海藻抑制全球性有毒硅藻伪菱形藻（Pseudo-nitzschia）的生长及其对贝类毒素积累的调控作用

本研究揭示了糖海带（Saccharina latissima）和石莼（Ulva spp.）通过化感作用（allelopathy）显著抑制多株伪菱形藻（Pseudo-nitzschia spp.）的生长，并在野外混合种群实验中降低硅藻细胞密度达69%-94%。同时，糖海带共培养使蓝贻贝（Mytilus edilus）和剃刀蛤（Ensis leei）的软骨藻酸（DA）积累减少51%-64%，为海藻-贝类综合养殖防控有害藻华（HAB）提供了新策略。

　　

研究背景

伪菱形藻（Pseudo-nitzschia）是全球分布的有害藻华（HAB）形成硅藻，其产生的神经毒素软骨藻酸（DA）可导致海洋生物死亡及人类记忆性贝类中毒（ASP）。随着气候变化加剧，伪菱形藻的分布范围已扩展至北美三大海岸线。本研究首次系统评估了三种可养殖海藻——糖海带（Saccharina latissima）、石莼（Ulva spp.）和江蓠（Gracilaria spp.）——对多株伪菱形藻的抑制作用及其对贝类DA积累的影响。

材料与方法

实验采用三株伪菱形藻（P. multiseries NWFSC 713/714/715）和一株南方伪菱形藻（P. australis PnME01），在f/4培养基中培养。海藻与硅藻共培养24-168小时，监测细胞密度、最大光化学量子产量（F_V/F_M）及pH变化。通过营养竞争实验（f/4、f/8及无菌海水培养基）和野外藻华种群（含P. seriata复合群、P. delicatissima复合群等）验证机制，并分析蓝贻贝和剃刀蛤的DA积累。

实验结果

共培养生长抑制

糖海带（2 g L^?1）在48小时内使P. multiseries细胞密度降低47%，72小时后抑制率达72%-94%（p < 0.05）。石莼（1 g L^?1）对P. australis的抑制效果相似，而江蓠无显著作用。共培养显著降低伪菱形藻的F_V/F_M（p < 0.05），表明光合系统II受损。

营养竞争与化感作用

尽管糖海带显著降低培养基中硝酸盐（NO₃^?）和磷酸盐（PO₄^3?）浓度，但终浓度仍高于伪菱形藻的半饱和常数（1.2-5.4 μM），提示营养竞争非主要机制。pH升高（石莼处理达>9.0）可能部分抑制生长，但糖海带处理组pH仅8.1-8.5仍有效，支持化感物质（如褐藻多酚phlorotannins）的主导作用。

野外藻华验证

在俄勒冈州和华盛顿州藻华水体中，糖海带（2 g L^?1）使伪菱形藻种群减少69%-81%，并降低N:P比（华盛顿实验从14.2降至4.0），伴随DA含量减少80.8%（p = 0.036）。

贝类毒素调控

糖海带共培养使蓝贻贝和剃刀蛤的DA积累分别减少51%和64%（p < 0.05），可能与降低硅藻毒性或改变贝类摄食行为有关。

讨论与意义

本研究证实糖海带和石莼通过化感作用直接抑制伪菱形藻生长，同时通过调节N:P比间接减少DA合成。在缅因湾等伪菱形藻爆发区推广海藻-贝类综合养殖，可缓解藻华对水产养殖业的冲击。未来需鉴定具体化感物质（如褐藻多酚）及其作用通路，为生态友好型HAB防控提供理论支撑。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献结论）