理化因子对原绿球藻生长及其色素含量的影响

以COA为基础培养基，进行了光照、温度、盐度等理化因子对原绿球藻生长和色素含量影响的单因子试验。试验结果表明，原绿球藻适宜生长的光照度为500～2500lx，最适光照度为500～1000lx：适宜生长的温度为10～30℃，最适温度为25～30℃；适宜生长的盐度为0～44．9，最适盐度为13．7～33．4；适宜生长的pH5～11，最适pH8～10；最适氮源为NH4-N，其次为（NH2）2CO；适宜生长的氮（NH4Cl）质量浓度为5～25mg／L，最适质量浓度为15～25mg／L。理化因子对该藻色素含量的影响与其生长相吻合。

氮、磷、铁对原绿球藻生长的影响

通过单因子试验和正交实验方法研究了N、P、Fe对原绿球藻生长的影响,试验结果表明:在单因子试验中,不同形态N、P、Fe及最佳形态N、P、Fe的不同浓度对原绿球藻生长的影响显著,原绿球藻生长的最佳N盐是NH4Cl,其最佳浓度为20mg.L-1;最佳P盐是Na2HPO4,其最佳浓度为1.0mg.L-1;最佳Fe盐是FeCl3,其最佳浓度为0.1mg.L-1.在正交试验中,当N的浓度为35mg.L-1、P的浓度为1mg.L-1、Fe的浓度为0.5mg.L-1时,原绿球藻生长最快.

原绿球藻生态条件的研究

原绿球藻(prochlorococcus sp.)是一种海水单细胞藻类,个体小(平均长径0.8μm,宽0.5μm),生长繁殖迅速,是水产养殖中一种新的理想生物饵料。笔者在实验室条件下.研究了温度、光照和营养盐成分(氮、磷、铁单因子试验和氮、磷、铁正交试验)对这种原绿球藻生长繁殖的影响,以确定该藻的最适生态条件。单因子试验结果表明:原绿球藻适宜生长的温度为10～30℃.最适温度为25～30℃;适宜生长的光照范围为20～200μmol/m^2s.最适光照为20～40μmol/m^2s;适宜生长的N、P、Fe含量浓度分别为0～30 mg/L、0～3.0 mg/L、0～1.0 mg/L,最适浓度分别为N-5～30 mg/L、P—0.5～1.5 mg/L、Fe—0.6～1.0mg/L。正交试验结果表明:Fe对藻的生长影响极显著,N对藻的生长影响显著,P作用不显著。N和P交互作用显著,N和Fe、P和Fe交互作用不显著。最优水平组合为N-30mg/L、P—1.5mg/ L、Fe-0.8mg/L。

原绿球藻的营养组分分析及饵料效果研究

为探究原绿球藻(Prochlorococcus marinus)的应用,采用生化分析测定了其营养组分,并进行了投喂蒙古裸腹溞和褶皱臂尾轮虫饵料效果试验。结果显示:原绿球藻干品中含粗蛋白42.32%,粗脂肪11.47%,碳水化合物15.11%和灰分17.48%。含16种氨基酸,总氨基酸含量为35.88 mg/g,包括必需氨基酸8种(占总氨基酸的37.54%);粗脂肪中含13种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸8种(占粗脂肪总重的58.26%),单不饱和脂肪酸(54.12%)含量较高,而多不饱和脂肪酸含量较低(4.14%)。用原绿球藻投喂蒙古裸腹溞,藻最佳浓度是400×104 cells/m L,溞世代净生殖率达4.33,内禀增长率为0.23。蒙古裸腹溞在用原绿球藻强化之后,二十碳五烯酸(EPA)能有效富集,浓度可达6.69%。不同密度的原绿球藻饲喂对褶皱臂尾轮虫抱卵数和抱卵率均影响显著。投喂藻密度在48—96h阶段以600×104 cells/m L为佳,而96—144h以400×104 cells/m L为佳。通过研究发现,原绿球藻具有较好的营养价值和饵料效果,但在蒙古裸腹溞和褶皱臂尾轮虫培养中,仍建议与其他藻混合投喂。

原绿球藻营养成分与叶绿素a、b含量研究

用化学分析方法测定了原绿球藻(Prochlorococcus sp.)一般营养成分,以及不同光照条件下叶绿素a、b含量的变化.结果表明:原绿球藻含水分80.56%,干品中含有蛋白质42.32%,碳水化合物15.11%,粗脂肪11.47%,灰分17.48%;氨基酸35.88%,包括8种必需氨基酸(37.54%)和10种非必需氨基酸(62.46%);13种脂肪酸,包括5种饱和脂肪酸(41.74%),8种不饱和脂肪酸(54.43%).在光照20μmol.(m2s)-1,温度20℃,pH 8.16,盐度20.2‰的条件下藻液蓝绿色,叶绿素a、b的比值为5.24.实验表明:原绿球藻可作为一种高品质的蛋白质和不饱和脂肪酸来源,有望作为直接投喂的饲料或作为饲料中的添加剂.

