重离子辐照对盐生杜氏藻的诱变效应及光合响应机理

为探讨重离子束对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)的生物效应及光合响应机制,本研究利用0~320 Gy剂量范围内的重离子对盐生杜氏藻进行辐照处理,并对重离子辐照后10 d内的藻细胞生物量、叶绿素荧光参数及β-胡萝卜素的积累量等进行了系统的测定和分析。对细胞干重的测定结果表明:与未辐照盐生杜氏藻相比,90 Gy、240 Gy和320 Gy的重离子辐照均显著提升了藻细胞10 d内的生物量,240 Gy辐照后的藻细胞生物量最大提升了1.78倍;进一步应用叶绿素荧光成像系统Water-PAM对辐照后藻细胞的叶绿素荧光参数,包括光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率(Fv/Fm)、实际光合效率(ΦPSII)及热耗散能力(NPQ)等,指标的变化趋势进行分析。表明上述3个剂量的辐照有效提升了盐生杜氏藻的光合作用效率,其中240 Gy辐照可以使藻细胞更快地启动光保护机制。通过紫外分光光度法对辐照后β-胡萝卜素的积累进行了检测分析,结果表明,利用240 Gy和320 Gy的重离子辐照10 d后,β-胡萝卜素产量分别提高了1.3倍和1.1倍。本研究首次探讨了重离子辐照的剂量和时间对盐生杜氏藻的生物效应,同时也为绿藻光合系统对辐照损伤的响应机制提供了初步的理论和实验依据。

砷输入对河口沉积物微生物厌氧发酵的影响

为探究外源五价砷(arsenate,As(Ⅴ))输入对砷污染环境沉积物原位微生物厌氧发酵和群落结构影响,阐释As(Ⅴ)与砷污染河口沉积物微生物群落结构互作效应,本研究以辽宁省葫芦岛市某锌厂排污口下游高砷污染的五里河河口沉积物为对象,通过外源添加As(Ⅴ)(1、10、60 mg·L^(-1))进行富集培养,测定产氢产酸、pH与碳源消耗等理化参数,结合高通量测序技术检测沉积物中微生物群落组成变化;同时采用平板稀释涂布方法筛选高浓度As(Ⅴ)富集菌液中优势菌株。结果表明,富集培养过程中,所有处理组的砷形态都发生了转化,其中在60 mg·L^(-1)外源As(Ⅴ)投加下,约43%的As(Ⅴ)转化为三价砷(tarsenite,As(Ⅲ));微生物群落组成自原始沉积物的11个门转为单一厚壁菌门(Firmicutes),优势菌属狭义梭菌属1(Clostridium_sensu_stricto_1)占据优势生态位。自60 mg·L^(-1)的As(Ⅴ)输入的富集菌群中,筛选分离出一株厌氧发酵丁酸梭菌(Clostridium butyricum CXL⁃1),该菌株具有较高的As(Ⅲ)耐受性(≥200 mg·L^(-1)),并能利用葡萄糖发酵代谢产生有机酸和H2等发酵产物,为硫酸盐还原菌、产甲烷古菌等提供氢气和碳源。本研究结果可为砷污染环境微生物厌氧矿化修复提供参考。