楊 平，柴文波，黃 靜，李守淳

(江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，江西南昌330022)

0 引言

湖泊富營養(yǎng)化已經(jīng)成為全球的環(huán)境問題之一，而藍(lán)藻水華的爆發(fā)則是這個問題所帶來的直接災(zāi)害.中國淡水湖泊的環(huán)境狀況也不容樂觀，越來越多的湖泊發(fā)生藍(lán)藻水華，尤以太湖、滇池及巢湖為甚［1-3］.無論是中國還是世界其他各國，水華藍(lán)藻種類中還是以微囊藻水華的暴發(fā)范圍和影響強(qiáng)度最廣、最嚴(yán)重［4-7］.近年來，鄱陽湖水體富營養(yǎng)程度加劇［8-9］，氮、磷等營養(yǎng)鹽濃度已經(jīng)接近于富營養(yǎng)化程度［10-11］，表明鄱陽湖在特定水文條件下具有爆發(fā)藍(lán)藻水華的趨勢.

謝欽銘等報道過鄱陽湖的浮游藻類，共計8門153 屬319 種［12］.王天宇等［13］觀察到鄱陽湖浮游植物178種，密度可達(dá)1.76×107cells·L-1.但是這些研究都是20世紀(jì)80或90年代的調(diào)查結(jié)果，還不能反映當(dāng)前鄱陽湖的浮游植物的狀況，并且針對鄱陽湖的水華藍(lán)藻，尤其是微囊藻的研究尚不詳細(xì)，缺少相關(guān)的形態(tài)特征描述.J.Komárek等［14］提出的藍(lán)藻分類系統(tǒng)，以及虞功亮等［15］對中國微囊藻分類的修訂為微囊藻的分類鑒定奠定了基礎(chǔ).作為水華藍(lán)藻的代表種類微囊藻，有必要對其于鄱陽湖的存在情況進(jìn)行探究.本文根據(jù)2011年1月至10月的調(diào)查，較為全面的記錄了鄱陽湖微囊藻的種類，對其進(jìn)行了詳細(xì)的形態(tài)特征描述.

1 材料和方法

1.1 研究水體概況

鄱陽湖是中國最大的淡水湖，是僅次于青海湖的第二大湖，位于江西省北部、長江南岸，介于北緯28°22'～29°45'，東經(jīng) 115°47'～116°45'.主要接納贛江、修水、饒河、信江、撫河5條河流的水量，經(jīng)北部的湖口匯入長江，是一個通江性、過水性湖泊.平水位(14～15m)時湖水面積為3150 km2，高水位(20m)時為4125 km2以上，但低水位(12m)時僅500 km2.根據(jù)鄱陽湖水文特征，共選擇16個采樣點(diǎn)進(jìn)行樣品采集，位點(diǎn)信息見圖1.

1.2 樣品采集和分離

藻類樣品的獲取是采用25#篩絹(孔徑40～60 μm)制作的浮游生物網(wǎng)在水面拖拽，每秒鐘拖行20～30cm，拖行數(shù)分鐘即可，將富集的藻液置于10mL離心管中，冷藏保存帶回實驗室.采用經(jīng)典的巴斯德毛細(xì)吸管法［16］，在顯微鏡下進(jìn)行藻類的初步鑒定后，將巴斯德管在酒精燈下做成毛細(xì)管(Pasteur Micropipette)，于顯微鏡下將經(jīng)過形態(tài)鑒定后的所需藻株分離出來，用去離子水清洗數(shù)次.洗凈后轉(zhuǎn)入添加了2mL 已滅菌的 CT［17］或 MA 培養(yǎng)基［18］的24 孔細(xì)胞培養(yǎng)板中，并用Parafilm封口膜進(jìn)行密封并標(biāo)注分離人、日期以及地點(diǎn)等.之后放入光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度:25℃，白色燈光為光源，光照強(qiáng)度為25 μE·m-2s-1，晝夜周期 12 h∶12 h.數(shù)天后，將長勢良好的藻株轉(zhuǎn)至已經(jīng)滅菌的玻璃試管內(nèi)進(jìn)行繼代培養(yǎng)，顯微鏡檢后編號入庫.

圖1 鄱陽湖2011年1月至10月采樣位點(diǎn)圖

1.3 顯微鏡觀察

從所需藻種純培養(yǎng)試管中取一滴藻液，置于載玻片上，進(jìn)行顯微鏡檢和拍照.顯微鏡檢和拍照的設(shè)備為Nikon eclipse 80i型光學(xué)顯微鏡，外接DS-RiL的數(shù)碼相機(jī)，通過計算機(jī)上的專用拍照軟件進(jìn)行.拍照以及細(xì)胞大小的測量通過其自帶的NIE-Elements D3.2軟件進(jìn)行圖像分析以及處理.使用前，以10 μm臺測微尺校正，測量誤差小于 0.001 μm.每個藻種的細(xì)胞測量數(shù)50個以上，藻絲10條以上.藻種的形態(tài)鑒定參考文獻(xiàn)［19］.

