链霉素驱动微藻叶绿素荧光动力学的响应研究

为了探究微藻对链霉素的敏感性,通过叶绿素荧光动力学(OJIP)分析蓝藻-拟柱孢藻(Raphidiopsis raciborskii)和绿藻-四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)对链霉素的响应.研究结果表明,链霉素对拟柱孢藻和四尾栅藻的反应中心耗散的能量(DI0/RC)、单位光面积吸收的能量(ABS/CS0)和单位反应中心吸收的能量(ABS/RC)均有显著的促进作用,对拟柱孢藻单位反应中心捕获的用于还原QA的能量(TR0/RC)起抑制作用,且链霉素能够明显降低拟柱孢藻的光合驱动力.利用质量浓度为0.05~1.0 mg/L和1.0~20.0 mg/L的链霉素分别培养拟柱孢藻和四尾栅藻,其比生长率分别是对照组(0.00 mg/L)的0.74~0.25和1.19~0.51倍.拟柱孢藻丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性明显随链霉素质量浓度的升高而降低,过氧化氢酶活性随链霉素质量浓度的升高而增加.四尾栅藻的过氧化氢酶活性、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性对链霉素质量浓度响应敏感度低.因此,本研究认为蓝藻对链霉素的敏感性比绿藻显著,主要原因是拟柱孢藻和四尾栅藻的能量分布存在显著差异.

微囊藻CO_(2)-浓缩机制基因型的动态变化及其对CO_(2)的竞争效应

由于具有高效的CO_(2)-浓缩机制,蓝藻在低CO_(2)浓度条件下具有竞争优势。然而,随着大气中CO_(2)浓度急剧增加,蓝藻CO_(2)-浓缩机制如何响应的研究较少。因此,本文以常见水华蓝藻——微囊藻为研究对象,通过对滇池微囊藻水华动态及不同CO_(2)-浓缩机制基因型进行监测,探讨蓝藻CO_(2)-浓缩机制基因的微进化特征及其动态变化。同时,设置高(0.08%)、中(0.04%)、低(0.02%)CO_(2)浓度(V/V)进一步揭示微囊藻不同CO_(2)-浓缩机制基因微进化对CO_(2)的竞争效应。结果表明:滇池无机碳浓度在4个采样点存在空间差异性,均呈现先降低后升高的趋势,并以HCO3-为主要无机碳存在形式。调查期间,东大河、观音山、洛龙河和生态所4个采样点的微囊藻均以sbtA基因型占绝对优势,相对丰度远高于bicA基因型。在不同水华时期,bicA基因型和sbtA基因型呈现相反的变化趋势,即从水华前期到水华中期,sbtA基因型的相对丰度逐渐升高,而到水华后期,出现bicA基因型增多的现象。室内竞争实验同样表明高浓度CO_(2)培养环境下,bicA基因型具有明显竞争优势,随CO_(2)浓度的降低,呈现bicA基因型向sbtA基因型转变的趋势。这些结果表明水华中期无机碳浓度相对较低,能适应碳限制环境的sbtA基因型的微囊藻表现出竞争优势,而对CO_(2)浓度变化敏感的bicA基因型的微囊藻随无机碳浓度的升高逐渐增多;同时,在总碱度,pH和Chl.a影响下,微囊藻基因型在滇池不同微囊藻水华期呈现bicA→sbtA→bicA转变。这些结果说明微囊藻能通过调节不同CO_(2)-浓缩机制基因藻株响应水体无机碳浓度,保持种群竞争优势,并维持水华的形成。

中国水华蓝藻的新记录属--拟浮丝藻属(Planktothricoides)

在近年来对水华蓝藻的调查中,确定了我国一水华蓝藻新记录属——拟浮丝藻属Planktothricoides(WoIoszyńska) Suda et Watanabe 2002。文中对该属及该属一个新记录种的主要形态学特征进行了描述,并对其相近属浮丝藻属Planktothrix进行了形态学比较研究。

