliotis rufescens)幼虫附着变态的上行调节模型以及多毛类Phragmatopoma california幼虫附着变态的脂肪酸调控模型。本论文还评述了海洋无脊椎动物幼虫发生延迟变态的原因以及延迟变态对海洋无脊椎动物造成的影响，并提出了解决的方法和今后研究的重点问题。2．在室内用氯化乙酰胆碱、ATP和CaCl_2 3种化学物质对海湾扇贝幼虫的变态进行了诱导实验。结果表明，虽然在个别浓度和处理时间氯化乙酰胆碱和ATP有诱导作用，但总体诱导效果不显著。而10×10~(-3)～40×10~(-3M的CaCl_2在处理12～24h后诱导效果较显著，其诱导效果对处理时间的依赖性较显著，在浓度为40×10~(-3)M和处理时间为24h时诱导效果最好，与对照组相比，变态率提高23.18％。3种诱导物对幼虫死亡率均有显著影响，并且死亡率对浓度和处理时间均有显著的依赖性，浓度越高，处理时间越长，死亡率越高。3．用KCl、肾上腺素、去甲肾上腺素和氯化胆碱进行了墨西哥湾扇贝(Argopectenirradians concentricus Say)幼虫变态的诱导作用实验。结果表明，KCl、肾上腺素、去甲肾上腺素和氯化胆碱对墨西哥湾扇贝幼虫变态均有显著诱导作用。KCl在处理时间为12h～48h范围内均有诱导作用；13.42×10~(-3)M和20.13×10~(-3)M的KCl诱导效果较好，变态率平均提高10％以上。1．O×10~(-6)M～50×10~(-6)M的肾上腺素在处理时间为lh～12h较适宜，此时变态率均提高10％以上。1.0×10~(-6)M～50×10~(-6)M的去甲肾上腺素在处理时间为1h～24h都较适宜，变态率平均均提高10％以上，最高可提高31．07％。0.01×10~(-4)M～1.O×10~(-4)M的氯化胆碱在处理时间为12h～48h时诱导效果均较好，它们之间的平均变态提高率并没有显著差别，均在12％～13％之间。10×10~(-4)M的氯化胆碱在处理时间为12h时诱导效果较明显，变态率可以提高19.14％，超过12h，变态率明显下降，100×10~(-4)M的氯化胆碱明显产生毒害作用，幼虫变态率均为零，而幼虫的死亡率均为100％。4．用KCl、肾上腺素、去甲肾上腺素、L-DOPA、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，Serotonin，5-HT)和GABA(γ-氨基丁酸)进行了不同浓度不同处理时间对硬壳蛤(Mercenaria mercenaria L.)幼虫变态诱导实验。结果表明，KCl、肾上腺素、去甲肾上腺素、L-DOPA和5-羟色胺对硬壳蛤幼虫的变态均有诱导作用，而GABA的诱导 作用不显著。KCl的最佳诱导浓度随处理时间不同而有所不同。当处理时间为1～24h时，KCl的最佳诱导浓度为33.56×10~(-3)M，此时幼虫变态率均提高24％以上，当处理时间为48h时，KCl的最佳诱导浓度为20.13～26.85×10~(-3)M，处理时间为72h时，最佳诱导浓度为13.42×10~(-3)M。肾上腺素和去甲肾上腺素的诱导作用与浓度和处理时间均有关。肾上腺素的最佳处理浓度为100×10~(-6)M，最佳处理时间均为8h，此时幼虫变态率提高最大，为36.97％。当去甲肾上腺素的诱导浓度为100×10~(-6)M，处理时间为8h～16h时，幼虫变态提高率较高，均大于18％，死亡提高率均低于30％，当去甲肾上腺索诱导浓度为500×10~(-6)M时，虽然在8h～16h的处理时间范围内，幼虫变态提高率也较高，均大于18％，但当处理时间超过8h，在16～48h范围内，幼 虫死亡提高率明显升高，均大于50％。L-DOPA的适宜诱导浓度为10×10~(-6)M～50×10~(-6)M，适宜处理时间为8～24h，此时幼虫变态率均提高30％以上，最高可提高79.43％。5-羟色胺的诱导作用较强，其适宜诱导浓度为100×10~(-6)M—1000×10~(-6)M，适宜处理时间为0.5～24h，此时幼虫变态率提高均在30％以上，当处理时间为8h时，最佳诱导浓度为1000×10~(-6)M，此时幼虫变态率提高57.5％，当处理时间为24h时，最佳诱导浓度为100×10~(-6)M，此时幼虫变态率提高69.29％。GABA的诱导作用较弱，最佳诱导浓度随处理时间的不同而有所不同。处理时间为24h和48h时，最佳诱导浓度为0.1×10~(-6)M；处理时间为0.5～16h时，最佳诱导浓度为100×10~(-6)M。5．KCl、肾上腺素、去甲肾上腺索、L-DOPA、5-羟色胺、GABA、茶碱和咖啡因8种诱导物对不同发育阶段海湾扇贝幼虫变态的诱导作用是不同的。13．42×10~(-3)M和20.13×10~(-3)M的KCl对第12天幼虫的变态有抑制作用，变态提高率为负值；之后当幼虫发育至第13和14天时，两浓度的KCl能够明显诱导幼虫变态，变态提高率均高于20％，而对于第16天的幼虫诱导作用有所减弱，变态提高率有所降低；26.85×10~(-3)M的KCl对第12和13天幼虫的变态均有抑制作用，变态提高率为负值，对第14和16天幼虫的变态却有明显的持续的诱导作用，变态提高率分别为22.98％和37.5％。神经递质肾上腺素、去甲肾上腺素、L-DOPA、5-羟色胺和GABA的诱导作用规律基本相似，即对第13天海湾扇贝幼虫的变态有明显的抑制作用，变态提高率均为负值，而对第14天幼虫的诱导作用较显著。茶碱和咖啡因作为影响细胞内cAMP的物质，它们的诱导作用规律与神经递质有所不同。它们对第13天海湾扇贝幼虫变态的诱导效果最好。6．测定了不同发育阶段及人工诱导后海湾扇贝幼虫体内去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺含量的变化规律。结果表明，海湾扇贝幼虫体内去甲肾上腺索含量在变态前和变态后没有明显变化，变态前为2352(pg／mg湿重)，变态后为2770(pg／mg湿重)。多巴胺和5-羟色胺含量在变态前随幼虫的发育而增加，变态前(第13天)急剧增加，第13天的幼虫比第12天的幼虫分别增加了2.8倍和5.7倍，变态后急剧下降，变态后幼苗比第13天的幼虫分别降低了25.1倍和16.4倍。海湾扇贝幼虫体内DA：NE比和5-HT：NE比在变态前和变态后变化比较剧烈。DA：NE比和5-HT：NE比在变态前(第13天)急剧增加，第13天的幼虫比第12天的幼虫增加了3.O倍(DA：NE比)和5.0倍(5-HT:NE比)；变态后急剧降低，变态后幼苗比第13天的幼虫降低了29.8倍(DA：NE比)和19.5倍(5-HT：NE比)。海湾扇贝幼虫经KCl和氯化钙诱导24h后，体内去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺以及DA：NE比和5-HT：NE比均有所降低。本实验的结果表明，多巴胺和5-羟色胺可能启动了海湾扇贝幼虫的变态过程。7．茶碱和咖啡因对墨西哥湾扇贝幼虫的变态均有明显诱导作用。它们的诱导作用均对浓度的依赖性较强，对处理时间的依赖性较弱。10×10~(-4)M的茶碱诱导效果最好，平均变态提高率达33％，其次为1.0×10~(-4)M和100×10~(-4)M的茶碱，平均变态提高率分别为23.15％和21.97％。处理时间对茶碱诱导效果影响不显著，在1～24h范围内，平均变态提高率在19.07～26.1％之间变动。10×10~(-4)M的咖啡因诱导效果最佳，4个处理时间的平均变态提高率为36.01％，其次为100×10~(-4)M，平均变态提高率为26.43％。处理时间对茶碱的诱导效果影响不大，在1～24h范围内，平均变态提高率在19.65～22.02％之间变动。8．采用直接测定cAMP的方法来研究cAMP是否参与了海湾扇贝幼虫的变态过程。结果表明，cAMP参与了海湾扇贝幼虫的变态过程。海湾扇贝幼虫体内cAMP含量随着发育阶段的不同而有所变化。在D形幼虫期最低，为73 pmol／(mg蛋白质)；当到达壳顶期幼虫时cAMP含量明显增加，比D形幼虫期提高了12.7倍。从壳顶期幼虫到眼点幼虫(100％，第13天)cAMP含量增加速度较慢，各发育阶段分别比前一发育阶段增加了0.4倍、0.3倍和0.2倍。但当幼虫变态后，体内cAMP含量又急剧增加，幼苗体内cAMP含量比眼点幼虫(100％，第13天)增加了6.1倍。当用KCl、肾上腺索和L-DOPA诱导后，幼虫体内cAMP含量明显增加，分别比对照组提高了7.8倍、1.5倍和10.7倍，说明cAMP参与了这3种诱导物诱导海湾扇贝幼虫变态的过程。9．在前面实验结果和参考有关文献的基础上，初步提出了以海湾扇贝为代表的双壳贝类幼虫变态机理模型：幼虫变态分为两个过程：启动过程和后续过程。当幼虫发育到一定阶段，在外界刺激因子的作用下，体内分泌多巴胺和5-羟色胺，多巴胺和5-羟色胺通过某种信号转导途径(如以DG和IP_3为第二信使)启动变态过程，变态过程启动后，又激活以cAMP为第二信使的信号转导途径(暂时称为后续过程)，两者共同完成了幼虫的变态过程。

