洪湖周边三种典型养殖类型池塘浮游植物群落特征及其与环境因子的关系

不同养殖水体浮游植物群落结构和丰度的变化,可反映水质和水产品状态,认识其变化特征和驱动力,对养殖管理和尾水处理有重要的指导意义。本研究于2019-2020年在洪湖养殖区域选择了三种典型养殖类型池塘(克氏原螯虾、中华绒螯蟹、大宗淡水鱼,以下分别简称为龙虾塘、河蟹塘和鱼塘),解析了各类型池塘浮游植物的物种组成、细胞密度、生物量和多样性的季节变化趋势。结果显示:(1)共检测到浮游植物132种,隶属于7门96属。浮游植物细胞密度和生物量总体趋势为鱼塘>河蟹塘>龙虾塘,年平均细胞密度分别为1.06×10^(8)、6.04×10^(7)和2.35×10^(7)cell/L,年平均生物量(叶绿素a表示)分别为94.82、65.95和31.15μg/L。(2)三种养殖模式池塘中浮游植物群落结构具有显著性差异,并具有明显的季节演替。春夏两季中龙虾塘与河蟹塘的浮游植物群落结构组成更为相似,而秋冬两季中河蟹塘与鱼塘更为相似。龙虾塘和河蟹塘浮游植物多样性指数和均匀度指数均在收获季节(龙虾为夏季,河蟹为秋季)最低。(3)冗余分析结果表明温度(Temp)、溶氧(DO)、pH和溶解性总磷(DTP)是影响养殖池塘中浮游植物群落组成的主要环境因子。多元线性回归模型显示,不同季节中解释浮游植物生物量变化的主要因素不同,春季和秋季为总氮(TN)和养殖动物类型,冬季为TP、DTP、NH_(4)^(+)-N。鉴于各养殖类型在排水季节的浮游植物优势类群变动,建议加强养殖尾水监控,以预判尾水种源迁移对邻近水域的潜在影响。

淡水藻种库(FACHB)库藏产2-MIB蓝藻的鉴定及其产嗅特征研究

为认识产二甲基异莰醇(2-MIB)蓝藻的形态和产嗅特征,从国家水生生物种质资源库淡水藻种库中筛选出24株可产2-MIB藻株,描述了这些藻株的形态特征和生境分布。结合形态和16S rRNA基因分析对藻株进行物种鉴定复核,修订了部分库藏藻株物种名称,例如发现库藏产2-MIB的浮丝藻属种类应当被重新鉴定为拉氏拟浮丝藻或索状气丝藻。基于mic基因系统发育树分析,显示蓝藻mic基因形成5个分支。通过2-MIB含量检测发现,不同藻株间单个细胞总2-MIB含量为6—2549 fg/cell,其含量通常为拉氏拟浮丝藻>索状气丝藻>灰假鱼腥藻。研究提供了产2-MIB蓝藻的形态、分子、生态和产嗅特性等的基础数据,首次报道气丝藻、沙丝藻、苏打丝藻种类可产2-MIB,并在国内首次报道了产2-MIB的微鞘藻,为进一步研究产2-MIB蓝藻生理生态特性提供重要的实验材料和科学依据。

蓝藻膦酸酯代谢及其生态意义研究进展

膦酸酯是新近发现的一类生物可利用磷,其广泛存在于水生生态系统,是水体有机磷库的重要组成,构成水体磷氧化还原循环的关键环节。随着研究的深入,越来越多的蓝藻藻株被证实参与膦酸酯的生物利用与合成,有助于阐明其适应低磷环境的机制,促进了对蓝藻磷策略与水体磷循环的全面理解,具有重要的生态学意义。与此同时,蓝藻对膦酸酯的利用性状,使得膦酸酯作为环境污染物与蓝藻磷源的双重作用开始显现,这会对水体浮游生物竞争格局的研究产生深远影响;而蓝藻的甲基膦酸代谢也被认为是水体好氧甲烷发生的来源之一。本文回顾了蓝藻膦酸酯利用与合成的研究历史,对目前蓝藻膦酸酯代谢过程生态风险与生态意义的研究进展进行了梳理,并对这一领域未来发展趋势进行了评述。