我国淡水水华蓝藻-束丝藻属新记录种

由于束丝藻属(Aphanizomenon Morr.ex Born.et Flah.)的藻丝、营养细胞、藻丝末端细胞(Terminal cells)、异型胞(Heterocysts)、厚壁休眠孢子(Akinetes)的形态和大小等特征易变,对鉴定工作造成许多困难,所以该属的分类一直以来是藻类学者面临的长期难题。基于当今束丝藻属的分类研究,对我国淡水水体束丝藻属进行了研究,比较了该属的藻丝、营养细胞、异形胞、厚壁孢子及末端细胞的特征,发现了我国淡水水体的2个新记录种:柔细束丝藻(Aphanizomenon gracileLemmermann)和依沙束丝藻(A.issatschenkoi(Usaev)Prokina-Lavrenko),并对其形态特征进行了详细描述。

中国淡水水体常见束丝藻种类的形态及生理特性研究

束丝藻(Aphanizomenon Morr.ex Born.et Flah)是我国水华蓝藻的重要种类,由其产生的束丝藻水华已经引起了许多的环境问题。水华束丝藻、柔细束丝藻和依沙束丝藻是我国淡水水体常见的三种束丝藻种类,然而,国内外对它们的生理学研究却相对较少。基此,文章对水华束丝藻、柔细束丝藻和依沙束丝藻的形态特性、色素含量、生长及光合作用进行了比较研究,结果表明丝状体的营养细胞、异形胞和厚壁孢子的长宽比具有一定的差异性,揭示了厚壁孢子的长宽比可作为三种束丝藻分类的一个参数;同时,种间的差异性也体现在三种束丝藻的生理特性上,相比水华束丝藻和依沙束丝藻,柔细束丝藻的藻蓝素含量较高,而叶绿素a、类胡萝卜素含量、最大光合作用(Pm)、表观光合作用效率(α)和最大电子传递速率(ETRmax)显著偏低。此外,水华束丝藻和依沙束丝藻生理特性基本一致,表明了形态不同的三种束丝藻在生理上可被分为两种类型,暗示了依沙束丝藻可能具有像水华束丝藻一样形成水华的生理潜能且由于它的产毒性所以应该倍加关注。

利用微藻培养生产DHA的研究进展

综述了微藻生产DHA的研究 ,包括藻种、理化因素、生产方式对微藻培养生产DHA的影响 ,以及目前提取DHA的主要方法。

不同培养基对雨生红球藻生长和虾青素累积的影响

在适宜和亚适宜条件下 ,用 BBM、HGZ两种培养基对 3个不同品系的雨生红球藻培养 ,通过对生长速率、干重、叶绿素及虾青素累积量测定 ,比较不同培养基、不同培养条件对红球藻的生长与虾青素累积的影响 .结果表明 :BBM培养基比 HGZ培养基更适合营养生长 . 3个品系 ( H1 7、HPM、HPB)的平均生长速率比 HGZ培养基分别高 5 7.2 %、 2 8.97%、 1 8.1 % .培养 1 0 d,叶绿素含量增加 2 0 1 .9%～ 2 88.2 %、干重增加 38.8%～ 1 1 4 .3% .在高光强和缺氮条件培养 1 5 d后 ,用 HGZ培养基培养的 3个红球藻品系细胞的虾青素累积为 BBM培养基的 2 .0～ 2 .5倍 .实验结果也表明

