溶血性活动期间住棕囊藻属pouchetii但是此属mesocosm花朵
马里恩·Rijssel•Anne-Carlijn Alderkamp Jens c . Nejstgaard•安德烈•f•Sazhin•彼得g .真实性
收到:2005年11月28日/接受:6月12日2006 /网上公布:2007年3月10日©Springer科学+商业媒体帐面价值2007
抽象的化学防御是一个潜在的机制导致成功的棕囊藻属的物种,但是此属多次主导phytoplank-ton在沿海地区。属棕囊藻属一直怀疑但是此属内物种施加负面影响共病的生物。最近的一些毒素提取和识别棕囊藻属样本,但是此属但还不清楚他们提高棕囊藻属的物种。但是此属的竞争优势
在目前的研究活细胞毒性的影响棕囊藻属pouchetii但是此属在接近人类血液细胞,无论责任机制的性质,使用量化
•A.-C m . van Rijssel (&)。Alderkamp海洋生物学、生态与进化研究中心,格罗宁根大学9750 aa哈伦的邮政信箱14日荷兰电子邮件:(电子邮件保护)
j . c . Nejstgaard
渔业和海洋生物学,卑尔根大学,邮政信箱7800,挪威卑尔根5020
p . p . Shirshov海洋学研究所
俄罗斯科学院,
36 Nakhimovski大道,117997年莫斯科,俄罗斯
Skidaway海洋学研究所
佐治亚州萨凡纳10海洋科学圈,31411年,美国
生物测定。溶血性活动测量在p . pouchetii花朵昌盛。被选出的这些环境模拟自然条件包括化学介导的交互可能引发防御和/或棕囊藻属。但是此属的他感作用的反应
溶血性活动与p pouch-etii数字和前面的硅藻水华期间缺席。样本包含住p pouchetii细胞显示最高的活动,而过滤海水和细胞提取物溶血性较低或没有效果。剂量反应曲线是线性70%溶菌作用,溶血样本中含有活细胞p . pouchetii达到EC50值与已知的毒性prymnesiophytes(1.9 * 107细胞l1)。溶血性活动增强了增加温度和光线。结果表明,不受保护的,因此可能脆弱的细胞存在于p pouchetii开花可能几天内溶解。
关键字相互影响••Prymnesiophyte•PUFA•PUA化学辩护
介绍
棕囊藻属是一个藻属,但是此属经常在春天的花朵在世界各地的沿海地区,特别是在温带和高纬度水域。这些几乎单一的花朵(兰斯洛特et al . 1987年)有一个伟大的对当地海洋食物网的影响,因为它们产生大量的初级生产在春天(Arrigo等等。1999;DiTullio et al . 2000;Schoemann et al . 2005年,引入这一问题)。背后有可能的组合机制的布鲁姆形成能力这一属。例如,棕囊藻属能够利用富营养化(但是此属兰斯洛特et al . 1987;Cadee和Hegeman 2002),导致高生物质产量。花朵通常是由殖民地的殖民形式的这些物种和调整大小可以响应逃脱放牧压力,从而减少人口损失(雅各布森和唐2002;唐2003年,然而Nejstgaard et al。(这个问题)讨论这个机制)。 Envelopment of the cells by a colonial mucous layer could be another mechanism to reduce losses because only the motile cells seem to be susceptible to viral lysis (Brussaard et al. 2005, this issue).