TA(三十烷醇)乳粉对螺旋藻的促长作用及生理调控

研究了TA(三十烷醇 )乳粉对钝顶螺旋藻的生长、光合活性及氮素代谢的影响 .结果表明 ,较低浓度的TA处理 ,可明显促进生长 .经TA浓度为 0 .0 1mg/L的处理后 ,螺旋藻的生长速率提高 12 .4 % ,光合放氧速率提高 2 9.9% .这种生长促进作用可能与TA处理后光合色素含量的明显增加有关 .其中叶绿素a含量提高 18.6 % ,藻蓝素和类胡萝卜素的含量分别提高 5 4 .1%和 38.5 % .研究结果还表明 ,在TA处理后的 2～ 4d内 ,螺旋藻的硝酸还原酶活性可提高2 0 .0 %～ 4 2 .0 % .此外 ,处理组的蛋白质和氨基酸含量也明显高于对照组 .这表明 ,TA乳粉对螺旋藻的氮素代谢也有一定的促进作用 .图 3表 3参

雨生红球藻FACHB-712营养细胞和厚壁孢子低温保藏效果及优化

以高产虾青素的雨生红球藻(Haematococcus pluvialis Flotow)FACHB-712藻株为材料,研究2种细胞形态(营养细胞和厚壁孢子)在低温保藏下的复苏率及其差异原因。结果显示,采用两步法(先预冻降温后再投入液氮中)冻存其营养细胞,在不同冻存条件下,其存活率均低于5%,以10%甘油作为保护剂、冻存速率为0.5℃/min、预冻温度为-40℃、保留30 min,然后再投入液氮罐(-196℃)中保藏,其存活率可达到13.3%。采用两步法冻存厚壁孢子,其复苏存活率高达66.13%,复苏萌发后细胞的生长特性、虾青素含量与液氮保藏前无明显差异(P>0.05)。对液氮保藏前后藻细胞形态和超微结构观察结果表明,超低温保藏后,营养细胞的结构受到较大损伤,而厚壁孢子受到的损伤相对较小。当添加不同保护剂后,直接将厚壁孢子分别冻存在-20℃、-80℃低温及液氮中,发现-80℃低温冻存处理组的复苏存活率相对较高,可达27%。研究表明采用两步法先预冻降温后再投入液氮中冻存厚壁孢子,是长期保藏雨生红球藻FACHB-712的最佳方法,也可采用一步法将厚壁孢子冻存于-80℃冰箱中。

扁蓄总黄酮提取方法的比较

The factors which effected the extraction of total flavones from Polygonum aviculare L. var. aviculare were discussed with respects to solvent, concentration and the extracting temperature. The rutin was used as a standard compound, the total flavones extracted by the different extracting procedure were quantitated by measurement of absorbance at 510 nm. The results show that 80 ℃ and 35% alcohol are optimal and the extracting rate of the total flavones is as high as 4.349%.

光强对微囊藻群体形态的影响及其生理机制研究

为了探讨光照对微囊藻形态的影响,研究了6株不同种的群体微囊藻在不同光强下群体形态的变化及其响应机制。研究发现,随着光强的增加,6株群体微囊藻的群体尺寸变大。当光强为80—200μmol/(m2·s)时,群体微囊藻DH-M1和DC-M2的比生长速率显著增大,而另4株在高光强下比生长速率无显著性差异;对多糖含量分析发现,高光强对群体微囊藻TH-M2、DC-M1、FACHB1174和FACHB1027胞外及胶被多糖的分泌与释放有显著的促进效果,而DH-M1和DC-M2多糖含量增加不明显。对于不同的微囊藻株,高光强促进群体形态变化的作用机理不同:光饱和点低的微囊藻是通过分泌大量的胞外及胶被多糖使群体尺寸变大,而光饱和点高的微囊藻是通过生长来促进群体尺寸的增大。此外,对产毒藻株在不同光强下的毒素基因表达及胞内毒素测定发现,高光强组的群体微囊藻mcyB和mcyD表达量升高,且胞内微囊藻毒素含量增加显著,推测微囊藻毒素也可能是影响微囊藻群体形态及大小的作用因子之一。