末次冰期以来西赤道太平洋边缘海古气候变化研究

本文所研究的区域是西赤道太平洋的两个边缘海盆-苏禄海和南中国海。这两个边缘盆地具有明显不同的水文特征，南中国海底层水冷（<4 ℃）并且通气较好（溶解氧浓度>1.75ml/l），而苏禄海底层水温暖（>10 ℃）并且含氧量低（溶解氧浓度<1.25ml/l）。这些不同的水文特征导致了不同的沉积环境，同时两个海盆的沉积记录也包含了这些水文条件在不同地质时间上如何变化的历史。笔者分别对南中国海的GGC-6孔（12°09'1''E，118°03'9''，水深2775米）和苏禄海的GGC-29孔（8°17'7''E，118°49'9''N，水深1535米）的浮游和底栖有孔虫动物群进行了系统地分析鉴定和统计，并用转换函数对古温度进行了分析，力求通过有孔虫化石群的面貌和定量古生态分析来反映古气候的变化。通过对浮游有孔虫氧同位素环境效应的分析来探索本区的古气候变化。此外还对沉积物中的有机碳和碳酸钙的含量进行了测试和分析。通过上述工作我们得出以下几点认识：1、氧同位素和古水温记录可分末次冰期和全新世两期，由于岩心的长度所限地质记寻年代较短为24000年左右。2、浮游有孔虫G.Grassaformis的最后出现是苏禄海末次冰期极盛时（～18000B.P）重要的地质界线。3、发现在北欧地区短暂寒冷的仙女木期（Younger dryas）在本区也有发现。这在一定程度上说明了仙女木期存在的全球性。4、本区末次冰期与全新世的夏季表层古水温相差不到2 ℃与CLIMAP（1976）赤道太平洋末次冰期以来古水温度的模拟结果相附。冬季表层水温相差较大为3.5 ℃左右。5、瓷质壳底栖有孔虫的繁盛和翼足类的大量保存是苏禄海冰期时底层暖水的良好指示标志。6、本区有机碳的含量反映了底层水含氧浓度的变化。高有机碳代表低氧浓度，低有机碳代表高氧浓度。南中国海一直受到西北太平洋水体的影响，致使其底层水一直处于充氧状态，只是在冰期最盛时稍有降低。而苏禄海底层水氧浓度较低，尤其是末次冰期极盛时隔绝状态加强，大量的降水使表层海水淡化分层，致使底层水缺氧状态加剧。7、本区做为西赤道太平洋的边缘海，其CaCO_3旋回模式却与太平洋相反，而与大西洋一致，即冰期碳酸钙含量低，全新世冰后期碳酸钙含量高。冰期陆源物质供应的加强和全新世浮游有孔虫生产力的提高是控制本区碳酸钙旋回的主要因素。此外，冰期海水溶解作用的加强是南中国海冰期低CaCO_3含量的另一个重要原因，而苏禄海的碳酸钙沉积受海水溶解作用的影响却很小。8、浮游有孔虫N.dutertrei的大量增加和相对较轻的δ~(18)O值说明冰期最盛时海水表面的盐度较低。末次冰期时东南亚地区东北季风加强西南季风减弱，由于特殊的地理环境使本区在冰期时降水大量增加。

