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由宁波检验检疫局陈先锋主持的国家质检总局科技项目“外来入侵藻类鉴定、监测新型技术研究”，采用包括分子生物学、基因芯片等准确、快速、高效检测技术进行外来入侵藻类的种类组成、种类特征、生物学特性等研究，建立压舱水内的一些常见外来海藻基因芯片检测技术，将有力地促进该领域的研究。
近日，由宁波检验检疫局陈先锋主持的国家质检总局科技项目“外来入侵藻类鉴定、监测新型技术研究”通过验收。项目针对目前世界海洋生态环境的最大威胁之一——压舱水，以及我国近海海域赤潮、绿潮等生物灾害不断加剧等热点问题开展研究，对海运压舱水中外来入侵藻类以及引起赤潮、绿潮等海洋危害的藻类进行检测和监测研究，对防范海洋外来有害生物危害、保护海洋生态系统稳定、发展海洋经济、建设美丽海洋具有重大示范意义和价值。
由起
船舶压舱水是指以船舶为稳定重心，使船舶处于适航状态，在船舶底舱注入的适量水体。据国际海事组织统计，全世界船只每年约携带100亿吨压舱水在世界各地往来，每天压舱水中至少有700种至1万多种海洋微生物和动植物在全球流动，由于新环境中缺少天敌，这些外来物种会迅速蔓延，威胁当地生态系统的平衡。压舱水通常包含的海洋微生物有浮游生物、细菌以及海藻，压舱水的环境影响，被认为是对世界海洋的最大威胁之一。加利福尼亚的圣弗朗西丝科河口是北美西海岸最大港口，从2000年1月到2002年6月，大约排放了300万吨压舱水。由于过往船只大量排放压舱水，其生态系统已经被外来的浮游动物和底栖无脊椎动物所改变。
赤潮是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集，引起一定范围内和一段时间中水体变色的现象。赤潮可引起海洋异变，局部中断海洋食物链，给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害，并对人类健康甚至生命构成威胁，船舶压舱水转运是造成赤潮蔓延的重要途径。绿潮是在特定的环境条件下，海水中某些大型绿藻爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象，也被视作和赤潮一样的海洋危害。造成绿潮的主要生物种类是石莼和浒苔，以石莼居多。
目前，美国、澳大利亚等国都已经开展或正在开展这方面研究，对外来海洋有害生物管理日益重视。随着我国对外贸易不断增加，海运贸易运输也在急剧增加，来往于海内外的轮船数量众多，携带大量压舱水，具有很大生物隐患。因此，开展本项目研究，为相关部门的检测和监管工作提供技术支撑，具有十分重大的科学意义和研究价值。
探索
海洋藻种类千变万化，细微的形态学差异可能是不同种类鉴定的重要依据，对这些藻类的鉴定需要海洋微藻形态分类学的专业人员，必要时还需借助分子生物学技术，实现对外来藻快速准确的鉴定，以预防其发生危害。对于藻类分类，传统的分类方法主要是依据外部形态、内部构造和生理特征。由于藻类具有种类多、分布广、形态特征复杂、少数形态特征和生理生化指标随着环境的变化而不稳定等特点，因此，传统的形态分类常引起分类系统的不稳定或意见分歧。
波涛汹涌的大海，颠簸的轮船，狭小的空间……项目组成员克服重重困难，先后登轮数百次，采集来自韩国、美国、欧盟等国家或地区的150份压舱水，对样品中携带藻类进行了压舱水理化性质研究和富集培养，利用分子生物学手段，通过样品宏基因组DNA提取，利用28S通用引物对样品中靶标片段进行基因克隆，获得了压舱水中所携带有害生物的样品分布信息，为压舱水的有效控制提供了重要依据。
项目组采用形态学观察结合核糖体ITS、叶绿体rbcL基因和5S rDNA间隔序列3个分子标记系统进化分析的研究方法，对宁波梅山港某进境船舶压舱水中的一株石莼属绿藻进行了种类鉴定。形态学观察结果表明其具有藻体中空管状、具分枝、中部细胞呈典型纵向排列细胞、无明显的圆角和帽状叶绿体、每个细胞中有蛋白核1个到2个，少数细胞具有3个蛋白核的形态特征。ITS和rbcL序列分析结果均将其划分在LPP分枝，5S rDNA间隔序列分析表明该绿藻属于Ulva prolifera分枝。综合以上结果，将其鉴定为浒苔U.prolifera，这是国际首次发现浒苔可通过压舱水进行传播，也是我国首次从进境压舱水中截获浒苔这一绿潮藻。根据GenBank上扁浒苔U.compressa、曲浒苔U.flexuosa、塔玛亚力山大藻Alexandrium tamarense、微小原甲藻Prorocentrum minimum、赤潮异弯藻Heterosigma akashiwo等赤潮绿潮藻的特异性保守序列，成功设计筛选并建立了10种赤潮绿潮藻的基因芯片检测方法。
成果
项目组对采集到的150份压舱水中携带藻类进行了富集培养与DNA提取，进行28S rDNA基因克隆、比对分析，共发现230种藻类，在全国首次从进境压舱水中截获浒苔这一绿潮藻。项目组首次发现浒苔、扁浒苔和孔石莼是引发青岛近岸绿潮的主导种类，通过遗传发育比较分析发现，青岛爆发绿潮藻优势种与日本的浒苔亲缘关系最近，与青岛当地及欧美等地的石莼属绿藻亲缘关系较远。项目组建立了山东近海石莼属绿藻样本的标准株和标准质粒，创建了4种绿潮藻和6种赤潮藻的基因芯片检测方法，建立了扁浒苔的PCR快速检测方法。通过科研成果转化，项目组已发表论文4篇，其中SCI收录1篇，获授权国家发明专利1项。
海洋生态文明是我国生态文明建设不可或缺的重要组成部分，美丽中国离不开美丽海洋。中科院海洋研究所研究员、中国工程院院士、我国著名海洋化学专家侯保荣建议，我国应加快船舶压载水处理技术的产业化进程，为我国“蓝水海军”战略提供技术支撑。压载水携带外来入侵藻类研究将为处理技术及处理设备研究提供技术支撑，对外来入侵藻类的研究将开启美丽中国、美丽海洋的保护之旅。
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外来海洋生物一旦在当地生存下来，几乎不可能彻底根除，并可能对海洋生态环境、水产养殖和公众健康造成严重而永久的危害。目前，我国的外来入侵藻类研究工作仍处在起步阶段，由于受经费、研究队伍、软硬件设施等的影响，长期以来对于外来入侵藻类的鉴定、监测以及防治环节缺乏投入，对于压舱水中海藻的防控措施和排放管理等的研究更少。