海洋原绿球藻对环境的适应机制

原绿球藻是贫营养大洋的优势自养类群,是目前已知最小的原核类光合自养生物,广泛分布于南北纬40°之间、从表层到真光层底部近200m的水层.新近分子生物学研究发现,原绿球藻可以划分出适应不同水层、不同环境的多种生态型.不同的生态型在光利用、营养盐利用方面的特点均有不同.文中从分子生物学视角出发,探讨了原绿球藻对光、营养盐的适应机制,并分析了原绿球藻基因组学特征.

中国海原绿球藻研究

原绿球藻是一种极特殊的海洋超微型放氧光合自养原核生物.其细胞极小、色素组成独特、分类和进化地位颇具争议、极具挑战性.它在大洋中分布广泛且数量极大,具有重要的生态功能,并与资源环境问题关系密切.因此,自从原绿球藻被发现以来就引起海洋科学家的浓厚兴趣,并在过去10年中开展了全球范围的调查研究.经过历时8年的研究,发现并确认了原绿球藻在中国海区的存在,查明其大量分布于中国南海和东海外海,并季节性地分布于黄海东南部;调查了其在中国海区分布的数量变动及其影响因素;研究了原绿球藻的生理生态学特征及其与其他超微型生物间的关系;探讨了原绿球藻的生态地位和对资源环境问题的重要性等.今后,应对原绿球藻在中国海区不同生态系统中的生态作用以及中国海区原绿球藻纯系的分离培养、生理特性、遗传多样性、系统进化、基因资源开发等方面继续深入研究.

原绿球藻固定化培养去除NH_4^+-N的效果

为了探究固定化微藻去除污水中NH4+-N的效果,以原绿球藻(Prochlorococcus)为藻种,采用褐藻胶包埋技术,进行了不同藻球密度(0、100×104、300×104、500×104、700×104、900×104cells·ball-1)、不同藻球用量(固定化藻球与人工污水的体积比V水/V藻球为4∶1、3∶1、2∶1、1∶1)及藻球加固工艺(Ca Cl2加固)等对比试验。结果表明:固定化藻比悬浮藻生长缓慢,去除NH4+-N的速率小于悬浮藻;固定化藻球藻细胞密度越高,去除NH4+-N的效果越好,但考虑单位藻细胞去除率,包埋密度以700×104cells·ball-1为宜;经N饥饿处理的藻细胞去除NH4+-N效果显著优于未饥饿组;固定化藻球用量大,去除NH4+-N越快,V水/V藻球为1∶1培养3 d后去除率可达100%;固定化藻球定期加固,有利于延长其使用寿命,增加对NH4+-N的吸收量。

海洋蓝细菌与异养细菌相互作用:以原绿球藻为例

蓝细菌(cyanobacteria)是海洋最主要的初级生产者,贡献了海洋净初级生产力的25%.海洋异养细菌具有多种代谢路径,能够吸收和利用蓝细菌的光合作用产物.海洋蓝细菌和异养细菌之间的相互作用关系影响海洋食物网、固碳和储碳,具有重要的生态效应和生物地球化学意义.原绿球藻(Prochlorococcus)作为蓝细菌的典型代表类群,是海洋中体积最小、数量最大的光合自养原核微生物.原绿球藻的基因组高度精简,从而减少了细胞复制中所需的物质和能量,同时减小了细胞体积,因此在寡营养大洋表层环境中具有竞争优势.然而,基因组减小同时使得原绿球藻单个细胞基因多样性下降,从而使其适应环境的潜能降低.因此,相比于其他蓝细菌,原绿球藻更加依赖于海洋环境中其他微生物的协助,以维持自身生存的需求.本文根据国内外近期的相关研究成果,从原绿球藻与异养细菌之间基因的互补关系和生理特性等角度,归纳了两者之间存在的互利共生、偏利共生等多种相互作用关系及其生态效应,并提出了未来的研究重点.