牡蛎染色体的分子生物学分析

本研究应用显带技术和荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization，FISH)技术，鉴定了牡蛎的染色体；应用FISH方法定位了一系列的重复序列和大分子的P1克隆DNA；制备了染色体特异性探针。应用FISH特异性探针成功地鉴定了长牡蛎的三体10。结果如下：1．分析了G带和C带在美洲牡蛎染色体上的分布。G带在每一条染色体上的带型不同，某些染色体间(如第1对和第4对染色体，第7对和第9对染色体)的带型差别不是很明显。G带型容易受染色体收缩程度的影响。C带型重复性较好，染色体带型较清楚，分布在染色体的端粒区域和着丝粒区域。G带和C带带型能够用来鉴定牡蛎的染色体，但是重复性低和带型差异不显著，并不适合常规的染色体鉴定。2．早期胚胎和担轮幼虫制备的染色体适合于FISH分析。染色体制备方法重复性好，可适用于其它贝类的染色体制备。3．研究了重复序列基因--rDNA的定位：1)18S-5.8S rDNA在研究的五种巨蛎属Crassostrea牡蛎均只有一个位 点。太平洋种(C.gigas，C. ariakensis和C. plicatula)中，杂交信号位于最短的染色体一第10对染色体长臂的端粒区域，在大西洋种(C. virginica和C. rhizophorae)中，同一序列定位在第2对染色体短臂的端粒区域。2)18S-28S rDNA在两种蛤中有两个位点。rDNA探针定位在侏儒蛤(Mulinis Lateralis)的第15对和第19对染色体的端粒区域，同一序列定位在硬壳蛤(Mercenaria mercenaria)的第10对染色体的长臂和第12对染色体短臂的端粒区域。信号强度在两对染色体之间有差异。 3)5s rDNA位于美洲牡蛎的第5对染色体的短臂上靠近着丝粒区域和第6 对染色体的短臂的中间区域。信号强度在两对染色体之间没有显著差异。5S rDNA探针可以作为鉴定和识别第5对和第6对染色体的特异性探针。4．研究了一些重复序列的定位1)两个短的重复序列1G8，1P2均产生很强的荧光信号分布在美洲牡蛎所有的染色体上。在低严谨条件下，这些序列均产生很强的信号散布在所有的染色体上。在高严谨条件下，信号强度大大减弱，但是信号仍散布在所有的染色体上。这些重复序列散布在美洲牡蛎的整个基因组中。2)高度重复序列Cgl70产生的信号分布在长牡蛎的7对染色体的着丝粒区域，没有发现间区信号。在第1对，第2对，第4对和第7对染色体上的荧光信号强且稳定。在第5对，第8对和第10对染色体上的信号相对弱且不稳定。在剩余的染色体上(第3对，第6对和第9对染色体)没有检测到荧光信号。结果表明此卫星序列是一个着丝粒卫星序列。在美洲牡蛎的染色体上没有检测到荧光信号，表明了这个着丝粒卫星序列在这两种牡蛎中的分布存在着显著的差异。3)脊椎动物端粒序列(TTAGGG)n的FISH信号局限在四种双壳贝类(美洲牡蛎，the mangrove oyster，硬壳蛤，侏儒蛤)所有染色体的端粒区域，没有发现间区信号的存在。研究结果与已报道的研究结果表明脊椎动物端粒序列或许存在于所有双壳贝类的染色体末端。双壳贝类是目前研究过的唯一含有脊椎动物端粒序列DNA的无脊椎动物。4)研究了RAPD探针在美洲牡蛎染色体上的定位。大多数RAPD探针产生了多个信号散布在间期细胞核和所有的染色体上。引物OPX-03，OPX-04，OPX—06，OPG-02，OPM—04，OPM-11，0PS-02制备的探针在适宜的条件下产生特异性荧光 信号，分布在牡蛎的特定的染色体上。PCR特异性带产生的探针OPX—06—310和0PG-02—300产生了特异性的荧光信号：OPX—06—310产生的信号位于第5对染色体的短臂的近端粒区域，0PG—02—300探针定位到第3对染色体的短臂上。这两个探针是鉴定美洲牡蛎单条染色体的特异性探针。5．研究了大分子Pl克隆DNA(插入片断为80～100 kb)在美洲牡蛎染色体上的定位。Pl克隆DNA通过切口平移方法标记digoxigenin—11-dUTP用作FISH的探针。Cot-1 DNA作为竞争剂有效地抑制了Pl克隆序列中的重复序列产生的信号。杂交信号用fluorescein标记的anti—digoxigenin抗体来检测，用两层抗体rabbit-anti-sheep抗体和FITC anti—rabbit抗体来扩增信号。9个P1探针成功地定位在特定的染色体上。46—1探针杂交到第1对染色体的长臂靠近着丝粒区域；47-10探针定位到第2对染色体的长臂近端粒区域；Cvpl和48-13两探针定位到第3对染色体上：Cvpl位于短臂的端粒区域，48-13探针位于长臂的近着丝粒区域；48—10探针杂交到第4对染色体的长臂上；48-1探针杂交到第5对染色体长臂的近着丝粒区域；49-11探针位于第7对染色体长臂上；探针49-10和44-11位于第8对染色体长臂上。同时我们成功地将2个P1探针杂交到同一染色体分裂相中，进一步确定了Pl探针在美洲牡蛎染色体 上的定位。6．应用18S-28S rDNA探针成功地鉴定出长牡蛎非整倍体中的三体10。经鉴定AF-35，AF-39和AF-3三体家系属于三体10家系。rDNA探针分布在三条染色体上，即多出的一条染色体为染色体10。相应地在间期细胞核上有三个信号出现。AF-34和AF-36家系不属于三体10家系。rDNA探针分布在两条染色体上，相应地在间期细胞核上有两个信号出现。FISH和染色体特异性探针为非整倍体的鉴定提供了一个快速准确可靠的方法和途径。

小型潮汐汊道系统的沉积动力过程与演化

潮汐汊道是砂质海岸常见的沉积地貌单元，是海岸带与内陆架的重要组成部分，其作为港口航道、旅游、海水养殖等方面的资源的重要性早已被认识；但是，潮汐汊道的沉积动力行为、浅海物质循环与通量、全球变化的区域响应等方面的研究尚未充分开展。月湖是山东半岛东北角的一个小型的泻湖－－潮汐汊道系统，已有4000年的历史，具有很高的科研、经济、生态、休闲旅游价值。历史上的月湖是比较稳定的，1979之后，由于人为活动的影响，月湖的物理环境和生态环境质量呈恶化趋势。研究月湖的沉积与水动力现状，分析其变化的地貌动力学原因，有助于理解小型潮汐汊道系统的沉积动力行为，重视海带海湾在全球物质循环中的作用，具有现实和理论的意义。1998年冬季和1999年夏季，在月湖进行了为期各一月的野外工作，采集了131个表层底质沉积样和9个岩芯，获得了冬夏各29天的潮位记录，观测了口门大小潮期间的潮位、潮流，并采集了同步的悬移质水样。在实验室分析测定了沉积物的粒度、颗粒态有机碳含量和~(210)Pb放射性活度，进行了粒径趋势分析和沉积速率估算。对潮位和潮流进行了调和分析，从湾内潮位记录推算出口门的干道垂线平均流速和断面平均流速，并计算了口门的推移质和悬移质的输运能力。在此基础上，结合历史资料（地形图、航片、前人的研究成果等），探讨了月湖的沉积物平衡、汊道稳定性、流不对称性、口门P－A关系等问题。另外，对于海岸带的海湾－－泻湖系统在全球碳通量与碳循环过程中的作用进行了讨论。月湖是一个小而浅的潮汐汊道系统，面积4.94km~2，平均水深不足1m，无常年性淡水径流汇入。集水盆地属于低山丘陵地貌，面积15.2km~2。月湖表层沉积物以细颗粒物质为主，从岸到湖心逐渐变细，泥和砂质泥占湾内面积的40％以上；表层沉积物的平均粒径与沉积物类型有比较好的对应关系。~(210)Pb数据分析表明，湖心的沉积速率高达18.2mmyr~(-1)，而湖区大部沉积速率在2－5mmyr~(-1)。从岩芯的垂向粒度变化所反映的信息来看，湖区的沉积速率大约是5－10mmyr~(-1)。朋湖的沉积物主要来自流域的坡面侵蚀、湖岸侵蚀、风尘沉降、生物物质、涨湖流带入的悬移质和推移质；整修湖区的沉积通量为10000－22000tyr~(-1)。粒径趋势分析表明，月湖的湾顶（西部与北部）、涨潮三角洲和湖心等地貌单元是沉积的优势区域。月湖的潮汐属不规则半日潮，潮差小，日不等现象明显，冬夏两季有显著差异；平均潮差0.50m，平均涨潮历时5小时19分，平均落潮历时7小时5分，平均纳潮量2.0 * 10~6 m~3。月湖口门的潮流是不规则半日潮流，涨急、落争流速可达1.0ms~(-1)以上；口门憩流时刻正对应湾内的高／低潮时，是典型的驻波。月湖的潮流具有独特的不对称性，口门的干道垂线平均流速的主要模式为落潮流速大于涨潮流速、且落潮历时长于涨潮历时，而断面平均流速以涨潮流优势型占微弱优势。这种现象出现的原因是月湖的不规则潮汐特征，以及口门的形态与潮位的特殊对应关系。其他潮汐汊道可能也存在类似的现象。月湖所处海域的波浪作用并不强烈，沿岸输沙强度较小。实测悬浮体浓度较低，在10~0-10~1 mg L~(-1)左右。用口门干道垂线平均流速计算，月湖的悬移质和推移质净输运均为向外海输出，悬移质的输运量不到推移质的1／10。但是，从沉积物平衡的角度分析，涨潮流带入的悬移质和推移质可能是月湖湾内沉积物的重要来源。人类活动对月湖的沉积过程可能有重大影响。从平均大潮纳潮量与沿岸毛输沙量的比值来看，月湖应属于稳定性相当好的潮汐汊道系统；如果仅考虑口门的形态及主干道的通畅性，这一判断是可以接受的。可以认为，月湖当前的物理系统是脆弱而稳定的，但其生态系统的稳定性和自适能力已经遭到了严重破坏。月湖湖心的颗粒态有机碳通量为0.34kgm~(-2)yr~(-1)。推而广之，仅就有机碳通量而言，整个黄、渤海沿岸的小型海湾具有和黄、渤海陆架泥区相同的数量级。因此，在碳循环研究中应充分注意海岸带海湾的贡献。均衡状态下的潮汐汊道系统，它的纳潮量与口门面积之间的确存在某种稳定的P－A关系。传统方法得出的P－A关系有其固有的不准确性。应用沉积动力学方法，每个潮汐汊道的P－A关系都受涨落潮历时、断面平均流速、口门形态（面积和宽深比）、纳潮量、淡水径流量、沿岸毛输沙量和沉积物粒度等因素的控制，对于上述因素的每一种组合，都有对应的均衡态P－A关系。均衡态潮汐汊道的P－A关系的指数应在1.15左右。