2 結(jié)果

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，微囊藻是水華藍(lán)藻中的優(yōu)勢類群，通過形態(tài)分類特征，確定9個微囊藻形態(tài)種，銅綠微囊藻、魚害微囊藻、水華微囊藻、惠氏微囊藻、史密斯微囊藻、假絲微囊藻、放射微囊藻、綠色微囊藻、挪氏微囊藻(見圖2).

1)銅綠微囊藻 Microcystis aeruginosa Kützing 1846(圖2(A)):自由漂浮.肉眼可見，青綠色或橄欖綠.成熟群體形態(tài)多為球形、橢圓形或不規(guī)則網(wǎng)狀.膠被質(zhì)地均勻，無色，無層理，不密貼細(xì)胞，距離邊緣細(xì)胞2 μm以上.膠被也會因為群體的生長導(dǎo)致破裂或穿孔，使得群體呈網(wǎng)狀體.膠被內(nèi)細(xì)胞排列較緊密.細(xì)胞球形、近球形，直徑4～7 μm，具氣囊.

2)惠氏微囊藻Microcystis wesenbergii(Komarek)Komarek 1968(圖2(B)):自由漂浮，肉眼可見.深藍(lán)綠色或棕褐色.群體形態(tài)變化多樣，野外多為球形、橢圓形、卵形、圓筒狀;實驗室純培養(yǎng)會出現(xiàn)不規(guī)則的樹枝狀或網(wǎng)狀等.群體直徑可達(dá)到1cm，但大部分群體較小在200 μm左右.盡管惠氏微囊藻的大小群體不規(guī)則，但其群體膠被明顯且光滑，邊界明顯，無色透亮，有明顯折光.細(xì)胞近球形，直徑4.7～7.9 μm，有氣囊.

3)綠色微囊藻Microcystis viridis(A.Br.)Lemmermann 1903(圖2(D)):綠色或棕褐色.自由漂浮，通常由4個立方形群體組成32個細(xì)胞的規(guī)則方形小群體.每個小群體及其亞單位都有各自的膠被.通過膠被連接和組合，群體可形成大型團(tuán)塊.膠被無色、易見、無折光、易溶解.膠被離細(xì)胞邊緣遠(yuǎn)，距離5～10 μm以上.群體中細(xì)胞間隙較大，并成對出現(xiàn)，排列規(guī)則.細(xì)胞較大，球形或近球形，直徑4.1～6.5 μm，平均(5.2±0.49)μm 具氣囊.

4)挪氏微囊藻 Microcystis novacekii(Komárek)Compère 1974(圖2(C)):黃綠色，自由漂浮，群體團(tuán)狀，一般為3～5個小群體連接成不規(guī)則的群體.膠被無色或微黃綠色、明顯但邊界模糊、易溶、無折光.膠被離細(xì)胞邊緣遠(yuǎn)，一般5 μm以上.膠被內(nèi)細(xì)胞排列較松散.細(xì)胞球形，直徑3.6～5.6 μm，平均為5.0 μm，具氣囊.

5)史密斯微囊藻Microcystis smithii Komárek etAnagnostidis 1995(圖2(E)):自由漂浮.藍(lán)綠色或青褐色.群體一般為球形或近球形.膠被無色、易見且邊界模糊、無折光、易溶解.細(xì)胞較為均勻的分布于群體內(nèi)，并圍繞膠被有規(guī)律地排列，細(xì)胞常單個出現(xiàn)，偶見成對.細(xì)胞之間間隙較大，通常遠(yuǎn)大于其細(xì)胞直徑.細(xì)胞近球形，較小，直徑2.8～5.6 μm，具氣囊.

6)魚害微囊藻 Microcystis ichthyoblabe Kützing 1843(圖2(F)):自由漂浮.群體薄，內(nèi)含許多小群體，藍(lán)綠色或棕黃色.群體團(tuán)塊小，球形或海綿狀.大群體膠被明顯，但小群體膠被無色透明易溶解、不明顯.細(xì)胞排列不緊密，但與膠被密貼.細(xì)胞球形，直徑2～4 μm，具氣囊.

7)水華微囊藻Microcystis flos-aquae(Wittrock)Kirchner 1889(圖2(G)):自由漂浮.群體顏色藍(lán)綠色或橄欖綠.群體球形、橢圓形或近球形.成熟群體不穿孔，不開裂;群體膠被均勻、無色透明、不明顯.群體直徑較大 180～2500 μm，平均為1170 μm.膠被緊貼細(xì)胞群體邊緣.膠被內(nèi)細(xì)胞呈有規(guī)律密集排列.細(xì)胞球形，直徑 3～6 μm，具氣囊.