同时,棕囊藻属已经怀疑了很长时间但是此属共病的生物有负面影响。企鹅后死亡消费南极磷虾的p (Sieburth 1960, 1961)。学校鲱鱼似乎避免棕囊藻属华(1930年的),但是此属和大规模关在笼子里的鱼的死亡率发生在中国海的p . globosa布鲁姆(黄et al . 1999年)。鳕鱼幼虫死亡的存在自然密度p . pouchetii Eilertsen和Raa 1995;Aanesen et al . 1998年)和负面影响的棕囊藻属记录但是此属苔藓虫依勒克拉pilosa (Jebram 1980)。细菌消费领域的丙烯酸酯样品时增加20点分数>包含p globosa殖民地被(Noordkamp et al . 2000年)。还有所谓的传说棕囊藻属不适口性但是此属(亨特利et al . 1987年)说,健康的殖民地不是消费由于某种化学威慑(Estep et al . 1990年)。棕囊藻属的存在但是此属其他生物的观察到的负面影响可能是其开花形成能力的关键;化学威慑可能有一种方法来减少放牧(Nejstgaard et al .,这个问题)以及抑制竞争对手(相互影响),从而增加健康。
到目前为止,三个有毒的组件,可以参与化学威慑已确定棕囊藻属的物种:但是此属丙烯酸酯,多不饱和醛和溶血性glyco-lipid。(1)丙烯酸酯是由棕囊藻属(但是此属Guillard和Hellebust 1971;Sieburth 1960)在酶乳沟dimethylsulphonio-propionate (DMSP, Stefels和Dijkhuizen 1996)和积累在毫米殖民黏液层中的浓度(Noordkamp et al . 1998年)。在增长,然而,丙烯酸酯是不太可能造成有害影响附近的活细胞,因为它不是排泄的殖民地(Noordkamp et al . 2000年)。此外,丙烯酸酯的浓度出现在水柱预计不会超过下午4点在衰老文化(Noordkamp et al . 2000年)。这是远低于网L (E)的mM范围值报告海洋生物(斯维德鲁普et al . 2001年)。因此,丙烯酸酯可能不是一个组件参与相互影响。Acry-late由棕囊藻属,但是此属然而,有负面影响在食草动物(和他们的消费者)棕囊藻属细胞积聚在其勇气。但是此属在这些酸性环境中高浓度的丙烯酸酯将proton-ated有毒的形式(pH值低于4.25)。grazing-acti-vated化学防御系统基于DMSP转化为DMS和丙烯酸酯对细胞损伤已经描述prymnesiophyte, Emiliania huxleyi(沃尔夫et al . 1997年)。
(2)的分离和鉴定unsat-urated醛从p pouchetii(汉森et al . 2004年)可能表明的防线,最近透露了硅藻(Paffenhofer et al . 2005年,引用其中)。膜脂质转化为轻度有毒的多不饱和脂肪酸(欧米伽)grazing-activated酶转换。在活性氧(ROS)欧可能转化为剧毒多不饱和醛(pua)。在实验室测试中这些pua负面影响桡足动物繁殖力和egg-hatching,和海胆胚胎诱导细胞凋亡和细胞毒性在人类细胞系(Pohnert和博兰2002)。对pua前兆,比如PUFA eicosa-pentaenoic酸(EPA),是大量存在于p globosa(哈姆和卢梭2003)。虽然这些溶血性欧(Arzul et al . 1998;傅et al . 2004年)提供基本营养桡足类高浓度可能有害(Juttner 2001)。提取培养液的p . pouchetii包含pua和相应的密度每毫升106个细胞完全阻塞在海胆胚胎DNA复制(汉森et al . 2003;汉森et al . 2004年)。提取的细胞或海水产生分数温和溶血性以及麻醉在注入苍蝇(Stabell et al . 1999年)。
(3)1997年的大规模p . globosa布鲁姆在中国东南部的沿海水域诱导鱼类死亡和经济损失是相当高的(黄et al . 1999年)。溶血素是孤立和特征与digalactose和PUFA醣脂类(heptadecadienoyl)集团负责发现鱼的死亡率(他et al . 1999年)诱导的毛孔在靶细胞的细胞膜(彭et al . 2005年)。孤立的毒素和上层清液p . globosa文化抑制了文化的其他微藻(js。刘心。通讯)。
现在证据积累对棕囊藻属的物种,但是此属产生的有毒物质领域的研究需要评估如果这些毒素用于化学战争对捕食者和/或竞争对手(相互影响)。在这项研究中我们测试的假设p pouchetii分泌溶解剂。的潜在影响p . pouchetii细胞生活在附近中量化bioas-say在p . pouchetii盛开mesocosm实验。红细胞被选为目标代表未受保护的细胞模型,量化通过监测血红蛋白溶解消散。棕囊藻属花朵在昌盛,但是此属与自然浮游生物社区包含所有营养级macrozooplankton,被用来模拟现场条件包括化学介导交互(干草和Kubanek 2002年,引用其中),可能引发p . pouchetii的防御反应。
材料和方法
Mesocosm设置
溶血性活动研究p pouchetii花朵从2月27日实验(实验1)2003年4月3日