四种海洋生物的化学成分及其生物活性研究

从海洋动植物中寻找和筛选具有药用价值的活性先导化合物是海洋药物研发极为重要的理论基础研究。基于中国东南热带和亚热带沿海海域丰富的生物资源，本工作以化学分析和生物活性筛选为导向，以黄海海域习见的绿藻束生刚毛藻、南海三亚附近海域的圆裂短足软珊瑚、海绵Pseudoceratina sp.及广西沿海滩涂的盐生植物海刀豆四种海洋生物为样品，应用现代分析和检测手段对其次生代谢产物及其生物活性进行较系统的研究。 综合利用现代色谱手段和波谱技术，从上述目标生物样品中共分离并结构鉴定化合物74个，其中新化合物10个，新天然产物1个，这一新发现原则性结果，属国内外首次报道。1.对黄海海域束生刚毛藻C. fascicularis的化学成分及其生物活性进行了首次研究，从中得到叶绿素类新化合物Porphyrinolactone 1和新天然产物 20-Chlor-(132-S)-hydroxyphaeophytin a 2，在避光条件下对叶绿素类化合物进行体外NF-κB活性抑制筛选实验, 结果表明化合物1-6对NF-κB都有显著的抑制活性；对叶绿素类化合物首次进行体外蛋白酶体ChT-L的抑制活性实验筛选,化合物2和4对蛋白酶体ChT-L表现出显著的抑制活性，在浓度为50μM时，抑制率分别为70%和73.5%，并对其立体构型和生物活性的构效关系进行探讨；首次从该属得到环阿尔廷三萜类化合物7—12；对所得化合物7—15在浓度为1μg/mL时对肿瘤细胞部分靶蛋白酶的抑制活性测定结果表明，这些化合物对不同的靶蛋白酶表现出较强的抑制活性。2. 从南海圆裂短足软珊瑚中发现孕甾及其糖苷类新化合物22—27。3. 南海海绵Pseudoceratina sp.中发现溴代酪氨酸生物碱类新化合物41—42，组胺酸生物碱类新化合物43，并对其生源关系进行探讨。4. 首次对海刀豆C. maritime的化学成分进行研究，发现紫檀素类化合物61—63，异黄酮4个64—67；对该类化合物61—67首次进行NF-κB和蛋白酶体ChT-L的抑制活性筛选，其中化合物63表现出较强的NF-κB的抑制活性。

刺参遗传连锁图谱构建及卵母细胞成熟过程研究

第一部分 刺参遗传连锁图谱的构建 利用AFLP和微卫星标记以一个远缘地理杂交家系为作图群体，以拟测交理论为作图策略，构建了刺参Apostichopus japonicus的雌性和雄性遗传连锁图谱。利用62对AFLP引物组合，对亲本和93个个体进行了分离分析，共得到3572个标记，其中具有多态性的标记为点数为1133个，多态性比例为31.5%。平均每个引物对产生18.3个多态片段。1133个多态性位点中，294个标记在父母本中都出现并在后代中分离，839个标记在父本或母本中出现并在子代分离，其中母本443(52.8%)个分离标记，父本396(47.2%)个分离标记。卡方检验显示，556个标记符合孟德尔1:1分离。筛选微卫星标记中30个在家系中具有作图信息，其中19个可用于母本作图，19个可用于父本作图。 利用Mapmaker 3.0/EXP软件对分离标记进行连锁分析。358个分子标记用于雌性遗传连锁分析，其中包括19个微卫星标记，199个AFLP标记和11个微卫星标记定位在雌性框架图谱中。雌性框架图谱共有25个连锁群，总长度为3148.3 cM。标记之间最大间隔为37.5 cM，平均间隔为17.0 cM，连锁群的分子标记数最大为21个最小为4个。用于雄性连锁分析的分子标记共有332个，其中包含19个微卫星标记。207个标记定位于23个连锁群上，其中AFLP标记数为196个，微卫星标记数为11个。23个连锁群总长度为3059.8 cM，标记间最大间隔38.6 cM，平均间隔16.6 cM。每个连锁群的长度范围在40 cM到271.4 cM之间，标记数在18到4个之间，包括二、三连体在内的雄性连锁图谱共覆盖3227 cM。雌雄基因组的预测长度分别为4053.7 cM和3816.3 cM，因此，所构建的雌雄连锁图谱覆盖率分别为84.0%和84.5%。通过共有微卫星标记，有3个连锁群在两个图谱中对应。分子标记在两个图谱中呈均匀分布，没有成簇现象。 分子标记筛选、遗传图谱的构建为刺参分子标记辅助选择育种，经济性状QTL定位和比较基因作图打下基础，并且最终将促进中国刺参遗传改良和新品种的培育工作。 第二部分 卵母细胞成熟过程研究 对刺参卵母细胞的体外诱导成熟方法进行探索，并且通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜结合超薄切片技术及间接免疫荧光染色技术研究卵母细胞成熟的生物学过程。 分别利用在海参中有诱导作用的海星神经提取液和二硫苏糖醇(DTT)对从成熟卵巢解剖出的刺参卵母细胞进行诱导成熟试验，结果显示，刺参的卵母细胞在海水中不会发生自发成熟，海星神经提取液以及神经提取液加滤泡悬浮液对卵母细胞没有诱导成熟的作用，而二硫苏糖醇处理可以诱导卵母细胞生发泡破裂，当DTT溶液的浓度处于10-1 mol/L到10-3 mol/L之间时，对刺参卵母细胞的促熟作用较为明显，在10-2 mol/L左右时，卵母细胞的诱导成熟率可以达到90%以上。未成熟的卵母细胞处于第一次减数分裂前期，不具备受精能力。经DTT诱导后，生发泡发生移动并破裂，染色体排列到赤道板上，然后第一、二极体先后排出，诱导成熟的卵母细胞排出极体的时间与自然受精的卵子一致。在卵母细胞成熟过程中有受精膜举起的现象，说明精子入卵不是受精膜举起的必要条件。卵母细胞只有在生发泡破裂之后才具有受精能力，从生发泡破裂到第二极体排出前的整个减数分裂过程中，卵母细胞都可以受精，但是只有在第一极体排出前受精的卵母细胞才能发生卵裂。人工促熟的卵母细胞受精后，形成的胚胎似乎并不能正常发育，试验过程中最多只得到了8细胞期的胚胎，之后细胞便产生畸形并停止分裂，最终裂解消失。 利用DTT诱导刺参卵母细胞成熟，综合运用光镜、电子显微镜及激光共聚焦技术观察卵母细胞成熟过程，分析了卵母细胞表面动物极突起在卵母细胞脱滤泡中的作用，以及卵母细胞动物极突起和微管组织在生发泡移动过程中所起的作用。卵母细胞通过动物极突起连接到滤泡上，在脱滤泡作用开始时，卵母细胞动物极突起刺入并穿过滤泡膜，使得滤泡膜表面形成一个缺口，然后整个卵母细胞开始从缺口处挤出。脱滤泡的作用力来源有两种：胶膜层的水合作用以及滤泡的收缩。通过激光共聚焦显微镜观察，未成熟的卵母细胞中存在5种类型的微管，并且有两个微管组织中心锚定在卵母细胞突起下方。减数分裂重新启动时，生发泡沿微管向动物极移动，至细胞膜下时破裂。微管解聚对照实验证明驱动生发泡移动的细胞结构为微管束。生发泡破裂后，两个微管组织中心组织形成减数分裂纺锤体，然后第一极体以“收缩-排出”的独特方式排出。 本研究填补了刺参繁殖生物学研究中的缺失环节，为刺参人工繁育技术提供理论基础和指导。

