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温州大学生环学院王泽双/张和/李仁辉在国际著名期刊《Harmful Algae》发表学术论文

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近日,温州大学生命与环境科学学院李仁辉教授团队的王泽双博士和张和博士等在国际著名期刊《Harmful Algae》(中科院一区,藻类学领域顶刊)上发表题为“Defense against Paramecium predation via long filament morphology favors the survival of Raphidiopsis raciborskii populations”的论文。

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新型蓝藻水华--尖头藻(Raphidiopsis)水华因其产生蓝藻毒素和强大的入侵性而臭名昭著,并威胁着水域生态系统的稳定和人类的健康。原生动物草履虫因其强大的摄食能力而可以作为控制尖头藻水华的潜在生物。然而,草履虫的摄食能力却很大程度上取决于被捕食者的体积。同时,尖头藻种群由不同长度(或体积)的尖头藻藻丝组成。草履虫是否更倾向于捕食尖头藻种群中长度较短或体积较小的藻丝,并排斥那些较长的尖头藻藻丝至今仍不得而知。因此,本研究针对这一科学问题,对不同初始密度的捕食者草履虫(Paramecium sp.)和猎物拉氏尖头藻(Raphidiopsis raciborskii)进行共培养实验,以期解决这一科学问题。

其结果表明:(1)草履虫对拉氏尖头藻种群中不同长度的藻丝具有选择性牧食作用,具体表现为草履虫更倾向于捕食长度较短的拉氏尖头藻藻丝,而种群中长度较长的藻丝则最终幸存下来(图1);(2)以相同生物量为食物的草履虫的生长随其自身初始密度的升高而降低,而草履虫的环境容纳量却与其生长呈相反趋势;(3)在草履虫的摄食下,拉氏尖头藻的形态朝着变大的方向发展,而草履虫初始密度的增加则加剧了这一过程(图2);(4)草履虫初始密度的升高加剧了拉氏尖头藻光合活性的下降。因此,草履虫对拉氏尖头藻的牧食作用主要针对尖头藻种群中长度较短或体积较小的藻丝。综上所述,这些结果阐明了草履虫和丝状蓝藻之间的种间相互作用,包括捕食者和被捕食者的种群动态、形态学和生理变化。本研究所展示的草履虫和拉氏尖头藻的种间相互作用可能对利用浮游生物控制丝状蓝藻水华提供科学依据和潜在应用可能。

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图1 拉氏尖头藻和不同初始密度草履虫的种群动态

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图2 暴露于不同初始密度草履虫的拉氏尖头藻的形态学变化。(A)实验期间拉氏尖头藻形态特征的变化;(B)拉氏尖头藻各个形态学指标随草履虫初始密度变化的增减速率;(C)实验末期拉氏尖头藻的形态特征。

温州大学为第一通讯单位,生环学院王泽双博士为论文第一作者,张和博士和李仁辉教授为论文的通讯作者。该研究工作由浙江省自然科学重大基金(No. LD21C030001)、国家重点研发项目(Grant No. 2021YFE0112000)和国家自然科学基金(Grant No. 32371634, and No. 31970219 and No. 32201352)的资助。

王泽双,温州大学博士后,主要从事水域生态系统中浮游生物种内种间相互关系、蓝藻生理生态学等方面的研究工作。以第一作者身份发表一区或二区论文4篇。张和,讲师,从事蓝藻分子生物学、水华蓝藻生理生态学等方面的研究工作。近年来主持浙江省自然科学基金项目和地方横向课题各2项,还作为科研骨干参与国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目等课题。已在Toxins、Ecotoxicology and Environmental Safety、Journal of Bacteriology等国际学术期刊上发表论文30余篇。李仁辉,2020年1月任温州大学生环学院教授。研究的领域包括蓝藻的多样性及分类,水体富营养化,有毒蓝藻水华和藻类异味的研究,饮用水源地水有害生物和污染物的检测和水质保障等。主持和承担国家973课题,十一五,十二五和十三五国家水专项以及国家自然科学基金等国家项目以及受委托横向项目80多项(其中国家自然科学基金9项)。曾任和现任国际藻类杂志Phycologia(SCI)副主编,Journal of Systematics and Evolution(SCI)的副主编,Harmful Algae,《生物多样性》,《湖泊科学》和《应用与环境生物学报》的编委。发表学术文章200多篇,其中第一和通讯作者的SCI文章160余篇,被引5500多次,H指数42。

https://doi.org/10.1016/j.hal.2024.102678

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