在国家自然科学基金等项目资助下，赵美训教授团队通过与德国赫姆霍兹基尔海洋研究中心Ulrich Sommer教授团队合作，在典型海洋硅藻-甲藻竞争对多种环境因素的响应方面取得新进展。
全球变化引起了一系列海洋环境因素的改变，导致了复杂的生态演变。海洋生态演变的一个重要特征是浮游植物群落结构的改变，尤其是有害藻华的频发。世界诸多海域呈现出甲藻丰度升高、甲藻与硅藻成为共同优势类群或取代硅藻成为唯一优势类群的演变趋势；然而在某些海域也观测到与上述趋势相反的现象。因此，量化多种环境因素对硅藻-甲藻群落结构及其元素与生物化学组成的影响是生态学和生物地球化学研究的重要挑战。毕蓉副教授等研究了温度以及营养盐浓度和比值变化对混合培养体系中典型硅藻-甲藻竞争和化学组成的耦合影响。选择代表性硅藻三角褐指藻和甲藻微小原甲藻进行半连续培养，设置了三种温度（12、18和24℃），三种N和P浓度及比值（10:1、24:1和63:1 mol mol-1）；运用Lotka-Volterra模型对硅藻-甲藻竞争进行分析，并用广义线性混合模型和广义加性模型进行量化。结果表明，硅藻-甲藻竞争受到营养盐浓度变化的显著影响，但温度和N:P的影响不显著，即高营养盐浓度条件下硅藻具有竞争优势。更为重要的是，营养盐浓度的影响幅度会随温度的变化而变化，表明在较高温度和营养盐浓度条件下，由硅藻占优势转变为甲藻占优势。本研究进一步量化了硅藻-甲藻丰度与其化学组成的关系，指出硅藻-甲藻群落结构变化与元素和生物化学组成具有显著相关性。这一结果体现了硅藻-甲藻群落演替对生物地球化学循环和生态功能的潜在影响，例如，影响生物固氮过程营养盐的利用、改变食物网营养动力学等。本研究表明，浮游植物群落结构和化学组成的耦合研究可为深入理解和定量研究浮游植物群落变化对海洋生态系统功能和生物地球化学循环的影响提供重要基础。
该研究成果近期发表于国际生物学顶尖期刊Frontiers in Microbiology，2020年影响因子5.640。
文章链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.731786/full
Citation:Bi R, Cao Z, Ismar-Rebitz SMH, Sommer U, Zhang H, Ding Y and Zhao M (2021). Responses of Marine Diatom-Dinoflagellate Competition to Multiple Environmental Drivers: Abundance, Elemental, and Biochemical Aspects. Front. Microbiol. 12:731786. doi: 10.3389/fmicb.2021.731786
图：硅藻-甲藻竞争系数α对温度和营养盐结构变化的响应：α > 0 甲藻占优势，α < 0 硅藻占优势。
