褶皱臂尾轮虫适应性耐受棕囊藻的生存对策响应及其机制研究
批准号:
32101357
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
孙运菲
依托单位:
学科分类:
污染生态学与恢复生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙运菲
中文摘要
频繁暴发的棕囊藻赤潮给相关海域生态系统带来严重危害。从生态系统的视角,通过原位复壮对赤潮藻类摄食能力强的浮游动物种群,提高下行效应,增强食物链的能量流动通量,有助于减轻有害藻类的危害。褶皱臂尾轮虫是海域生态系统的重要生态功能类群,能够快速清除棕囊藻种群,具有控制早期棕囊藻赤潮的潜力。但是,由于棕囊藻自身营养成分的限制,褶皱臂尾轮虫种群长期以棕囊藻为食物时,其生存策略如何调整及其内在机制是亟待探索的关键科学问题。鉴于这种思考,本项目拟研究褶皱臂尾轮虫摄食不同质量食物(小球藻和不同生长阶段棕囊藻)时其生活史特征与种群动态变化及机制,建立轮虫关键生活史参数与其食物及自身各类营养成分的关系,同时侧重解析轮虫种群长期摄食棕囊藻的适应性生存对策响应及其机制。本研究有助于模拟评估轮虫实际应用于控制棕囊藻的可持续能力,对于揭示轮虫对食物质量的适应性生存对策响应机制也具有重要的基础理论意义。
英文摘要
The frequent outbreak of Phaeocystis blooms has brought serious harm to the related marine ecosystem. From the perspective of the whole ecosystem, in-situ strengthening the specific zooplankton population with strong feeding ability on harmful algae can improve the top-down effect and enhance the energy flow flux of the food chain, which is helpful to alleviate the harm of harmful algae. Brachionus plicatilis is an important ecological functional group in marine ecosystem, and it can quickly remove the population of Phaeocystis and has the potential to control the early stage of Phaeocystis blooms. However, due to the limitation of the nutritional components of Phaeocystis, how B. plicatilis population fed on Phaeocystis for a long time adjusts its survival strategy and the underlying mechanism are the key scientific issues to be explored urgently. In view of this idea, this project will study the life history characteristics and population dynamics of the rotifer B. plicatilis fed on different quality food (Chlorella vulgaris and Phaeocystis at different population growth stages), establish the relationship between the key parameters of life history of rotifer and the various nutrients of rotifer and its food, and specially focuses on the analysis of adaptive survival strategy response and the underlying mechanism of rotifer fed on Phaeocystis for a long time. This study is helpful to evaluate the sustainable capacity of practical application of rotifer feeding in the control of Phaeocystis, and it also has importantly theoretical significance for revealing the response mechanism of adaptive survival strategies of rotifer to food quality.
褶皱臂尾轮虫是海域生态系统的重要生态功能类群,具有控制早期棕囊藻赤潮的潜力。因此,本项目研究了轮虫清除棕囊藻种群的环境因子效应及其适应性耐受棕囊藻的生存对策响应与机制。主要研究结果如下:.(1)轮虫清除棕囊藻种群的环境因子效应.轮虫可以高效率清除棕囊藻种群并实现自身种群的快速增长,但环境胁迫会干扰轮虫摄食效率。光污染、盐度、重金属、纳米粒子、微塑料等环境胁迫因子会显著干扰轮虫生活史生存对策并延缓轮虫清除棕囊藻种群。.(2)轮虫摄食不同营养质量藻类的生存对策及转录组学分析.小球藻的总脂肪酸和总氨基酸含量均显著高于棕囊藻。轮虫摄食不同营养质量的小球藻和棕囊藻会表现出繁殖力与寿命的权衡。转录组分析表明,摄食棕囊藻和小球藻的轮虫在碳水化合物的消化吸收、糖酵解、糖异生、不饱和脂肪酸生物合成和细胞凋亡等通路的基因表达存在差异,揭示了不同营养质量导致轮虫外在综合性能差别的内在机制。.(3)轮虫长期摄食棕囊藻的适应性耐受及其多组学机制分析.相对于短期摄食棕囊藻的轮虫,长期摄食棕囊藻的轮虫发育成熟加快,产后代数显著增加。表明轮虫长期摄食营养质量较差的棕囊藻,可产生一定的适应性耐受。转录组与代谢组分析表明,差异表达基因和差异代谢物主要与能量代谢、碳水化合物代谢以及多种营养物质代谢通路相关。.(4)不同盐度下轮虫摄食棕囊藻的转录组水平差异分析.轮虫在较为宽泛的盐度下均可以清除棕囊藻种群,且食物丰度对轮虫耐受盐度能力存在复杂效应。结合转录组结果分析,轮虫应对高渗应激的反应主要集中在参与蛋白质调节的转录本调控,包括氨基酸代谢、蛋白质消化和吸收以及氨基酸转运等相关通路和基因的表达与调整。.综上所述,本项目阐明了轮虫清除棕囊藻种群的环境因子效应,揭示了不同营养质量食物下轮虫生存对策及其内在机制,解析了长期摄食棕囊藻的轮虫增强适应性耐受过程及其机制。这些结果对于评估轮虫应用于控制棕囊藻的可持续能力具有重要的实践指导意义。
体内菌群对植食性轮虫适合度的生态效应及其机制
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批准号:32471630
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2024
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负责人:孙运菲
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依托单位:
国内基金
海外基金