蓄水对三峡库区重庆段长江干流浮游植物群落结构的影响

为了分析三峡库区长江干流重庆段因蓄水产生的三类不同水体(自然河流型、过渡型、类湖泊型)对浮游植物的影响,分别于不同季节和蓄水期对水体浮游植物进行了群落调查,结果显示各群落指标仍呈现亚热带河流型水库的季节变化趋势:春季绿藻、隐藻占优势,夏季蓝藻所占比例增加,冬季硅藻占绝对优势,但不同类型水体对季节的响应程度不同:(1)2010年3月春季调查期间绿藻的优势种的优势度以及所占比例均呈现随水体类型改变逐渐增加趋势,并在类湖泊型水体中达到最大(优势度0.62、所占比例达67.8%),而夏秋季(9月蓄水前)蓝藻的优势种数、优势度、藻密度以及所占比例也存在同样的变化,2009年9月蓝藻所占比例由河流型水体的8.5%增加到类湖泊型水体的52.6%,到2010年9月类湖泊型水体蓝藻比例甚至达到63.8%。冬季蓄水期间(2010年1月),硅藻占绝对优势,但绿藻在类湖泊型水体中的比例要大于其他两类型水体。(2)Shannon-Wiener指数平均值为2.43,总体呈现出河流型水体>过渡型水体>类湖泊型水体,类湖泊型水体多样性指数夏秋季>冬季>春季,而自然河流型和过渡型水体冬季多样性指数低于其他季节。

我国水华蓝藻的新类群--阿氏浮丝藻(Planktothrix agardhii)生理特性

阿氏浮丝藻(Planktothrixagardhii)是水华蓝藻的重要类群,实验对我国不同省份分离到的5株阿氏浮丝藻生长速率、色素组成、光合活性参数进行了测定.结果表明分离于广州的HAB1128叶绿素a(Chl.a)含量较低,藻蓝蛋白(C-PC)比例和含量较高.电子传递速率(ETR)测定结果表明,HAB1128的ETR曲线较高,最大ETRmax值也显著高于其余4株,高效的光能电子传递链弥补了光合色素Chl.a的不足,以致HAB1128保持了中性的生长速率.分离于武汉东湖的HAB631则与之正好相反,较高的Chl.a受限于光能电子传递链的薄弱,生长速率表现较低.分离于北京、上海、昆明的3株藻株在各项生理指标上无显著差异.

基于附石藻类生物完整性指数对汝溪河水生态系统健康的评价

以三峡库区支流-汝溪河自然河段为研究区域,调查了自然河段内9个样点的附石藻类群落和水环境理化特征,并在此基础上应用生物完整性评价指数(Index of Biotic Integrity,IBI),对汝溪河水生态系统进行健康评价。结果表明,汝溪河自然河段附石藻类群落结构具有明显的空间和时间异质性,驱动附石藻类群落结构形成的水环境因子为电导率、浊度、硝态氮和溶解氧。IBI结果表明,上游生物完整性较高;中下游和下游生物完整性较差;枯水期生物完整性较高,而平水期和丰水期生物完整性较低。由此可见,汝溪河自然河段生物完整性一般,表明汝溪河水生态系统已处于亚健康程度。

N-苯基-2-萘胺对拟柱胞藻生长、抗氧化酶及光合系统Ⅱ的影响

为探究化感物质对入侵水华蓝藻-拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)的影响,研究对不同浓度(0、0.05、0.10、0.50、1.00和2.00 mg/L)N-苯基-2-萘胺处理下拟柱胞藻的生长、抗氧化酶活性及叶绿素荧光诱导动力学进行了测定。结果表明,藻叶绿素a含量随N-苯基-2-萘胺浓度升高而显著降低,浓度大于0.50 mg/L时,拟柱胞藻叶绿素a含量显著低于对照。72h,N-苯基-2-萘胺对拟柱胞藻的EC50为1.02 mg/L。叶绿素荧光诱导动力学参数表明,浓度小于0.50 mg/L时,拟柱胞藻的最大光化学效率(φP0)、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)及以单位面积为基础的性能指数(PICS)均显著高于对照,而反映2ms时有活性的反应中心的开放程度的ψ0则显著低于对照组。当N-苯基-2-萘胺浓度大于0.50 mg/L时,以上参数均呈现相反趋势。这表明低浓度N-苯基-2-萘胺能提高拟柱胞藻的光合效率,而在高浓度时,拟柱胞藻PSⅡ有活性的反应中心减少,电子传递受到阻碍,光合效率下降。与对照相比,在浓度高于0.50 mg/L条件下,拟柱胞藻的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的活性显著增加,表明拟柱胞藻能产生大量的抗氧化酶来减少N-苯基-2-萘胺的损伤。这些结果表明N-苯基-2-萘胺可能通过抑制PSⅡ的电子传递和减少其有活性的反应中心来影响拟柱胞藻的生长,也暗示了N-苯基-2-萘胺能作为潜在的抑藻物质来控制拟柱胞藻水华。