南黄海重金属的演变特征及控制因素

本文以南黄海1997～2006年10年表层海水和沉积物中重金属为主要研究对象，同时结合对生态环境信息的综合分析，系统探讨了海水和沉积物中重金属的生物地球化学特征、影响控制因素、演变趋势，并对海域生态风险进行了评估，获得了以下一系列新的结果和认识： 1．系统获得了南黄海海水和沉积物中重金属的地球化学分布模式，揭示了影响和控制其生物地球化学特征的因素 南黄海表层海水中重金属As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的平均浓度分别为2.33、0.078、1.41、0.0036、0.37、6.21 μg/L，低于其它中国近海海水，而高于水交换较好的深海；表层海水重金属的分布模式（除Pb外）表现为在离岸较远的南黄海中部地区其含量较低，而近岸海区则普遍含量较高，区域分布呈现“高Cd-Cu-Hg-Zn区”，“高Pb-Cu-Zn区”以及“高Pb区”三个地球化学分区。 南黄海表层沉积物中重金属比邻近海域沉积物中的浓度低，南黄海重金属主要受沉积物粒度控制，即在细粒度高的南黄海中部区域重金属（除As外）的含量较高，粗粒度的近岸区则较低，区域分布呈现“高Cd-Cu-Pb-Zn区”，“高Hg低As-Cu-Zn区”以及“高As低Cd-Hg-Zn区”三个地球化学分区。 人类活动已经显著影响了南黄海海水中重金属的含量水平，重金属分布是径流、大气沉降、pH、盐度和重金属自身性质等各种影响因子耦合的结果。沉积物重金属的富集因子Pb>As>Hg>Cd>Zn>Cr>Cu，其中Pb和As主要来自人为污染排放，污染状况相对较重，Cr和Cu几乎没有受到人为污染的影响。沉积物的粒度是控制表层沉积物重金属分布的最主要因素，次要的因素包括沉积物有机质的含量、沉积速率以及重金属存在形态等。 2．首次获得了南黄海海水和沉积物中重金属的演变趋势 近10年来南黄海表层海水中，Zn呈上升趋势，As、Cd、Cu、Pb基本稳定变化不大，而Hg则呈略下降趋势。Zn的线性上升趋势明显，在近岸水域和中央水域中其浓度和公元年的统计关系分别为y=0.9524x+0.0034（R=0.97）和y=0.8622x+0.0299（R=0.95）（其中y为Zn的浓度，x为年度，取1997～2004）。近10年沉积物中重金属年际变化较小，浓度变化在多年均值的±（10%～30%）之间变动。As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的均值变化范围分别为7.17±1.70、0.108±0.024、17.61±1.65、0.024±0.008、18.44±4.26、70.53±5.73 mg/kg，除了Hg随公元年呈较好的线性增加（y=0.0033x-6.50，R=0.75）外，其它重金属未显现出有明显的演变趋势。 近百年来，南黄海重金属的变化可分为3个阶段，20世纪60年代以前，20世纪60年代至90年代，及20世纪90年代至今。第一个阶段的60年可以看作是南黄海未明显受人类活动影响的一个时期，该段时期内明显的特征是重金属含量的变化受径流输入不均等多种因素影响，变化规律性不强；第二阶段是南黄海近岸工农业迅猛发展的阶段，由近岸传输到这一海域的重金属量增加，南黄海沉积物重金属浓度增加，沉积物质量有下降的趋势，这一阶段是人类活动影响南黄海最为明显的一个阶段；第三个阶段是20世纪90年代至今，南黄海沉积物重金属浓度呈降低趋势，与中韩两国减排及治污措施有关。近几年，南黄海沉积物的环境质量较20世纪末期有了较明显的改善。 3. 初步阐明了南黄海重金属的环境污染危害和潜在生态风险 采用潜在生态危害指数法和地积累指数等方法对南黄海沉积环境进行分析，结果表明，中等重金属污染程度海区占研究海区面积的38.7%，中等生态风险的区域则占了研究海区面积77.8%，但均未发现沉积物中的重金属与生物量的分布有明显的关系，总体表明，南黄海沉积物中的重金的污染状况及生态风险较低，南黄海沉积物质量良好。