滇池北部湖湾不同底泥性状对微囊藻复苏影响的模拟

滇池北部福保湾主要承接上游昆明市的生活污水及周边工业污水,其污染程度极为严重.本研究在福保湖湾内设置4个采样点,分别采集了不同区域的沉积物,首次模拟研究了微囊藻(Microcystis)在不同沉积物环境中复苏能力差异,结果表明微囊藻在模拟实验中的复苏能力表现出对不同底质的不同适应性,入口湖区的沉积物对微囊藻的复苏有极强的抑制作用.藻类复苏后达到的最大生物量(以叶绿素a计)分别为东岸对照区的4.7%,西岸对照区的6.6%及吹填区的11.9%,其中微囊藻生物量也远低于其它各样点,占东岸对照、吹填区及西岸对照的比例分别为5.2%、10.3%和19.4%.以上研究暗示了河口处沉积物不适合微囊藻的复苏.福保湾藻类水华的种源贡献应该主要依靠外源性输入,即湖流场和风向所导致的藻类水平迁移贡献远远大于底泥复苏至水体的垂直迁移.

枯斑拟盘多毛孢的培养条件对其产毒的影响

为进一步深入探索培养条件对枯斑拟盘多毛孢产毒能力的影响,对该菌在4种固体培养基与一种液体培养基上的产毒能力进行了比较研究.结果显示,枯斑拟盘多毛孢较适宜固体培养基的培养,能在麦粒、麦麸天然固体培养基上具有极强的产毒能力.在不同浓度毒素的生测反应中,上述两种培养基上产出的毒素在稀释20倍时,仍对松针(生测材料)有一定的致病活性.通过枯斑拟盘多毛孢代谢物提取组分的生测比较,发现该菌产出毒素溶于水,不易挥发.不同生测方式对毒素致病活性影响的研究显示,针刺法作用速度较快,但在低浓度毒素时,致病反应不如浸泡法明显.在此基础上,对枯斑拟盘多毛孢毒素作为除草剂作了一定研究,但致病效果不明显.一系列实验结果表明培养条件是该菌产毒能力大小的重要影响因素.

蓝藻水华堆积处理池中微囊藻毒素降解细菌的分离及降解特性

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)近年来由于蓝藻水华在世界范围内频发而受到广泛关注。从太湖北部蓝藻水华堆积处理池中分离出一株微囊藻毒素降解细菌SW1,经16S rDNA序列分析鉴定为鞘氨醇单胞菌(Sphingopyxis sp.)。SW1的生长最适pH为中性(pH 6—8),但也能生长于pH 10条件下。SW1对MCs的两种异构体MC-LR和MC-RR具有高降解活性,并表现出一级反应动力学特征,其降解速率常数分别为0.35/h和0.28/h。温度和pH对SW1降解活性有很强影响:在温度为22—37℃,pH中性或弱碱性条件下(MC-LR,pH6—9;MC-RR,pH 7—8),SW1具有高降解活性;而在低温和强碱性条件下其降解活性受到强烈抑制。聚合酶链式反应(PCR)表明SW1及蓝藻水华堆积处理池均含有mlrA的同源基因,表明处理池中存在MCs的生物降解。

微藻种质资源库——藻类科学研究和产业发展的重要平台

微藻是指一类形态微小,能够进行光合作用,以单细胞或简单多细胞形式存在的藻类。作为一类重要的生物资源,活体微藻的保藏和共享服务是开展藻类科学研究和藻类产业发展的必要平台和基础。坐落于中国科学院水生生物研究所的淡水藻种库(FACHB-Collection)正式成立于1973年, 1996年作为创会成员加入中国科学院典型培养物保藏委员会;2019年成为国家水生生物种质资源库的核心成员。该库保藏逾3400株微藻,隶属于9门169属。年均为国内外用户提供2500株藻株,并提供藻种鉴定、分离纯化和培养技术等方面的服务和咨询。文章回顾了国际微藻种质资源库的发展历史和现状,介绍了国内微藻种质资源保藏情况,着重介绍国家水生生物种质资源库——淡水藻种库在库藏藻株多样性、共享服务、藻株无菌化、超低温保藏技术及优良品种选育与应用等方面的进展,瞄准提升我国在藻类学研究和藻类产业研发的竞争力,提出了藻种资源库未来发展的建议。