原绿球藻病毒研究进展——从多样性到生物地球化学过程

原绿球藻(Prochlorococcus)是地球上体积最小、丰度最高的光合自养生物.作为贫营养海区及大洋的优势微生物类群,原绿球藻是海洋初级生产力的重要组成部分和碳循环的重要贡献者.病毒对原绿球藻的生长、碳固定、进化、环境适应及生物地球化学意义等方面具有重要的影响.文章综述了原绿球藻病毒研究在研究方法、遗传多样性及其与宿主相互关系方面的研究成果,分析了原绿球藻病毒潜在的生物地球化学作用,并提出了研究展望,为海洋病毒及碳循环研究提供参考.

原绿球藻对环境胁迫的生理和分子响应机制

原绿球藻(Prochlorococcus)作为海洋丰度最高的浮游植物,对海洋生态系统的物质循环和能量流动起着重要的驱动作用。原绿球藻生长和光合作用活性容易受到环境胁迫的影响,进而影响整个海洋生态系统的稳定性。因此,研究原绿球藻应对环境胁迫的响应机制具有重要的生态意义。原绿球藻主要通过分化出不同的生态型来适应不同光照和营养盐的海洋环境,但仍然会很难快速适应各种突如其来的海洋环境变化。本文从原绿球藻应对环境胁迫的角度,探讨了其生理和分子响应机制的最新研究进展,包括光系统I循环电子传递在光照变化时发挥的重要作用,通过RNA快速响应而调控基因表达应对环境胁迫,以及在辅助异养细菌的保护下应对活性氧的胁迫等。本文也展望了原绿球藻对环境胁迫响应的生理和分子机制的未来研究方向,旨在为原绿球藻抗逆机制的深入研究提供参考。

原绿球藻生态型和亚生态型分化与环境适应性研究进展

原绿球藻(Prochlorococcus)属于海洋蓝细菌,是目前已知数量最多、细胞体积最小的产氧光合微生物,主要分布于热带和亚热带大洋的真光层,是海洋生物地球化学循环的关键参与者.原绿球藻在适应地球海洋环境的漫长过程中不断进化,是古老生命体——蓝细菌的最新进化形态之一.原绿球藻通过多样的生态型和亚生态型,提高其基因组多样性和环境适应能力,从而使原绿球藻作为一个整体,成为其所在环境的主导物种.文章综述了原绿球藻在生态型分类和分布、生态型分化、亚生态型分化及对环境适应性等方面的研究成果,分析了原绿球藻生态型和亚生态型分化的作用和意义,并在此基础上讨论了未来的重点研究方向.

《海洋超微型蓝细菌聚球藻的生态学研究进展》(网络优先出版)预览

海洋超微型蓝细菌是地球上数量最多的光合自养原核类群,主要由聚球藻(Synechococcus)和原绿球藻(Prochlorococcus)两个属组成,贡献了约25%的海洋净初级生产力.聚球藻是一个古老且多样性非常高的类群,从赤道到极地都有分布.聚球藻与异养细菌及病毒的相互作用维系了微食物环的结构和复杂性,对于海洋生源要素生物地球化学循环过程至关重要.在全球变化的大背景下,基于模式预测,聚球藻将会在生态系统中发挥更重要的作用.本文从海洋聚球藻对初级生产力的贡献、遗传多样性,及其与异养细菌和蓝细菌病毒的互作机制4个方面综述该领域研究的新进展.

南大洋和南极考察航线海表超微型浮游生物分布及影响因子

南极考察航线跨越全球多个大洋,对认识超微型浮游生物在全球尺度分布及变化具有重要意义。依托中国第33次南极考察,利用流式细胞仪对航线海表水样中的超微型浮游生物进行了现场测定。结果表明,在热带与温带海域,超微型浮游生物量可占总叶绿素a浓度的60%以上,在南大洋则集中在15%~40%;原绿球藻主要分布在40°S以北海域,聚球藻主要分布在50°S以北海域,而超微型真核藻类和异养细菌则在沿线各海域均有明显分布。在纬向上,原绿球藻、聚球藻、超微型真核藻类和异养细菌的平均丰度分别为(5.50±9.09)×10^(3) cells/mL、(13.56±20.33)×10^(3) cells/mL、(3.87±3.08)×10^(3) cells/mL和(6.39±4.78)×10^(5) cells/mL;南大洋海域,超微型真核藻类和异养细菌的平均丰度分别为(3.31±1.46)×10^(3) cells/mL和(4.68±4.39)×10^(5) cells/mL,在少数站位检测到较低丰度的聚球藻,平均值为(0.38±0.39)×10^(3) cells/mL。纬向上,超微型真核藻类与温度呈显著负相关,原绿球藻与温度呈正相关,盐度与营养盐对其影响较弱;南大洋海域,超微型浮游生物与营养盐显著相关,在南极半岛海域大量消耗硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐,而在罗斯海则主要利用硝酸盐与磷酸盐。

