共生细菌对盐生小球藻亚砷酸盐代谢的影响

为探讨共生细菌对盐生小球藻(Chlorella salina)亚砷酸盐(As(III))富集和形态转化的影响,从C.salina培养液中分离培养出一株共生细菌,并采用抗生素处理C.salina获得无菌藻,设置0,75,150,300,750μg/L As(III)溶液处理带菌和无菌的C.salina,7d后测定C.salina对As(III)的吸收、吸附和富集量,以及培养液和藻细胞内As的形态,计算带菌和无菌C.salina对As(III)的氧化率和去除率;使用不同浓度的As(III)处理共生细菌7d,并以300μg/L的As(III)处理共生细菌不同时间,计算两种情况下共生细菌对培养液中As(III)的氧化率和去除率.结果表明:C.salina的共生细菌为根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens WB-1);与无菌C.salina相比,带菌C.salina生长更快、对As(III)的耐性更强.带菌C.salina对As(III)的富集量为103.10~448.12mg/kg、氧化率为78.93%~96.88%、去除率为18.92%~55.21%,显著高于无菌C.salina的富集量(11.68~91.39mg/kg)、氧化率(14.46%~26.39%)和去除率(12.82%~29.15%),也高于A.tumefaciens WB-1对As(III)的氧化率(4.51%~30.61%)和去除率(1.86%~16.19%).此外,带菌C.salina胞内还检测到少量的As(III)和甲基砷,而在无菌C.salina胞内没有甲基砷存在.共生细菌促进了盐生小球藻对As(III)的富集和形态转化.

四环素对小球藻铜、锌毒性和富集的影响

养殖废水同时含有重金属、抗生素等污染物.为明确微藻净化此类复合污染废水的潜力,需要系统研究抗生素与重金属对微藻的毒性作用,以及抗生素对微藻重金属富集规律的影响.基于此,以养殖废水中的典型重金属铜(Cu)、锌(Zn)以及抗生素四环素(tetracycline,TC)处理小球藻4 d,测定藻细胞的生长、叶绿素和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)荧光类物质含量、以及对Cu、Zn的去除、吸附与吸收等指标.结果表明:Cu(0.1、0.5、1 mg/L)、Zn(0.5、5 mg/L)抑制了小球藻生长与叶绿素合成,诱导了EPS荧光类物质的分泌.1、5、10 mg/L的TC没有抑制小球藻生长,并且缓解了Cu、Zn对小球藻的毒性,使EPS中酪氨酸类蛋白物质的荧光强度降低.TC对小球藻去除Cu、Zn的影响存在差异:TC、Cu复合处理1 d后,相较于单一Cu处理,Cu的去除率由25.9%显著上升至43.5%,而TC对Zn的去除率无显著影响.TC也影响了Cu、Zn富集方式:Cu、Zn单一处理下,Cu、Zn吸附占富集的比例分别为16.89%、51.6%,TC的添加使两者增加至44.49%、86.73%.本研究表明,TC改变了Cu、Zn在小球藻细胞内外的分布,通过增加Cu、Zn的胞外吸附促进了小球藻对Cu的去除,通过减少Cu、Zn的胞内吸收降低了Cu、Zn对小球藻的毒性.

不同比例盐生小球藻-枯草芽孢杆菌共生体对砷酸盐耐性及富集差异

采用盐生小球藻与枯草芽孢杆菌为供试材料,构建不同藻菌比(1∶0、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4)的共生体,在不同浓度砷酸盐[As(Ⅴ)]处理7 d后,测定藻菌共生体生长及其对砷的富集、吸附、吸收和形态转化。结果表明:在As(Ⅴ)处理下,随着枯草芽孢杆菌比例的增加,藻菌共生体叶绿素含量、干重、比增长率显著提高,在750μg·L^-1As(Ⅴ)处理时,1∶4的藻菌共生体分别达到1.81 mg·L^-1、125.0 mg、0.28 mg·L^-1·d^-1。藻菌比例由1∶0变为1∶4时,藻菌共生体对砷的富集和吸收呈下降趋势;砷的富集方式随砷浓度的增加而变化,在75~150μg·L^-1As(Ⅴ)处理下以吸收为主,在300~750μg·L^-1As(Ⅴ)处理下以吸附为主。藻菌共生体内存在As(Ⅴ)和As(Ⅲ)两种形态,且随枯草芽孢杆菌比例的上升,As(Ⅴ)还原率增大(最高达到12.6%)。综上,枯草芽孢杆菌的添加提升了藻菌共生体对As(Ⅴ)的耐性和还原,但减少了对As(Ⅴ)的富集。

胞外聚合物对三角褐指藻Cd^(2+)富集的影响

硅藻是海洋生态系统中一类重要的单细胞微生物,含有较多的胞外聚合物(EPS).为探究EPS对硅藻富集二价镉离子(Cd^(2+))的影响,以模式硅藻--三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为研究对象,采用乙二胺四乙酸二钠(EDTANa_(2))法提取三角褐指藻的EPS,以未去除EPS的藻细胞为对照,在不同浓度Cd^(2+)处理96 h后,测定P tricornutum的EPS和生长变化,比较去除和未去除EPS的P.tricornutum对Cd^(2+)富集、吸附和吸收的差异,明确EPS在P tricornutum富集Cd^(2+)过程中的作用.结果表明:随着Cd^(2+)浓度的增加,P.tricornutum的EPS含量增加,生长受到抑制,Cd^(2+)富集量升高,对Cd^(2+)的去除率为31.74%-52.18%,Cd^(2+)主要分布在胞内.去除EPS后,P.tricornutum对Cd^(2+)的去除率和富集量显著降低.Cd^(2+)处理下P.tricornutum的衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM)数据表明,C-O-C键(糖类)和色氨酸、芳香族蛋白参与了与Cd^(2+)的结合.综上,EPS在P.tricornutum对Cd^(2+)的富集过程中起到重要作用,多糖和蛋白质与Cd^(2+)的反应可能是EPS与Cd^(2+)结合的主要机制;研究结果可为硅藻EPS治理水体镉污染提供理论依据.