微囊藻毒素缓解过氧化氢胁迫下铜绿微囊藻损伤的初步研究

过氧化氢可抑制藻类生长,同时会导致微囊藻毒素(Microcystins,MCs)的释放,实验设置4个处理组探讨了外源微囊藻毒素MC-LR对H2O2胁迫下铜绿微囊藻生理生化变化的影响。结果表明:在H2O2胁迫下,微囊藻的生长和光合活性受到显著抑制,藻细胞存活率降低,ROS含量明显增加,SOD活性上升。与单独H2O2胁迫相比,加入MC-LR能增加微囊藻细胞的存活率。250μmol/L H2O2处理24h和48h后,在培养基中加入200 ng/mL MC-LR可以缓解H2O2对铜绿微囊藻光合系统PSII活性的抑制作用。当微囊藻暴露于250μmol/LH2O2环境中时,添加了MC-LR处理组藻细胞中的ROS含量明显减少(P<0.05)。在相同浓度H2O2且加入了外源MC-LR后藻细胞SOD活性下降(P<0.05)。因此,微囊藻毒素MC-LR可缓解250μmol/L H2O2引起的氧化损伤并增强微囊藻自身的生存能力。研究结果有利于阐明H2O2胁迫影响产毒蓝藻生长代谢的途径及MCs生物学意义。

渗透与非渗透性抗冻剂联用技术对铜绿微囊藻的超低温保藏研究

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa Kütz)是一种在全世界分部很广的淡水水华蓝藻。在实验室长期的研究工作中,为了使铜绿微囊藻能维持稳定的生理学特征,通常使用超低温保藏技术长期冻存藻细胞。研究发现,同时使用渗透性和非渗透性的抗冻剂比只使用传统的渗透性保护剂能显著提高Microcystis aeruginosa超低温保藏的存活率。以三株铜绿微囊藻为材料进行二步法超低温保藏,对4种抗冻剂(甲醇、二甲亚砜、丙三醇、聚乙烯吡咯烷酮),两种降温速率(1℃/min、0.5℃/min),第一步温度设置(30℃、40℃、80℃)进行筛选;用流式细胞仪和细胞计数检测存活率,并监测冻后相关生理参数、PSII、细胞色素、生长曲线等以确保该方法可保持藻株的活性和生理状态。结果表明,5%的二甲亚砜和30%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)同时使用时能达到最好效果,并能保持生理活性与冻前一致。

螺旋藻优质高产的新方法研究

螺旋藻是一种已有 35亿年生命史的最古老的原核光合生物 ,已被联合国粮农组织 (FAO)和世界卫生组织 (WHO)誉为“2 1世纪最佳保健食品”。通过多年多点室内外试验研究 ,探明了TA乳粉促进螺旋藻优质高产的应用技术。在螺旋藻工厂化生产中 ,向养殖池添加TA 0 0 1～ 0 0 2mg/L的TA乳粉 ,能促进螺旋藻的细胞分裂、增殖及藻丝生长 ,提高净光合速率和干物质积累 ,增强硝酸还原酶活力和呼吸强度 ,并显著提高蛋白质、氨基酸、藻蓝蛋白、β -胡萝卜素、叶绿素及类胡萝卜素等含量。在促进螺旋藻品质明显改善的同时 ,还能显著提高其生物产量 ,处理比对照的增产幅度可达 1 19～ 1 76 g/d·m2 ,增产率 2 0 %～ 30 %。用TA乳粉作为螺旋藻养殖的调节剂及其养殖工艺是一项新创举 ,并开拓了TA乳粉在微藻上应用研究的新领域 ,是促进螺旋藻优质高产的一种比较好的方法 ,应用前景十分广阔。

