基于高通量测序探讨大宁河不同水华期真核浮游生物群落组成

为探究不同水华时期对真核浮游生物群落组成的影响,对三峡库区大宁河支流水华中、后期进行采样,通过镜检法对浮游植物进行定性和定量分析,并利用Illumina MiSeq测序平台对真核浮游生物18S rRNA基因的V4可变区进行测序,结果表明:大宁河采样点水华中期(DNH1)优势蓝藻主要为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae),而水华末期(DNH2)以隶属硅藻门的直链藻属(Melosira)占优势.水华中期和末期真核浮游生物分别涵盖了9纲989种和9纲922种.水华中期绿藻纲所占比例最大,为34.88%,水华末期羽改硅藻纲所占比例最大,为31.42%.此外,与中期相比,水华末期硅藻纲和前口纲的丰度比水华中期高,但双壳纲和颚足纲的丰度明显降低,表明不同水华时期,真核浮游生物群落结构变化显著,同时,真核浮游生物群落变化可能影响蓝藻水华的生消过程.

基于叶绿素荧光探讨链霉素对念珠藻生长及光合毒性效应

为了探究不同浓度链霉素对念珠藻生长和光合的毒性效应,研究对不同浓度(0、0.05、0.1、0.2、0.5和1.0 mg/L)链霉素处理下念珠藻的生长、叶绿素荧光进行了测定。结果发现,培养至96h,链霉素对念珠藻的EC_(50)(96h-EC_(50))为(0.13±0.037) mg/L。与对照组相比,各链霉素浓度处理下叶绿素a的含量显著降低。最大光化学效率(φP_0)、可变荧光(F_v)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F_0)、单位面积上有活性的反应中心(RC/CS0)、以吸收光能为基础的性能指数(PIabs)及反应中心吸收的光能用于电子传递的量子产额(φE_0)均随着链霉素浓度的升高而降低。然而,单位叶绿素最大荧光(F_m/Chl. a)、每个有活性的反应中心吸收的光能(ABS/RC)和热耗散(DI_0/RC)则随着链霉素浓度的升高而增加。当链霉素浓度大于0.1 mg/L时,叶绿素荧光动力学曲线出现K点的出现。结果表明链霉素可能通过抑制光合系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递和减少有活性的反应中心来影响念珠藻的生长,也暗示了高浓度链霉素对藻类的生长具有抑制作用。

四环素对微囊藻生长及光合作用的毒性效应机制

光合作用是蓝藻生长繁殖的生理基础,研究四环素胁迫下蓝藻的生长和光合作用的变化和响应,有助于揭示其作用机制。为探究四环素对微囊藻的毒性效应,对培养在0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0和5.0 mg·L-1共7个浓度下的微囊藻的细胞数、叶绿素a含量、微囊藻光合系统Ⅱ(PSⅡ)快速光响应曲线(RLCs)及快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)进行了测定。结果表明,四环素处理7 d后,微囊藻的半致死浓度(LC50)为(0.571±0.036) mg·L-1。随着四环素浓度的增加,微囊藻生长受到抑制,叶绿素含量减少,PSⅡ中单位反应中心失活。当四环素浓度高于0.5 mg·L-1时,微囊藻QA-到QB的电子传递被抑制,造成QA-大量积累,影响PSⅡ的电子受体侧。然而,在低浓度四环素处理中,以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)、用于电子传递的量子产额(φEo)和最大光化学效率(φPo)显著升高,用于热耗散的量子比率(φDo)显著降低。这些结果表明,低浓度四环素处理时,微囊藻能通过自身调节改变PSⅡ中能量配置,改变电子传递速率,提高光合效率,从而应对低浓度四环素胁迫,而当四环素浓度较高时,微囊藻的光合作用显著降低,生长受到抑制。

重金属镉对拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)PSⅡ及能量分配特征的影响效应

为了研究重金属镉对藻类光合系统毒性效应及能量分配特征,以拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)为研究对象,分析了不同镉浓度下拟柱孢藻的生长、单位叶绿素a含量、光合系统Ⅱ(PSⅡ)叶绿素荧光及其能量分配模型.结果表明:不同浓度镉培养拟柱孢藻96 h后,0.2 mg/L Cd2+对拟柱孢藻单位细胞叶绿素a含量及PSⅡ活性无显著影响,而0.5mg/L Cd2+培养时拟柱孢藻的单位细胞叶绿素a含量为对照组的62.97%.当Cd2+浓度高于5 mg/L时,拟柱孢藻的PSⅡ活性受到抑制并导致表征量子产额分配的φEo和ψo分别下降了15.35%和13.52%.此外,当Cd2+浓度高于5 mg/L时,藻体PSⅡ能量分配表现为TRO/CSm和ETO/CSm显著减小,DIO/CSm差异不显著,类囊体能量分配表现为ABS/RC、TRO/RC和DIO/RC显著增大,明显区别于0.2、0.5和1 mg/L Cd2+处理组.这些结果表明PSⅡ反应中心是镉对拟柱孢藻光合作用影响的重要作用位点,且Cd2+高于5 mg/L时显著影响了拟柱孢藻PSⅡ反应中心并且抑制了PSⅡ电子传递链供体侧的电子传递,而拟柱孢藻则可能通过改变PSⅡ的能量分配来保护和缓解镉对其光合结构的损伤.

三峡水库干流底栖硅藻群落组成及其与环境因子的关系

为了解三峡水库长江干流不同水文期底栖硅藻群落变化及其与环境因子的关系,分别于非蓄水期(2015年7~9月)和蓄水期(2015年12月~2016年3月)对干流32个样点进行底栖硅藻采集和分析.结果表明,蓄水期与非蓄水期在水温(WT)、水下光强(PAR)、p H、电导率(Spc)、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、浊度(Tur)、透明度(SD)、流速(v)和高锰酸盐指数具有显著性差异. 2个水情期共鉴定出底栖硅藻96种,隶属28属,非蓄水期鉴定出13种优势种,蓄水期鉴定出3种,且2个时期优势种在组成和分布上存在一定的差异,但α-中污染性、富营养化的种类变异直链藻(Melosira varians)为两个时期的绝对优势种.通过冗余分析(RDA)发现,非蓄水期显著影响长江干流底栖硅藻群落组成的环境因子是pH、流速和正磷酸盐,且上、下游样点存在明显分区;而蓄水期影响底栖硅藻群落的主要环境因子是水温、浊度、高锰酸盐指数和溶解氧,上、下游样点分区不明显.这些结果表明三峡库区蓄水对底栖硅藻群落组成具有重要影响,导致群落结构发生变化.