滤食性贝类筏式养殖对浅海生态环境影响的基础研究

近年来，由于对海区不合理的开发，我国浅海贝类筏式养殖接连遭受重创，这亟需从理论上和实践中确定养殖容量和养殖模式。本文在我国北方典型养殖海湾四十里湾对筏式养殖的贝类开展了现场生理生态学研究，对贝类对浮游植物等悬浮颗粒物的处理过程即贝类对颗粒有机物及营养元素C、N、P的摄食、吸收、排泄、排粪和生长进行了剖析，分析了贝类在沿岸养殖生态系中的物质和营养循环中所扮演的角色，为海区贝类养殖容量和养殖模式的最终确定提供了基础数据。另外，本文还对海水、沉积物及生物体中磷的分析方法进行了大量的实验工作。主要结果如下：① 比较系统地评述了双壳贝类的生物沉积(biodeposition)的原理、测定方法及其生态效应。贝类通过生物沉积在沿岸生态系中的物质和营养循环中扮演着重要的角色。国际上已有不少研究专门报道了贝类在海区现场的生物沉积。而在我国，这方面的研究却罕见。② 综述了双壳贝类各种形态的 N 和 P 排泄及其生态效应。对于我国广泛养殖 的栉孔扇贝、海湾扇贝和牡蛎等双壳贝类的TDN、TP排泄尚未见报道。 ③ 在6～7月，在四十里湾的不同养殖海区(8个站位)对扇贝的生物沉积进行了现场测定。在整个四十里湾海区，一龄栉孔扇贝(壳高 41.1±4.1mm，软体干重 0.48±O.10 g/ind))每个每天所产生生物沉积物干重平均为59.9mg，对颗粒有机质(POM)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)和颗粒有机磷(POP)的生物沉积速率范围及平均值分别为： 6.88、3.09、0.392 和 0.022mg/ind·d。还在一个站位测定了海湾扇贝(壳高 24.6±2.3mm；软体干重 O.14g/ind)的生物沉积速率为 24.3mg/ind·d，或179.2mg/g·d。不同站位一龄栉孔扇贝的生物沉积速率有较大变化，这主要与饵料浓度不同有关。二龄栉孔扇贝(壳高60.9±8.2mm；软体干重1.91±0.32 g/ind)的生物沉积速率平均为 112.7mg/ind·d，对POM、POC、PON和POP的沉积速率分别是一龄扇贝的1.85倍、1.68倍、1.77倍和2.33倍。养殖海区与非养殖海区比较，前者近海底沉积速率是后者的 1.51～3.47 倍。根据以上数据，作者计算了中等规格栉孔扇贝(用壳高 41.1±4.8mm 扇贝估算)在四十里湾在夏季每天的生物沉积量达 162 吨(干重)，或18.6tPOM、8.37tPOC、1.06tPON和60kgPP。在四十里湾的贝类筏式养殖海区，可以估计贝类每年因生物沉积的生产而循环427tN和98.OtP(包括20.0t OP的贡献)，它们能分别满足浮游藻类生产所需求N和P的17.0％和28.3％(其中OP贡献 6.9％)。可见，贝类在养殖生态系的物质和营养盐循环中扮演着重要的角色。高密度、大面积的贝类养殖使大量的生物沉积物聚集于海底，可能对海区环境产生冲击。作者分析，98年8月份烟台养殖区赤潮的发生很可能与海底生物沉积物营养盐的快速释放以及栉孔扇贝大面积死亡而使浮游藻类失去了摄食控制有关，而风平浪静和养殖笼对水流的阻挡也为赤潮的发生提供了有利条件。④ 采用半现场流水系统法测定了栉孔扇贝在不同养殖密度、不同养殖模式(扇贝单养、贝藻混养、贝藻参混养)中的生物沉积。实验时间尺度大，前后计80天。结果说明扇贝的生物沉积速率与其养殖密度呈反比关系。养殖密度的高低影响饵料浓度的变化(两者呈负相关的对数函数关系)，而饵料浓度的高低直接决定着扇贝的生物沉积速率的高低，两者呈正相关关系(生物沉积速率与POC和叶绿 a 分别呈对数和指数函数关系)。不仅生物沉积物的数量与养殖密度(或饵料浓度)有关，生物沉积物的质量同样与养殖密度(或饵料浓度)有关。栉孔扇贝的养殖使沉积物的有机质含量及C、N 和 P 含量降低，且密度越高，它们的含量越低。这反映了扇贝对环境的适应能力。在海带和扇贝的混养模式中，海带对扇贝生物沉积物的数量和质量不构成影响，当然这是在海带不影响浮游植物数量的前提下得出的结果。而实际上在自然海区两者可能是竞争关系。⑤ 对从海区取回到实验室的多种滤食性动物，包括经济双壳贝类(栉孔扇贝、海湾扇贝、长牡蛎、贻贝、菲律宾蛤仔等)和养殖中的污损动物(栖海鞘、玻璃海鞘、藤壶、玟斑稜蛤)的 N 和 P 排泄进行了测定，包括排泄成分和排泄速率。在N排泄中，NH_4-H 占主要部分，如笼式养殖的双壳贝类 NH_4-N 占总N排泄的70％以上，平均值范围为70.8～80.1％。氨基酸是第二大排泄成分，平均占总N排泄的10～25％。其它形态的N，如尿素、亚硝酸盐和硝酸盐也有检出，如双壳贝类尿素氮在总氮排泄中占 2～5％。但在双壳贝类中未检出尿酸氮。比较而言，海鞘、藤壶的尿素氮相对高一些。在P排泄中，OP约占TDP排泄的15～27％。栉孔扇贝TDP排泄速率为0.281μmol/h·ind。作者以实验室测定结果计算，在整个四十里湾的夏季，所养殖的双壳贝类每天将排泄4.54t总溶解氮，其中NH_4-N 3.36t、Amino-N 0.69t、Urea-N 0.2t。 同时每天磷的排泄为0.57t TDP，其中OP O.15t。对面积为1.3 * 10~4hm~2的海区而言，贝类的N、P排泄分别能满足浮游植物生产所需N、P的44％和40％。尽管Urea-N所占比例有限，但也能满足海区浮游植物所需 N 的 2％左右。以上说二月高密度的贝类养殖对海区生态系统营养盐循环的影响是很显著的。附着动物(柄海鞘等)的N、P 排泄也不容忽视，它们分别能满足浮游藻类生产所需 N、P 的 ll％和 12％。它们一方面通过排泄和排粪加速营养盐和物质的循环对浮游植物的生长产生刺激作用；另一方面，对藻类产生摄食控制，如果海区中滤食性动物太多，即使营养盐再丰富也难以使浮游植物大量繁殖，这无疑将影响滤食性动物的生长速率。⑥ 运用近年来发展起来的生物沉积法对四十里湾半现场流水系统中贝类的滤水率、吸收率、生长率、生态效率等生理生态学参数进行了测定。栉孔扇贝(收获时规格0.194～0.412g软体干重/ind)滤水率平均为3.65 1/ind·h。扇贝放养密度和饵料浓度没有显著关系。扇贝的总摄食率平均为3.98mg/ind·h，对POM、POC、PON的 摄食率范围为0.84～1.87、0.335～0.748、0.0515～O.1293mg/ind·h。扇贝的摄食率随放养密度的升高而降低，与POM呈正相关关系。扇贝的吸收速率受密度和饵料浓度的影响不明显。扇贝对N的吸收效率较C、P稍高，对总有机质的吸收效率为75.9±4.1％，如此高的吸收效率与低饵料浓度有关。扇贝氨基酸泄漏所损失的能量高于排氨的能量损失。代谢能与吸收能呈明显的正相关关系。SFG与饵料浓度呈正相关关系。总生长效率K1(* 100)变化较大，范围为20～49；净生长效率K，K_2(* 100)随POM的升高而升高。扇贝对N的总生态效率范围为6.2～12.8％(平均9.9％)，这高于对C(平均5.9％)和P(平均4.1％)的总生态效率。扇贝对POC、PON和PP的生长余力(SFG_C、SFG_N、SFG_P)平均分别为197、46.8和6.2μg/ind·h，它们分别与POC、PON和PP呈正比关系。扇贝对N的净生长率高于对C和P的净生长率。在N的预算中，如果仅考虑NH_4-N的排泄而忽视其它形态氮的排泄，将会产生很大偏差(平均约20％)。扇贝贝壳生长所需的能量在整个扇贝生长所需能量的9.0～15.1％(平均 11.2％)；贝壳C、N和P在扇贝生长中所占的比例分别为10.5～17.8％、9.4～16.1％和8.7～15.O％。可见，贝壳不管在能量预算还是在元素预算中都不应该被忽视。理论计算而得到的SFG和SFG_C、SFG_N、SFG_P与扇贝的实际生长和扇贝C、N、P的实际增长量之间呈正相关关系，但前者明显过高地估计了扇贝的生长。⑦ 运用生物沉积法在四十里湾养殖海区现场对栉孔扇贝的生理生态学特征进行了研究。不同海区扇贝的滤水率有变化，一龄扇贝(41.1±4.1mm，软体干重 0.48±O.10g/ind)滤水率变化范围为 0.72～2.54(平均 1.27)1/ind·h 或 1.65～5.97(平均 2.61)1/g·h。与半现场研究结果一致，滤水率与TPM没有明显关系，而摄食率却与TPM呈正相关关系。二龄扇贝(软体干重 1.91±0.32g/ind)滤水率为 2.09～3.99(平均 3.10)1/ind·h。吸收速率与POM(或TDM)呈正相关关系，与饵料质量(POM/TPM)无明显的相关关系。吸收效率AE_(POM)与TPM(或POM)没有相关关系，却与饵料质量呈明显 的正相关关系。扇贝对POC、PON和PP的吸收效率平均分别为68.9％、64.0％和63.6％。不同海区SFG差别很大。一龄扇贝SFG范围为-O.174～24.08 J/ind·h，SFG与饵料浓度POM呈正相关关系。SFG负值的出现主要与低饵料浓度有关。SFG_C、SFG_N、SFG_P分别与POC、PON和PP呈正相关关系。在N的生长余力计算中，如果仅考虑NH_4-N排泄，而不考虑其它形态N的排泄，就可能产生相当大的偏差，偏差范围为11～360％，这高于半现场的偏差值，显然SFG_N越低，产生的偏差就越大。这说明在饵料不足、扇贝生长受到限制的环境下进行N生长余力的计算时必须考虑其它形态N的排泄。⑧ 对四十里湾养殖海区一些双壳贝类和藻类的化学组成和有机净生产量进行了讨论。不同双壳贝类的软体有机碳含量差别不大，而N含量差异较大。栉孔扇贝N含量最高(占软体干重的12.36％)，而牡蛎、毛蚶软体N含量相对较低，为 8～9％。从双壳贝类贝壳的组成来看，贻贝和菲律宾蛤仔贝壳中N含量最高，分别为 0.55％ 和 0.56％；而栉孔扇贝贝壳N含量相对较低，在 O.1％左右。贻贝贝壳有机磷含量 (308ppm) 也明显高于栉孔扇贝贝壳(62.1 ppm)。不同海区海带的 C/N 比值较高，变化明显，范围为17.36～30.23。石莼与此相似。大型藻类高 C/N 比值说明海区营养元素N的不足。海带的不同部位N含量差别很大，中带部和边叶在不同海区有较大变化，即对环境的营养状况比较敏感。紫贻贝贝壳中C、H、N 和 P 的含量在整个贻贝中占有相对大的比例，分别为 30.4％、30.2％、31.8％和 29．6％。