具晶泡绿藻(Vacuoliviride crystalliferum)——分离自特殊生境的真眼点藻纲中国新纪录属种

从南京产白乳胶样品中分离和培养得到1株藻种,编号为FACHB-2245,对其进行形态观察和SSU基因序列分析。结果显示,该藻株为单细胞,球状至椭球状,细胞壁平滑。细胞具有1个大液泡、1个红色球体和1个透明晶状结构以及许多折光颗粒。叶绿体周生,1至多个,具膨大的蛋白核。结合形态和分子系统发育分析,确定这株藻种为真眼点藻纲的具晶泡绿藻(Vacuoliviride crystalliferum Nakayama,Nakamura,Yokoyama,Shiratori,Inouye&Ishida)。该属种在我国是首次报道,生活于白乳胶这一特殊生境。基于SSU序列的系统发育研究表明,具晶泡绿藻藻株与真眼点藻纲中的角绿藻属(Goniochloris Geitler)、粗盘藻属(Trachydiscus Ettl)和假十字趾藻属(Pseudostaurastrum Chodat)的亲缘关系密切,位于这些类群的基部。

中国淡水共球藻纲新记录属种——土佐牧野藻(Makinoella tosaensis Okada)

报道分别从湖北省武汉市内和云南省西双版纳小水池中分离培养的两株绿藻，对其进行了形态和18S rDNA基因序列分析，编号分别为FACHB-1783和FACHB-1784。这两株绿藻具独特的四边形群体形态，通常为4或16个细胞，细胞为宽椭圆形至不规则卵圆形、细胞壁两端无增厚，叶绿体多数、片状，具蛋白核。结合形态和分子系统发育分析，确定这两株绿藻为我国1 种淡水共球藻纲新记录属种——土佐牧野藻(Makinoella tosaensis Okada)。基于18S rDNA基因的系统发育研究表明这两株绿藻与分离自韩国的土佐牧野藻基因序列相似度可达99.6%~99.9%，并且以较高的支持值与土佐牧野藻聚在一起。

蓝藻无菌化方法研究进展

随着微藻产业的蓬勃发展,蓝藻作为具有重要经济价值的资源受到人们越来越多的关注,其多糖和蛋白的开发已被应用于多个领域。为了更深入清晰地挖掘蓝藻的特性和功能,研究者首先需获得无菌的纯种藻株,这是深入开展蓝藻生理生化、遗传和毒性等研究的基础。重点综述了如何根据蓝藻的结构及生理特性选择合适的无菌化方法,介绍了基于蓝藻与污染菌之间差异性的无菌化方法,以期为蓝藻的无菌化工作提供参考。

一株淡水水华胞甲藻的形态观察和系统发育分析

胞甲藻属(Cystodinium Klebs)是植甲藻目(Phytodinales)一种生活于淡水表层、漂浮、不运动的甲藻类群。由于胞甲藻属材料不易获取、人工培养困难等,目前对该属的分类地位、分子系统发育和生活史等方面的了解仍十分有限。2013年夏季,我们从武汉市官桥基地一个发生严重胞甲藻水华的鱼塘中取样,经过分离和培养,于国内首次成功获得此甲藻,将其编号为FACHB-1781,并保存于淡水藻种库中。经形态观察和分子鉴定,确认该甲藻为胞甲藻属的巴达维亚胞甲藻(Cystodinium bataviense Klebs),其形态特征为:营养细胞近新月形或长卵形,两端渐窄、末端钝圆,背腹侧常向外部隆起,无刺或角状延伸。基于SSU r DNA序列的系统发育分析表明,植甲藻目不是单系起源的类群,巴达维亚胞甲藻与Cystodinium phaseolus亲缘关系密切且聚为一枝,而另一些植甲藻类群(如Hemidinium nasutum和Gloeodinium viscum)与其它已知SSU r DNA序列的甲藻类群亲缘关系不密切。