桉树脑和柠檬烯对莱茵衣藻光合特性的影响

为了揭示蓝藻挥发性有机化合物(VOCs)中两种主要萜烯类化合物桉树脑和柠檬烯对其他藻类的化感作用,研究了此两种化合物对莱茵衣藻细胞生长、光合素吸收光谱和光合性能的影响。结果表明,莱茵衣藻在1.6和4 mmol/L桉树脑以及0.4和0.8 mmol/L柠檬烯处理24h后,细胞生长受到明显抑制,与对照相比,细胞密度分别降低了16.7%、50.6%、29.1%和44.4%。同时,1.6和4 mmol/L柠檬烯处理会诱导藻细胞全部死亡。此外,莱茵衣藻光合色素在413、433、457和663 nm处的吸收峰均明显降低,光合色素的各成分发生明显降解,叶黄素甚至在0.8 mmol/L柠檬烯处理下完全降解消失。在桉树脑和柠檬烯处理后,莱茵衣藻从O点到P点的荧光强度均低于对照,并且随处理浓度升高而降低。同时,荧光诱导动力学参数中,φP_o、Ψ_o、φE_o、RC/CS_(MS)、ABS/CS_M、TR_o/CS_M、ET_o/CS_M和PI_(ABS)均明显降低,而DI_o/CS_M则明显升高,这表明桉树脑和柠檬烯可抑制莱茵衣藻PSⅡ量子产生和电子传递,并使吸收的光能以热的形式进行耗散。由此可见,桉树脑和柠檬烯可能通过引起其他藻细胞光合色素降解、降低光合性能而发挥化感作用。

NaNO_3胁迫对两种微囊藻VOCs释放的影响

为了揭示硝酸盐过量积累对藻类产生胁迫后对藻类挥发性有机化合物(VOCs)释放以及水体气味的影响,研究以形成蓝藻水华的主要种类铜绿微囊藻和水华微囊藻为材料,在Na NO3胁迫下,对其细胞生长和释放的VOCs进行测定分析。结果表明,Na NO3胁迫24h后,铜绿微囊藻和水华微囊藻细胞生长均受到明显影响,与对照相比细胞密度分别降低了29.6%和43.0%。在正常条件下,铜绿微囊藻和水华微囊藻分别释放出26和27种化合物,其主要类型是硫化物、烃类、萜烯类、苯类、醛类和酯类化合物。在Na NO3胁迫下,VOCs含量均明显增加,其中铜绿微囊藻释放的此6类VOCs含量分别增加了60.5%、14.3%、136.6%、92.1%、730.0%和120.7%,水华微囊分别增加了172.7%、162.5%、154.0%、55.9%、51.2%和109.4%。此外,铜绿微囊藻VOCs中出现4种新成分,水华微囊藻VOCs中出现1种新成分。由此可见,硝酸盐过量积累对藻细胞产生胁迫后会诱导其释放出大量VOCs,从而增加水体气味、破坏水质。

无磷条件诱导铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)释放挥发性有机化合物对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的影响

为了揭示磷(P)营养缺乏对蓝藻释放挥发性有机化合物(VOCs)的影响及其对其他藻类的化感作用,以形成蓝藻水华的主要种类铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为材料,在无P培养条件下对其释放的VOCs进行分析,同时测定VOCs对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)生长、光合色素含量和光合性能的影响.结果表明,采用无P培养基培养铜绿微囊藻24 h后,其释放的VOCs种类和含量均明显增加,与标准培养基培养相比,VOCs总释放量增加了73.4%,并出现7种新化合物.将铜绿微囊藻释放的VOCs通入莱茵衣藻溶液中,在标准培养基中铜绿微囊藻释放的VOCs对莱茵衣藻生长无显著影响,而无P条件下释放的VOCs则明显抑制莱茵衣藻生长,其响应指数(RI)为-0.25.此外,莱茵衣藻光合色素含量、光系统II(PSII)最大光化学量子产量(Fv/Fm)、有效光化学量子产量[Y(II)]、光化学淬灭系数(q P)和光合电子传递速率(ETR)也明显降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)则明显升高,其RI为0.26.由此可见,蓝藻在富营养化水体中大量繁殖以及P自身沉降特性导致的P缺乏会促进蓝藻释放VOCs,同时这些VOCs在保持蓝藻营养竞争优势和水体藻类多样性减少中具有化感抑制作用.