Yonglong Xionga, b, Jingke Gea, Fei-Xue Fuc, David A. Hutchinsc, Lixue Luoa, Jiaying Wena, Guang Gaoa, b*
aState Key Laboratory of Marine Environmental Science & College of Ocean and Earth Sciences, Xiamen University, Xiamen 361005, China
bOcean Decade International Cooperation Center, Qingdao 266000, China
cMarine and Environmental Biology, University of Southern California, Los Angeles, CA, United States
*Corresponding author: Guang Gao E-mail: guang.gao@xmu.edu.cn
摘要: 有害藻华(HABs)与海洋热浪(MHWs)的发生频率日益增加,对海洋生态系统构成重大威胁。研究表明,大型海藻养殖能抑制有害藻华的发生,然而,目前对于海洋热浪如何影响产毒微藻与养殖大型海藻之间的相互作用尚不清楚。本研究以经济大型海藻龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)和全球分布的产毒微藻赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)为研究对象,在模拟海洋热浪的条件下,分别进行单培养和共培养实验,以探讨两者的相互作用关系。结果显示,与龙须菜共培养显著降低了赤潮异弯藻的相对生长率。这种抑制作用可能源于龙须菜分泌的化感物质对微藻光合效率(Fv/Fm)的抑制效应。值得注意的是,热浪条件进一步强化了这种抑制作用,且即便在热浪后的恢复期内,赤潮异弯藻亦未显示出恢复迹象。在共培养体系中,微藻毒性的增加降低了龙须菜体内藻胆蛋白含量;尽管大型海藻的代谢活性有所增强,但其总体相对生长率仍然下降,而热浪进一步加剧了这种下降。代谢组学分析显示,无论是热浪还是与有毒微藻共培养,均显著扰乱了龙须菜的代谢稳态,特别是碳氮代谢、脂质代谢及核苷酸代谢,迫使大型海藻将能量重新分配至维持基础生存的关键功能。这些发现表明,海洋热浪会加剧赤潮异弯藻与龙须菜之间的竞争,为有毒微藻和海洋热浪对水产养殖构成的潜在生态风险提供了新的认知。