南海北部微微型光合浮游生物的丰度及环境调控

1999年夏季首次在南海北部海域进行了微微型光合浮游生物(photosyntheticpicoplankton)的观测研究,发现了聚球藻(Synechococcus,Syn)、原绿球藻(Prochlorococcus,Pro)和真核球藻(Eukaryotes,Euk)3类微微型光合浮游生物存在,并对其丰度与分布及其环境调控机制进行了研究。结果表明,研究海区Syn,Pro和Euk丰度的总平均值分别为(5.0±7.6)×10~4,(4.6±4.2)×10~4和(1.8±1.1)×10~3个/cm^3,Syn种群丰度的高值大多出现在营养盐丰富的雷州半岛及海南岛东部海域的河口、沿岸带与陆架,北部湾次之,是陆坡和开阔海的数十分之一;其水层分布主要在跃层以上,跃层以下其值迅速降低,发现Pro存在两个不同种群:表层种群和深层种群,前者分布型式与Syn相似,后者的分布型式迥然不同,其丰度向营养盐贫瘠的外海、陆坡和开阔海显著增高;同时发现Pro水层分布的高值主要出现在真光层的底部,并往往出现在硝酸盐跃层之上,Euk在不同海域的分布差异不如Syn和Pro来得大,但仍以沿岸带与陆架为高,陆坡与开阔海较低,水层分布的高值大多出现在真光层的底部,而且它是对次表层叶绿素a极大值的主要贡献者,这些分布型式的差异,取决于环境的调控和3类生物生态生理适应的差异。 研究海区Syn,Pro和Euk

2014年夏季南海北部超微型浮游植物分布及环境因子影响

利用流式细胞仪BD Accuri C6对2014年夏季南海北部超微型浮游植物进行了现场的观测研究,发现了3类超微型光合自养浮游植物,聚球藻(Synechococcus,Syn)、原绿球藻(Prochlorococcus,Pro)和超微型真核藻类(pico-eukaryotes,Euk),并对其丰度与分布以及环境因子影响进行了研究。结果表明,Syn、Pro和Euk丰度总平均值分别为5.13×103个/mL,3.27×104个/mL和1.85×103个/mL,碳生物量均值分别为1.19μg/L,1.86μg/L和4.51μg/L。Syn、Pro和Euk的丰度表现出不同的分布特征。Syn、Pro和Euk丰度分布趋势呈现近海低而外海高,Syn和Euk丰度高值区分别出现在沿岸带与陆架和上升流影响海域,Pro丰度高值区出现在沿岸带与陆架,低值区出现在上升流影响海域。Syn、Euk丰度高值区主要分布在次表层,Pro丰度高值区主要分布在真光层底部,Euk丰度垂直变化差异相对Syn和Pro较小。超微型浮游植物与环境因子的相关性分析结果表明,Syn、Pro和Euk的碳生物量均与硝酸盐、硅酸盐浓度和深度呈现负相关关系,Pro的碳生物量与磷酸盐浓度呈现正相关关系。

微微型浮游植物的生态学研究进展

自1979年聚球藻（Synechococcus）被发现以来，对以前为人们知之甚少的微微型（粒径〈2μm）、超微型（粒径〈5μm）浮游植物的研究逐渐形成并日益发展起来，并成为当前海洋生态学研究的热点之一。到目前为止，这类广布于各种水体中的微小生物可分为聚球藻、原绿球藻（Prochlorococcus）和微微型真核浮游植物（eukaryotic picophyPlank-ton）3大类。

南海北部春季微微型浮游植物丰度的分布

2014年5月在南海北部进行了采样调查，利用流式细胞仪对微微型浮游植物的丰度进行测定，并对其分布特征与环境因子的相关性进行了分析。研究结果表明：调查海区聚球藻丰度平均值为1．1×10^4 cells／mL，高值主要出现在沿岸带和大陆架区域，向着远海和深海逐渐降低；原绿球藻丰度平均值为1．4×10^4 cells／mL，主要分布在25～100 m水层中；微微型真核浮游植物的丰度值总体较小，平均值为1．7×10^3 cells／mL，分布特征为沿岸带与大陆架较高，陆坡与远海较低。微微型浮游植物的分布受到温度、光照及营养盐等因素的影响。