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地表水藻类污染是全球性的环境挑战,其核心风险不仅在于藻细胞过度繁殖引发的生态失衡,更在于藻源性有机物作为消毒副产物和嗅味物质前体物对饮用水安全的威胁.藻类污染对策领域的最新进展重点围绕藻细胞与藻源性有机物的特性解析及防治技术展开,二维相关光谱与质谱等多谱学联用手段深化了对藻源性有机物组成差异性与反应活性的认识,高级氧化和新材料等新技术在藻类防治策略上展现出良好的应用潜力.未来藻类研究需融合多尺度监测预警与精准调控,逐步推动藻类污染控制向精准化、绿色化与智慧化的方向演进.
藻类藻源性有机物嗅味物质地表水
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水华频发是富营养化水体长期存在的水环境问题,严重破坏水生态系统平衡、威胁饮用水安全并造成了巨大的经济损失.蓝藻水华形成受多元因子的复合影响,主要分为外因和内因.现行蓝藻水华防治技术中,物理、化学和生物方法主要从外因层面进行防控,但存在反复暴发、水生态损伤、适应性不足等局限.群体感应是水华暴发的关键内在机制,通过调节蓝藻生长代谢、细胞聚集、毒素合成等环节,促进藻类暴发式增长.群体淬灭技术具有靶向、高效、安全等优势,在蓝藻水华防控中展现出巨大潜力.本文以微生物群体行为的信号调控为切入点,梳理了蓝藻水华的群体感应机制与淬灭防控新技术,指出了未来发展方向及亟待解决的关键问题,为蓝藻群体感应调控理论体系的建立及水华精准防控技术的开发提供了新思路.
蓝藻水华水华成因群体感应治理手段群体淬灭
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藻类病害是考古遗址表面常见的劣化类型.为探索封闭保护棚环境下考古剖面藻类防控技术,以南佐遗址为研究对象,选取4,5-二氯-2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)、辛基异噻唑啉酮(OIT)、苯扎氯铵(BC)、香芹酚(XQF)、纳米氧化锌(nZnO)及紫外线(UVC)作为抑杀材料,设置多组浓度、波段梯度实验,采用ATP荧光检测、显微分析及藻类光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)多指标综合评价各处理对藻类活性及复生的抑制作用.结果表明:DCOIT与OIT各浓度组抑杀效率最优,可显著降低藻类光合活性、抑制生物膜再生;BC、XQF短期抑藻效果良好,但长效抑制能力随时间衰减;nZnO、UVC抑藻作用有限.本研究建立了考古遗址藻类病害标准化实验与效果评价体系,为黄土类考古遗址微生物病害防控提供了科学依据与技术参考.
考古遗址藻类微生物杀灭剂DCOIT文物保护
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识别水华中关键藻类在流域生态管理、水华预警与恢复策略设计中具有重要意义.为了识别琼江流域水华暴发的关键藻类以及其主要环境驱动因子,针对四川省琼江流域开展为期1年的浮游植物群落结构动态监测.结合SMOTE和随机森林(RF)构造了琼江流域关键藻类识别模型(SMOTE-RF模型),并运用SMOTE-RF模型评估水质指标变化对浮游植物群落结构的影响.结果表示:Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数对季节变化敏感,在7月因丰富的降雨和营养盐缺乏而有所下降;Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数波动较小,表明群落结构相对稳定.SMOTE-RF模型在识别伪鱼腥藻、隐藻、泽丝藻和小环藻4种主要藻类是否为关键藻类方面表现优异,准确率、召回率和F1值均显著优于传统RF、SVD和XGBoost模型.进一步通过特征重要性结果可知:水温与电导率是影响琼江流域藻类群落结构的关键因素,其中水温影响浮游植物的光合作用与新陈代谢,而电导率通过改变水体离子浓度影响其生长.该研究为水华预警及水污染防治管理提供了新的技术支持,并为识别水华关键藻类的研究提供了新的思路和方法.
SMOTE-RF模型藻类浮游植物群落演替水质指标
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相比于海带(Saccharina japonica)的原产地,中国养殖区的环境温度更高,尤其是在中国南方养殖区,高温胁迫是造成海带减产和病害的重要诱因之一.因此,耐高温是海带良种培育的重要育种目标.然而,目前海带耐高温性状尚无精准的评价指标体系,不同品种品系之间的高温耐受性还缺乏系统的综合评价和比较.本研究以100份不同年代、地区的海带配子体为材料,涵盖我国40多年来主要的养殖品种和品系,综合生长、光合生理指标,系统评价它们的高温耐受性,旨在构建海带配子体高温耐受性评价指标体系并筛选出耐高温配子体材料.结果显示,在25 ℃高温胁迫时,中国南方海带配子体的相对生长率、最大光合效率、实际光合效率等参数均高于北方,表明中国南方海带配子体具备更强的抗高温能力.从20世纪80年代至21世纪20年代,海带配子体的高温耐受性呈现逐步增强的趋势.综合生长和叶绿素荧光指标构建了海带配子体耐高温评价模型,即配子体耐高温综合评价值(H值),并基于H值对100份配子体材料进行耐高温类型划分,筛选得到耐高温型的种质材料3份.总之,本研究构建了海带配子体高温耐受性的评价模型,并首次对我国40多年以来的海带品种品系的高温耐受性进行了系统评价和比较,获得一批耐高温的优良种质,对海带种质创新和良种培育具有重要意义.
