铜绿微囊藻与浮萍联合生长对净化水体的影响

本实验以1/5的Hoagland溶液为培养液,设置0、20、40、60、80、100mL/L六个铜绿微囊藻(FACHB 930,107 cells/mL)接种梯度与少根紫萍(ZH0051,400g/m2)共培养.结果发现,少根紫萍的生长速率、抗氧化物酶活性(SOD、APX和CAT)以及培养液中微囊藻毒素含量随着铜绿微囊藻接种量的增加呈现出先升高后降低的趋势,而少根紫萍体内微囊藻毒素却先降低后升高,淀粉累积量呈现出逐渐下降的趋势.铜绿微囊藻的接种量为20mL/L时,少根紫萍的生长速率达到最大值(3.64g/m2·d).当接种量在60~80mL/L之间时,少根紫萍能从培养液中高效的移除氮、磷.实验结果表明,当水体中铜绿微囊藻浓度在2.0×108 cells/L(接种量为20mL/L)左右时,少根紫萍能够达到最大的生物量、相对高的淀粉累积量、以及高品质的氮磷去除率,并能有效地抑制铜绿微囊藻的生长.

少根紫萍对铜绿微囊藻胁迫的生化响应模式

了解在藻类胁迫下浮萍的应激和抗胁迫机制,为提高浮萍水污染修复的应用效益提供参考.本研究设置了不同浓度梯度的铜绿微囊藻与少根紫萍共培养体系,并测生物量、叶绿素、抗氧化酶以及藻毒素等指标.实验结果如下:少根紫萍在低剂量铜绿微囊藻3×10^8 cells/L,6×10^8 cells/L共培条件下可持续富集藻毒素;各组少根紫萍的生长均受到抑制,3×10^8 cells/L低剂量组在共培养6 d后可以促进少根紫萍的增长;少根紫萍中不同抗氧化酶在铜绿微囊藻胁迫下的酶活变化不同,3×10^8 cells/L低剂量组在共培养6 d后过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)酶活显著提高,共培养12 d后超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)酶活有所提高.结果表明铜绿微囊藻胁迫下少根紫萍生长发育受到抑制,低浓度铜绿微囊藻胁迫下可以提高少根紫萍的抗氧化应激能力,过高浓度可能会导致抗氧化酶的异常表达并损害体细胞的正常代谢.

镉胁迫下麻疯树转录组测序分析

麻疯树是一种能适应多种恶劣环境条件的能源植物,目前关于其抵抗重金属胁迫的分子调控机理尚不清楚。从组学水平整体分析其基因表达模式对于筛选关键基因、解析镉胁迫响应调控网络和促进分子育种具有重要意义。利用Illumina测序技术对水培条件下培养的处理组(Cd100)和对照组(CK)麻疯树幼苗叶的转录组进行高通量测序,两个数据库的测序数据经de novo组装得到50448条高质量的Unigene。两个样品中发现了2551条差异表达基因,其中539条上调基因,2012条下调基因。根据不同数据库的注释信息,发现麻疯树镉胁迫引起叶片中多种代谢途径的变化,包括碳代谢,光合作用,植物激素信号转导以及植物病原响应途径。DAVID分析显示镉胁迫引起了麻疯树叶中与离子转运相关基因的变化,导致叶片中Na离子和铁离子稳态的变化。转录因子分析发现WRKY和ZIP在镉胁迫中发挥重要作用。用qRT-PCR技术对随机挑选的5个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。深入探讨了麻疯树镉胁迫的分子机理,为进一步应用于基因工程和植物修复提供基础。