群体和单细胞微囊藻对短期高光胁迫的生理响应

为了探讨不同形态的微囊藻(Microcystis)对光的耐受能力及其应对机制,研究比较了短期高光强条件下群体微囊藻和单细胞微囊藻的生理响应,结果表明,在高光强胁迫下,群体和单细胞微囊藻的叶绿素含量、最大电子传递速率(ETR_(max))均降低,但与单细胞微囊藻相比,群体微囊藻的下降幅度较小;在高光强胁迫下,群体微囊藻的过氧化氢酶(CAT)与超氧化物歧化酶(SOD)的活性均显著增加,而单细胞微囊藻只有CAT活性增加;在短期高光胁迫下,群体微囊藻的死亡率没有显著变化。这些结果表明群体微囊藻比单细胞微囊藻能耐受更高的光强,也暗示了群体微囊藻在野外高光强条件下更具竞争优势。

环境因子对铜绿微囊藻7820胞外多糖的影响

研究了多种环境因子对铜绿微囊藻7820可溶性胞外多糖(extracellular polysaccharide,EPS)合成的影响.在18 d内,较高浓度的NO3-,较高的pH和光强,均显著提高了EPS的合成,其中,NO3-对EPS的合成影响最大,其最大产率为5.255μg.L-1.d-1.而KH2PO4,CaCl2,MgSO4等大量元素、以及微量元素FeCl3和EDTA对EPS的合成无明显影响;除在实验后期20℃时EPS有较大增加外,温度对其无明显影响.在各种环境因子影响下,EPS产量均随时间延长而增加.此外,NO3-,pH和光强对铜绿微囊藻7820的生长速率和总糖的产生也有影响,在较低的NO3-浓度、适中的pH和光强下,生长速率较高;而较高的NO3-浓度、较低的pH和光强,其生长速率明显较低;略低的NO3-浓度和光强可明显提高其总糖产量,而较高的NO3-浓度和弱的光强则明显降低其总糖产量;pH对总糖的产量影响不大.微囊藻有较高的多糖积累,其EPS和总糖的合成有不同的机制.

棕鞭藻及其培养滤液对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响

为探究藻类之间的可能存在的信息传递,研究了棕鞭藻(Ochromonas sp.)及其培养滤液对铜绿微囊藻的生长及生理特性的影响。结果发现, 3种不同接种比例(1﹕4、1﹕1和4﹕1)的棕鞭藻与微囊藻共培养下,微囊藻细胞密度到第4天均下降到最低值,而棕囊藻细胞密度则显著增加。同时,棕鞭藻培养滤液能够抑制微囊藻的生长、导致丙二醛(MDA)含量和过氧化氢酶(CAT)活性。此外,棕鞭藻培养滤液也能促进微囊藻胞外多糖(EPS)含量显著增加。这表明棕鞭藻不仅能吞噬微囊藻,而且可能释放某些化感物质抑制微囊藻生长及生理参数。这暗示了棕鞭藻可作为潜在的藻类水华控制生物,抑制早期藻类大量增殖。