在Raunefjorden海洋生物领域站,挪威卑尔根外(60°16镑,5°14所)。使用三个透明浮动聚乙烯外壳(深度为4.5米,2米直径,ca 11立方米,0.12毫米厚墙的渗透为90%光合有效辐射(PAR)]。位置和一般mesocosm设计的细节中可以找到Svensen et al。(2001)和在卑尔根大学的网站(http://)www.ifm.uib.no LSF / inst2.html)。
昌盛是2月27日由泵贫瘠峡湾水从5米深度。水柱是与一个空运系统混合,注入401最低为1(雅各布森,2000)。为了让新物种的引入,避免大量的pH值变化由于初级生产,和更换水取样mesocosm实验期间,10%的水在每个mesocosm从3月3日每日更新泵(蠕动)峡湾水从约2.5米深度以外的昌盛。3月3日,昌盛M2和M3富含硝酸盐(NaNO3)和磷酸盐浓度(NaH2PO4)最后16 | jM和1 | jM,根据Redfield比率,来刺激发展的p . pouchetii开花。Meso-cosm M1没有得到营养和作为控制。营养与更新水的流出被每日补充的营养补偿硝酸(^ 1.6米和0.1 |磷酸jM每mesocosm M2和M3)。3月20日每日营养替代在M2停下来诱导p . pouchetii布鲁姆的快速下降。
抽样
抽样进行至少每第三天,早上,4 h日出后,使用15 l酸坛meso-cosms表面,吃饱了。轻轻采集标本,以避免混乱的殖民地。广口玻璃瓶被存储在黑暗中在环境温度(ca。4°C)。细胞内收集1 h从250毫升次级样本过滤/ GF / F过滤器(47毫米,绘画纸)只使用重力。GF / F滤液的收集和储存在黑暗中在4°C到分析在同一天。包含5毫升的过滤器被转移到试管人工海水31.5事业单位(周围的盐浓度),包含23.4克氯化钠,9.35 g MgCl2-6H2O, 0.50 g CaCl2.2H2O Na2SO4 3.05克和0.81克每升K2SO4 (Admiraal和沃纳1983)。水溶性释放细胞内容,破坏了细胞过滤三种声波脉冲(5 s, 90年振幅,28日瓦)与探针(超音速VibratellTM),其次是离心(30分钟,8000 x g),上层清液(以下称为提取)是可以检测溶血。实验后24天再也不可能使用重力过滤250毫升和取样过滤器上停了下来。
浮游植物的分析
浮游植物丰度和物种组成测定60毫升样品,用戊二醛固定(0.5%最终浓度)和储存在4°C。样本被安顿在black-stained图像比对过滤器与0.4毫米孔隙大小,然后冻结。细胞数在200 x 400 x和/或600 - 1250 x放大光和奥林巴斯数字化或LUMAM-P8显微镜。碳的各种细胞浮游植物物种确定使用Menden-Deuer描述的转换和Lessard (2000)。样品为叶绿素(背影)被过滤到0.45毫米醋酸纤维素过滤器(缝匠肌AG)、德国),立即在一夜之间在90%丙酮提取,分析根据帕森斯特纳et al .(1984)在设计10 au荧光计。
红细胞裂解分析(ELA)
整个mesocosm样本,GF / F滤液和提取(2003年3月23日)和血液细胞悬液稀释1:1。全样本传输,每个吸管提示使用和一把剪刀剪> 3毫米直径进口,确保包括殖民地同时采样。血液细胞悬液制备通过添加五滴新鲜人体血液到30毫升缓冲区(Eschbach et al . 2001),离心(5分钟,4500 x g)和添加颗粒同样体积的缓冲。标准孵化项目进行24 h一式三份测试瓶(2.5毫升,埃普多夫)15°C, 7 m ~ 2 s_1更易与光子。孵化后,完整的血细胞和浮游植物被离心去除(5分钟,4500 x g)和上层清液转移到试管和测量在414 nm量化血红蛋白。人工海水稀释1:1 ELA缓冲0%控制暂停转化血液稀释用人造海水作为100%溶菌作用控制。比较与其他溶血性研究剂量反应曲线与皂苷(σ)是由估计的EC50值控制物质。
除了标准的孵化项目,进行测试。整个mesocosm的剂量反应曲线是用稀释系列样品在人工海水。孵化温度的影响(15°C)也与一系列在环境温度(4°C,所有样品处理和孵化在寒冷的房间)。光照条件的影响进行了测试,在黑暗中孵化项目(包裹在铝箔),7和40 m ~ 2 s_1更易与光子。
数据分析
回归分析结果(Microsoft Office Excel 2003)作为重要的符号P (< 0.05);* (P < 0.01), P (P < 0.001), *”(P < 0.0001),或实际价值。
结果
布鲁姆的描述
在实验的开始一个硅藻水华由Chaetoceros socialis发达昌盛。最大密度为4.5,5.9和5.2每升x106细胞测定实验12天M1, M2, M3,分别为(4.5 ug r1的背影在所有昌盛,图1,表1)。后15天,p . pouchetii花朵发达昌盛,但更明显的两个新昌盛(M2和M3)相比,控制包(M1)。M1最大p . pouchetii数字9 - 106细胞每升代表总数的55%碳生物质在l1总排名2 - 3毫克。在M2,受精直到实验天21日最大p pouchetii人数每公升4.3 x107细胞(总生物量的92%在23毫克的背影l1),和M3 5 x107细胞o
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