中国典型海域超微型生物生态学初步研究

通过流式细胞技术(FCM)调查了我国东海、南海和胶州湾的几类超微型浮游生物，包括聚球藻(Synechococcus)，原绿球藻(Prochlorococcus)，超微型真核生物和异养细菌的空间分布、季节变化及与环境因子之间的关系。开展了一系列现场实验对几种常量和微量营养元素对4类超微型浮游生物生长的影响进行了初步的研究。另外，对细胞周期法估计原绿球藻的生长率，以及用流式细胞仪分析病毒粒子的数量分布做了尝试性的工作。主要结果如下： 1 在东海黑潮区，超微型浮游植物约占叶绿素生物量的60％多，在其它海区，约占10-40％。原绿球藻的季节变化较大，冬季主要分布在黑潮流域，夏季可达50米等深线附近。在黑潮区，原绿球藻与聚球藻细胞密度的比值在10左右，在其它海区，比值为1-2。超微型浮游生物群落结构从沿岸到外海变化较复杂。在南海，平均70％多的叶绿素生物量由超微型浮游植物提供，而原绿球藻则为超微型自养浮游生物碳生物量的主要贡献者，平均约占30％。整个南海在海水性质上接近贫营养大洋海区，原绿球藻和聚球藻的细胞密度比为15～160，海盆区和岛礁区超微型浮游生物群落结构有所差别。 超微型浮游生物的分布和群落结构在两个海区均受海流、水团及水柱理化性质的影响。总的看来，海流、水团的性质越接近大洋，超微型浮游生物在生态系统中的地位相对越重要，而原绿球藻在生物量和生产力上的相对贡献也越大。原绿球藻在东海的分布除受水流、水团的作用外，在冬季还受温度的限制。冬季原绿球藻大体限于黑潮流域，而夏季则可分布到50米等深线附近。从大尺度范围看，从近岸到外海，或从中营养海区到贫营养海区过渡的过程中，原绿球藻和异养细菌的丰度变化呈相反趋势，它们与聚球藻之间的变化趋势因海区的不同而存有差异，这可能是由于多品系聚球藻同时存在的原因。这些相关性在水质条件变化幅度剧烈的东海表现得显著，而在海水水质条件差别不大的南海则不明显。在垂直分布上，超微型浮游植物的分布与水柱的分层、营养状况都有关系。在上混合层较浅，硝酸盐在检测限以上的东海大部分海区，超微型浮游植物的最大层与硝酸盐跃层深度有关，而在上混合层较深，混合层中硝酸盐的浓度低于检测限的南海海盆区，原绿球藻的高值分布似乎与氨氮的浓度有关。小尺度范围内超微型浮游生物的数量和群落结构的变化不仅与温度，营养盐浓度有关，还与水柱的物理结构(如混合层发育的情况)有关。 2 南海营养盐添加实验表明，原绿球藻似乎更受磷限制，而聚球藻和超微型真核生物对铵氮的添加反应更明显。在生理上，原绿球藻与聚球藻和超微型真核浮游植物有明显差别，后两者对营养盐添加的反应接近。原绿球藻对钴添加的反应大于铁添加的反应，而后两者则对铁添加的反应较强。在某些营养生理特性上，原绿球藻似乎更接近异养细菌。 75米层海水铁添加实验表明，不同浓度的铁均促进nano一级的浮游植物的生长；对于超微型浮游植物来说，纳摩尔级铁的添加有利于超微型真核生物的生长，而更高浓度的铁添加则对聚球藻和原绿球藻的生长有利。 虽然钴的加入有利于原绿球藻的生长，但是维生素B_(12)的加入对其生长无明显的影响，说明钴在原绿球藻的生理代谢过程中可能有合成维生素B_(12)以外的作用。钴的添加对聚球藻的生长无明显影响，但不同浓度的维生素B_(12)的添加均能促进聚球藻的生长，说明火洋中的聚球藻品系可能不能自己合成该种维生素。无论是钴还是维生素B_(12)对超微型真核生物的生长均无显著的影响。 钼与铁均参与硝酸盐的还原和固氮作用，但钼的添加只对聚球藻有明显的促进作用，对其它几类超微型浮游生物的影响不明显。 3 现场培养实验表明，原绿球藻在生理上能耐受的温度下限比其自然分布的温度下限更低，说明冬季限制原绿球藻向近岸分布的是多种环境因子共同作用的结果。实验表明，种间相互作用，微量金属元素，以及水体的物理化学条件等都是制约原绿球藻近岸分布的因素。 4 细胞周期法估计南海75米层原绿球藻的生长率为0.54／天。 5 流式细胞仪在东海东部检测一类病毒粒子的数量在10~5／毫升的数量级。尽管这类病毒粒子在垂直分布上与自养细胞的分布有关，但是在水平分布上却与异养细菌数量的变化相关性最显著。 6 胶州湾超微型浮游植物主要出聚球藻和超微型真核生物组成。聚球藻的细胞浓度在夏季最高，冬季细胞浓度最低，平均为1.4 8*10~3细胞／毫升，并与温度变化的关系最明显。超微型真核生物细胞浓度的季节变化不如聚球藻规律。从全年变化的角度来看，超微型浮游植物在胶州湾生态系统中占有重要的地位，而超微型真核生物是超微型浮游植物生物量的主要提供者。