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。

水华束丝藻对磷的生理响应研究

束丝藻(Aphanizomenon Morr.ex Born.et Flah.)是我国淡水水体常见的水华蓝藻之一,由其引发的水华已产生了严重的环境及生态安全问题。然而,目前对束丝藻的研究仍相对较少。为了揭示环境因子对束丝藻的影响,研究从淡水水体限制因子?磷入手,探讨其对束丝藻的生理生态效应,研究了不同磷浓度(0.00、0.02、0.05、0.50、1.00 mg/L)对水华束丝藻的生长、光合作用及碱性磷酸酶变化的影响。结果表明:水华束丝藻在磷浓度低于0.50 mg/L条件下,其比生长速率(μ)、最大光合反应(Pm)、饱和光强(Ik)、PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)和最大电子传递速率(ETRmax)均下降,而暗呼吸(Rd)显著增加,这表明培养基磷浓度低于0.50 mg/L时,水华束丝藻产生磷营养胁迫,导致其光合作用受到抑制,呼吸作用增强,进而抑制其生长。为了应对这种胁迫,束丝藻显著增加了其碱性磷酸酶活性(APA),APA的增加,使得水华束丝藻能够分解有机形态磷物质转化为其可利用无机磷来缓解磷胁迫。当磷浓度高于0.50 mg/L时,水华束丝藻各种参数并没显著性差异,表明磷浓度高于0.50 mg/L能够保证水华束丝藻的正常生理特征。这些结果揭示了在低磷条件下,水华束丝藻能通过调节光合作用和APA等生理响应,使其保持生存和竞争优势。

无机磷对多甲藻生长及叶绿素荧光的影响

磷通常被认为是水体藻类生长第一限制因子,水体中磷的质量浓度对藻类生长与光合作用有着重要的影响.多甲藻(Peridinium umbonatum)是淡水甲藻水华常见的种类,而磷对其影响的研究甚少.以多甲藻为研究对象,探讨不同质量浓度无机磷源对多甲藻的生长及叶绿素荧光的影响.结果表明,随着无机磷质量浓度的增加,多甲藻的吸光度(OD)也增加.从培养期的第11d开始,磷质量浓度为0.1和0.6 mg/L处理下的多甲藻的OD值高于无磷(0 mg/L)与低磷(0.005,0.02 mg/L)处理.叶绿素荧光动力学参数结果发现,当磷质量浓度为0.005mg/L与0.02mg/L时,PSII单位反应中心(RC)耗散掉的能量(DI_0/RC),单位反应中心捕获的并用于还原QA的能量(TR_0/RC),单位反应中心传递到电子传递链末端的能量(RE_0/RC),单位面积(CS)吸收的光能(ABS/CS_0),单位面积的热耗散(DI_0/CS_0),单位面积捕获的光能(TR_0/CS_0),单位面积电子传递的量子产额(ET_0/CS_0),单位面积传递到电子传递链末端的能量(RE_0/CS_0),吸收的能量传递到电子链末端的量子产率(R_0)与无磷处理组差异无统计学意义.而磷质量浓度高于0.1mg/L时,荧光参数与无磷处理组差异有统计学意义(p<0.05).这些结果表明了高磷处理(0.1,0.6mg/L)显著促进了多甲藻的生长与光合作用,而无磷与低磷条件则对甲藻的生长与光合产生一定胁迫,也暗示了磷质量浓度的变化可能影响多甲藻水华的发生及过程.

22种丝状异型胞固氮蓝细菌的16S rDNA的PCR-RFLP分析

用 1对引物CYA10 6F及 781R(a)从 2 3种蓝细菌的DNA中扩增出一条 6 0 0bp的 16SrDNA PCR片段 .对该片段进行的限制性酶切长度多态性 (RFLP)分析表明 :可将其中 2 1种自生或共生的丝状异型胞固氮蓝细菌的样品分为 2个类群组 ,基本上对应于形态分类上的Anabaena及Nostoc属 .但有 1种被认为是Anabaena的蓝细菌以及作为对照的 1种聚球藻 (Synechococcus)蓝细菌样品被明显区分出来 ,并发现Anabaena属的蓝细菌也可同被子植物根乃拉草 (Gunnera)

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。