圖2 微囊藻形態(tài)特征

8)假絲微囊藻 Microcystis pseudofilamentosa Crow，1923(圖2(H)):群體自由漂浮，群體顏色為青綠色或藍(lán)綠色，肉眼可見;群體窄而長，呈假絲狀體，群體大小變化較大，150～500 μm不等;群體每隔一小段距離都會有一個明顯的收益，而其他部分會較顯膨大，并且細(xì)胞緊密排列;群體膠被不十分明顯，無色透明，無折光，易溶解.膠被內(nèi)細(xì)胞充滿，隨機(jī)排列.細(xì)胞球形或近球形，較大，直徑3.5～6.0 μm，原生質(zhì)體藍(lán)綠色或青綠色，具氣囊.

9)片狀微囊藻 Microcystis paniformis Teiling 1942［19］(圖2(Ⅰ)):群體自由漂浮，肉眼可見，群體扁平呈淺綠色，群體邊緣不規(guī)則、膠質(zhì)不明顯，細(xì)胞密集并且均勻排列;群體幼年常聚集成簇，長大后變平或者扁平狀，細(xì)胞球形或近球形，直徑3.0～4.7 μm，具氣囊.

3 討論

在培養(yǎng)條件下，微囊藻主要分類依據(jù)的群體特征會發(fā)生不同程度的變化，甚至?xí)B(yǎng)成單細(xì)胞;而其他的特征如細(xì)胞的大小、群體細(xì)胞的間隔在不同的條件下都會有不一樣的變化［20］.另外，不同水體的微囊藻之間也存在一定形態(tài)變化.本研究對鄱陽湖中出現(xiàn)的微囊藻種類進(jìn)行了詳細(xì)的描述，由于所分離的微囊藻藻種的分離保存時間不長，所持有的形態(tài)特征特別是維持了野外特征的群體狀態(tài)，這些特征與文獻(xiàn)中所描述的相關(guān)種類無明顯區(qū)別，只是在細(xì)胞大小方面有些許出入，但仍在允許范圍內(nèi).其中水華微囊藻、史密斯微囊藻、惠氏微囊藻以及銅綠微囊藻在國內(nèi)均有過水華的報道，表明這些種類可能成為鄱陽湖爆發(fā)水華的潛在物種.張軍毅等首次報道了片狀微囊藻在我國太湖分布的新紀(jì)錄種，這次在鄱陽湖的出現(xiàn)，表明這個種類在我國有更廣泛的分布范圍.

利用形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行分類鑒定是分類學(xué)研究采用的普遍方法，同時一些分子生物學(xué)手段也被應(yīng)用于分類學(xué).16S rRNA及ITS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于藍(lán)藻分類學(xué)研究［21-23］，對許多藍(lán)藻的區(qū)分是有效的，然而無法在種水平上區(qū)分微囊藻［24-25］.譚文華等［26］發(fā)現(xiàn)cpcBA-IGS基因能將惠氏微囊藻與其他微囊藻區(qū)分開來，但無法將其他微囊藻區(qū)分.因此，目前微囊藻的分類體系仍是建立在形態(tài)學(xué)特征基礎(chǔ)上.

本文首次對鄱陽湖的水華藍(lán)藻微囊藻類群進(jìn)行了調(diào)查，詳細(xì)描述了該類群形態(tài)學(xué)特征.前人對鄱陽湖的水華藍(lán)藻種類的研究僅有徐彩平報道的旋折平裂藻［27］，對鄱陽湖微囊藻類群的研究，有助于了解鄱陽湖水華藍(lán)藻的多樣性，通過多樣性的了解，掌握水華種類的特征和習(xí)性并制定相應(yīng)措施去應(yīng)對潛在的藍(lán)藻水華暴發(fā).由于鄱陽湖常年與長江相連以及湖面上全年頻繁的采砂活動，導(dǎo)致鄱陽湖的水流速度及泥沙含量很高［28］，顯現(xiàn)出與國內(nèi)大部分淺水湖泊迥異的水文特征.太湖和滇池水體環(huán)境相對平和，水體一般不流動或流動緩慢，在營養(yǎng)鹽高負(fù)載情況下藻類能夠大量生長繁殖，而鄱陽湖的特殊水文環(huán)境下高豐度微囊藻類群的存在是一個值得探究的問題.

一些研究關(guān)注了鄱陽湖的微囊藻毒素存在情況，徐海濱等［23］運(yùn)用ELISA方法對2000年7月及10月份的微囊藻毒素進(jìn)行了檢測，濃度范圍為0.020～1.036 ng·L-1.金靜等［24］檢測到2006 年7月份的微囊藻毒素濃度為0.04～0.09 μg·L-1.表明鄱陽湖中的微囊藻具有一定的毒性，盡管藍(lán)藻中產(chǎn)微囊藻毒素的種類很多，包括魚腥藻屬(Anabaena)和浮絲藻屬(Planktothrix)等的某些種類［25］.針對微囊藻形態(tài)學(xué)多樣性的研究闡述了鄱陽湖微囊藻的種類和特征，旨在為今后藍(lán)藻水華，尤其是微囊藻水華的研究提供分類學(xué)上的參考.

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