南黄海浮游细菌的分布特点与水文现象的影响研究

本文采用表面荧光显微镜计数法和分级稀释培养技术对我国南黄海聚球蓝细菌和异养细菌在各个季节的分布特点、摄食压力的来源以及物理水文现象对其分布影响进行了研究，同时还对浮游细菌的年际变化进行了探讨。 1． 春季三个航次中聚球蓝细菌平均丰度为3.71×10E+4 cells/ml， 生物量为10.91µg C l-1；异养细菌平均丰度为3.86×10E+5 cells/ml，生物量为17.72 µg C l-1。在垂直方向上，聚球蓝细菌一直表现为中层>表层>底层，而异养细菌在每个航次中的表现都不尽相同，但总体来说仍是中上层丰度较大。 春末夏初，海区多种水团的存在导致水域水文现象复杂，其中潮汐锋、层化现象等对浮游细菌的分布产生很明显的影响。聚球藻(Synechococcus)蓝细菌生物量最大值主要分布于潮汐锋区及层化区表层和水体中层，异养细菌生物量最大值则多出现在混合区的表、底层和层化区的表层。 2． 夏季对黄海冷水团鼎盛时期的浮游细菌的生态学研究表明：(1)垂直方向上聚球蓝细菌生物量和异养细菌的表现特点不同，聚球蓝细菌生物量的分布情况是中层>表层>底层；异养细菌丰度在垂直方向上的分布状况是表层＞中层＞底层。(2)聚球蓝细菌对浮游植物总生物量的贡献为2~99%(平均为42.5%)，异养细菌生物量与浮游植物总生物量的比值为0.05~6.37(平均为0.85)。(3)浮游细菌的分布于水体温度和盐度变化有一定关系，冷水团中的浮游细菌生物量最低。(4)小型浮游动物对聚球藻蓝细菌的捕食率为0.20~0.42/d。 3． 秋冬季节，11月份黄海沿岸流比暖水流对聚球蓝细菌分布的影响要大，聚球蓝细菌主要分布在黄海沿岸流经过的南黄海北部水域；而异养细菌的分布在此时与聚球蓝细菌的分布恰恰相反。1月份，异养细菌的分布与暖流水的入侵有很好的相关性，主要分布在暖流水的舌锋位置34°N附近；聚球蓝细菌主要分布在暖流水经过的区域33~34.5°N。 秋、冬季，海区突出的水文特征为沿岸流及黄海暖流，它们的强弱、流向及分布直接影响了浮游细菌的分布状况。 4． 南黄海聚球蓝细菌的季节变化是春季(6月)>秋季(10月)>夏季(8月)>冬季(1月)，丰度在7.8×103~5.8×104 cells ml-1间；异养细菌的季节变化是夏季(8月)> 春季(6月)>秋季(10月)>冬季(1月)，丰度在1.5×10E+5~7.8×10E+5 cells ml-1间。 聚球蓝细菌对浮游植物总生物量的贡献(CB/PB)在南黄海的季节变化情况是春季>秋季>夏季>冬季，平均为35.76%。异养细菌生物量对浮游植物总生物量的比值(BB/PB)的季节变化是夏季>秋季>春季>冬季，平均为61%。 浮游细菌的主要摄食者是微型浮游动物(<20 µm)和小型浮游动物(<200 µm)，在不同季节摄食者表现不同。原生动物对浮游细菌的摄食率冬季高于春季。综上所述，浮游细菌在南黄海的分布主要受温度影响，随季节变化较明显；同时也受到原生动物的下行控制。同时物理场对浮游细菌的分布也有影响。

两种海洋生物内生真菌的化学成分及其生物活性研究

海洋微生物次生代谢产物是海洋天然产物研究的重要组成部分。其中海洋真菌因其代谢可以产生大量结构新颖活性独特的化合物，已经成为天然药物的重要来源。近来已经有许多关于海洋生物内生真菌的生理活性次生代谢的报道，为寻找发现新的药物先导化合物提供了可能。本论文对一株毛壳霉属海藻内生真菌Chaetomium sp和一株红树林内生真菌的次生代谢产物的化学成分进行了研究，对其中分离得到的化合物进行了初步的生物活性筛选。 毛壳霉属海藻内生真菌Chaetomium sp.系从青岛近海采集的红藻多管藻Polysiphonia urceolate Grev中分离得到。红树林内生真菌Fs系从采自中国南海红树林植物海桑Sonneratia caseolaris中分离得到。对这两株真菌分别进行了发酵培养，对真菌培养物的菌丝体和发酵液分别用甲醇和乙酸乙脂进行提取。将提取液经减压蒸干后经HPLC检测，两部分基本相同，合并进行化学分离。 对发酵提取物采用常规的硅胶柱层析、制备薄层层析、凝胶Sephadex LH-20柱层析、反相硅胶柱层析，重结晶以及半制备高效液相色谱等分离手段，得到单体化合物。利用各种现代波谱技术(IR、UV、EI-MS、FAB-MS、HR-ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT、1H-1H COSY、HMQC、HMBC等)，结合甲醇解等化学转化方法鉴定了其中45个化合物的结构。其中，从Chaetomium sp分离鉴定了35个化合物，其中2个为新化合物，分别为化合物EN1 （命名为Chaetopyranin）、EN2 （命名为Chaetofuranin）。从Fs中分离鉴定了10个化合物的结构，其中1个为新化合物Fs1。 对大部分分离到的单体化合物进行了细胞毒活性测试，结果显示新化合物EN1对3株细胞系SMMC-7721, HMEC和A-549具有中等细胞毒活性，IC50分别为28.5, 15.4, 39.1 μg/mL。同时一些已知化合物特别是苯甲醛类衍生物对A-549显示了较强的细胞毒活性，这些在以前文献中未见报道。