海带高温耐受性相对生长率叶绿素荧光种质资源
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学位论文]作者：
孟沛柔
海洋科学 中国地质大学（北京） 2026(学位年度)
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[目的/意义]水电站过水道结构表面易受贻贝等淡水生物附着,从而引发水流堵塞、流速衰减及污损腐蚀等问题.[分析/评论/进展]系统探讨了淡水生物的附着类型、机理及与海水环境的差异,分析附着生长过程、生物类群特性及对水电工程的危害;综述了不同科学领域的主流防污技术,结合国际工程案例评估了不同防污涂层的应用效能与选型逻辑.淡水生物通过静电吸附、足丝黏附等复杂机制造成严重污损,其中贻贝因附着强度高、繁殖速度快成为核心危害物种;防污涂层可有效抑制贻贝及藻类生长,铜基与有机硅基涂层能显著降低贻贝附着率,节省年度清理维护费用.[结论/展望]物理清除水电站结构污损存在停机损耗,化学防治存在生态风险,兼具环保、长效、经济优势的环保型防污涂层如低表面能增强有机硅复合涂层具有较好的应用前景.
水电站污损淡水生物污损水生物附着污损机理防污措施防污涂层
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紫菜腐霉(Pythium porphyrae和P.chondricola)具有极强的环境适应力,能够在环境中长期生存,是影响紫菜(Porphyra sensu lato)栽培最为严重的病原之一.前期研究发现,在紫菜腐霉基因组中可以注释到重要抗逆代谢物四氢嘧啶合成关键基因 EctC,该基因相较于陆地卵菌中同源基因呈显著扩张,推测其可能在紫菜腐霉环境适应中发挥关键作用.本研究利用大豆疫霉(Phytophthora sojae)转化体系构建了EctC敲除株(PsΔEctC-RFP)、异源回补株(PsΔEctC-PpEctC)、异源表达株(Ps-hePpEctC)及过表达株(Ps-oeEctC),探究了EctC在病原环境适应与致病中的作用.结果显示,与野生株相比,PsEctC缺失显著降低病原菌丝的生长及抗高盐、高pH和氧化胁迫能力和致病性,而异源回补PpEctC能一定程度恢复病原生长、抵御胁迫和致病能力.此外,异源表达PpEctC和过表达PsEctC能显著提高病原对渗透压和氧化胁迫的耐受力及对宿主的侵染力.综上所述,EctC基因在卵菌生长、抵抗环境胁迫和致病过程中发挥关键作用,为后续开发病害精准防控策略提供重要靶标.
紫菜腐霉四氢嘧啶合成基因EctC大豆疫霉转化体系环境胁迫致病性
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藻类因其高效的生物合成能力、丰富的营养价值及生态调节作用,在优化食物供给体系、推动碳汇渔业发展和提升海洋经济竞争力等方面具有重要战略意义.本文基于"大食物观"视角,分析我国藻类产业的发展现状、面临的主要挑战,并提出促进产业高质量发展的路径与对策建议.目前,我国藻类产业总体呈稳步增长态势,形成了规模化、集约化生产模式,在良种创制、养殖规模、产品升级以及市场拓展等方面取得显著成效,但仍存在抗逆种质创新不足、病害防控体系缺失、养殖机械化与智能化水平低、产业链条短、科研投入有限、精深加工技术滞后及质量安全监管体系不完善等问题.为发展壮大藻类产业,需进一步加强政策扶持力度、突破核心关键技术、促进产业链协同发展、推动绿色低碳转型、提升品牌建设和积极拓展国际市场.
大食物观藻类产业技术创新产业链升级提升路径
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幼孢子体畸形病(sporeling malformation disease)是制约海带育苗产业发展的重要病害之一,其发生机制尚未明确.本研究以威海某育苗基地不同畸形率(低发病率组 Low vs.高发病率组High)海带幼孢子体为对象,利用高通量测序分析了其附生菌群的多样性、结构及功能途径,揭示了附生菌群结构和功能变化与病害发生的关联.结果显示,除Shannon指数外,High组菌群Alpha多样性指数均显著降低(P<0.05),表明菌群丰富度显著降低.基于Bray-Curtis距离的主坐标分析及组间距离比较分析表明,两组幼孢子体附生菌群结构差异显著(P<0.05).两组最主要的细菌类群包括 α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),但Low组富集数量更多的差异菌群.其中,生丝单胞菌(Hyphomonas)、无形杆菌(Amorphus)、短小杆菌属(Curtobacterium)及拟杆菌门细菌等与生长发育相关的细菌在 Low 组显著富集,而 High 组显著性富集海棒杆菌(Pelagibacterium)、食酸菌(Acidovorax)及红球菌(Rohodococcus)等潜在病原菌.功能预测结果显示,Low组显著富集嘧啶代谢、维生素和辅酶A合成、免疫防御等与生长发育和保护性相关的通路,而High组显著富集苯甲酸、类固醇和烯类降解以及多糖合成等与侵染相关的通路.本研究为阐明海带畸形病的微生物驱动机制提供了新视角,对病害防控具有重要的指导意义.
海带幼孢子畸形附生菌群功能途径
