营养盐亏缺与恢复对威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)生长和生化组成的影响

通过室内纯培养,研究了营养盐亏缺以及解除亏缺对威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)的细胞形态、细胞增殖、胞内蛋白质、可溶性糖含量变化的影响,考察了藻细胞生长和生化组成的恢复情况。结果表明,在多种营养盐亏缺(N亏缺、P亏缺、Si亏缺、N+P亏缺、贫营养)的条件下,威氏海链藻生长受到不同程度的抑制,全部受试细胞形态均出现不同程度变异,细胞增殖显著低于正常营养供给。恢复营养,细胞形态的损伤能得以有效恢复,细胞增殖能力得以一定程度的有限恢复,其中氮、磷亏缺的恢复效应最为明显。营养盐亏缺,各处理组细胞生化组成显著低于正常培养状态。恢复营养,氮、磷亏缺组藻细胞生化组成仍显著低于正常营养供给,生化组成的恢复效应不明显,生理活性无法恢复,而硅盐亏缺的藻细胞生长和生化组成均能恢复到正常水平。实验证明,微藻细胞的生化组成比形态变化与增殖更能反映营养盐亏缺,可作为微藻受氮、磷营养盐限制的指标。

不同氮磷比对中肋骨条藻和威氏海链藻生长特性的影响

实验室条件下用不同氮磷摩尔比(4:1,16:1,64:1)的培养液培养中肋骨条藻Skeletonema costatum和威氏海链藻Thalassiosira weissflogii,对它们的比生长率、细胞状态、细胞对外界氮磷营养元素的吸收和细胞内氮磷比的变化进行了研究。结果表明,氮磷比显著影响两种硅藻的生长和生理状态,氮浓度对细胞生长的影响更大。N限制组(N:P=4:1)的比生长率、细胞数量和叶绿素a含量明显低于正常条件和P限制组(N:P=64:1);威氏海链藻生长对N的变化比中肋骨条藻更为敏感,吸收外界无机氮的速率更快。营养盐充足的情况下,水体中藻细胞的氮磷比变化会较小,但由于"奢侈消费"现象的存在,在出现营养盐限制时,细胞的氮磷比组成会跟随环境的氮磷比改变,在氮限制的条件下,细胞的氮磷比会相应减少,而相反在磷限制的条件下,细胞的氮磷比会明显增加。

两种硝酸盐浓度下威氏海链藻和盐生杜氏藻硝酸还原酶活力研究

把盐生杜氏藻(Dunaliellasalina)和威氏海链藻(Thalassiosiraweissflogii)培养在两种硝酸盐浓度下(800μmol/L和200μmol/L),比较研究了它们在培养液中硝酸盐及亚硝酸盐的变化及细胞硝酸还原酶活力变动情况.结果表明,在两种硝酸盐浓度下,两种微藻培养液中硝酸盐及亚硝酸盐的变化基本相同.在高硝酸盐浓度下,两种微藻培养液中的硝酸盐减少并维持较高的浓度,且细胞叶绿素a含量较高;而在低硝酸盐浓度下,培养液中的硝酸盐在培养的第二天即被耗尽,且细胞叶绿素a含量很低.培养液中亚硝酸盐的变化在高浓度呈现逐渐增加的趋势,而在低浓度则呈现先增加后减少的趋势;两种微藻的硝酸还原酶活力在培养的第二天即达到最大值,随后迅速下降并维持一低值,但威氏海链藻的硝酸还原酶活力要略高于盐生杜氏藻.本研究结果表明,在不同硝酸盐浓度下藻类细胞内部的硝酸盐的吸收同化机制不同,从而导致营养盐的变化也各不相同.

初始pH和碳酸氢钠对威氏海链藻生长的影响

硅藻作为一种天然、多孔、高比表面积和具有多种功能特性的生物,大规模培养以生产微纳米材料具有潜在的应用前景。实验以威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)为材料,分别研究了6个不同梯度的初始pH(6.0、7.0、8.0、8.5、9.0、10.0)和NaHCO3浓度(0、50、100、150、200、250 mg·L-1)对该藻的生长影响。实验结果表明,初始pH和NaHCO3都对威氏海链藻生长影响显著,该藻分别在初始pH为9、NaHCO3浓度为200mg·L-1时生长最佳,从节约成本考虑,NaHCO3浓度在100 mg·L-1时为最佳用量。威氏海链藻有较强的调节能力,培养液pH从第4天起被调整到稳定值;NaHCO3通过调节pH影响硅藻生长的作用有限,主要还是通过提供碳源促进硅藻的生长。

高效液相色谱和原位荧光法比较研究威氏海链藻光合色素组成

采用高效液相色谱(HPLC)和活体荧光方法研究了威氏海链藻(Thaassiosiraweissflogii)在不同营养状态下其色素比值的变化.结果显示氮(N)限制相对磷(P)限制对威氏海链藻生长有更大的抑制作用.HPLC的结果显示在氮限制条件下,细胞的墨角藻黄素(Fucoxanthin)/叶绿素a、叶绿素c/叶绿素a比值高于磷限制和未受营养盐限制条件(对照组);活体荧光结果则显示氮限制条件下550nm/440nm,460nm/440nm激发荧光比值低于磷限制和对照组.这两种方法来指示浮游植物的生理状态以及研究其类群结构存在一定差异,综合比较和评价这两种方法在指示浮游植物生理状态及类群结构中各自的优越性,结果表明活体荧光能明显地指示威氏海链藻细胞生长状态的变化,比较适宜用于指示不同生理状态下威氏海链藻的光合色素比值变化,而用HPLC来研究营养限制条件下威氏海链藻细胞的生长变化以及计算其类群的组成较为合适.

盐度对威氏海链藻生长和生化指标的影响

【目的】研究威氏海链藻在不同盐度条件下的生长和生化组分变化。【方法】设置盐度梯度为5、15、25、35、45,采用血细胞计数板计数法、热乙醇提取法、尼罗红染色法、苯酚硫酸法和考马斯亮蓝法,分别测定威氏海链藻在不同盐度下的生物量、叶绿素a、类胡萝卜素、中性脂质、总糖和蛋白质含量。【结果】盐度对威氏海链藻细胞密度影响显著(P<0.05),当盐度25和盐度35时,培养8 d细胞密度最高,均为2.0×10^(6) mL^(-1);盐度对威氏海链藻叶绿素a和类胡萝卜素含量有显著影响(P<0.05),当盐度15时,细胞叶绿素a和类胡萝卜素含量均最高,分别为3.4814μg/mL(4 d)、2.3549μg/mL(8 d)。盐度对威氏海链藻可溶性总糖含量有显著影响(P<0.05),当盐度15时,8 d时可溶性总糖积累含量最高,为123μg/mL。当盐度35时,6 d时可溶性蛋白积累含量最高,为142.9μg/mL,且显著高于其他实验组(P<0.05)。盐度45时,8 d时中性脂含量最高,显著高于其他实验组(P<0.05)。【结论】盐度为15~35时,威氏海链藻生长速度较快,生化组成较为稳定,盐度15时最有利于藻细胞叶绿素a和类胡萝卜素、总糖的合成;盐度25和盐度35时,藻细胞平均增长速度较快,盐度35时最有利于藻细胞可溶性蛋白积累。

6种植物激素对威氏海链藻生长及岩藻黄素积累的影响

比较茉莉酸甲酯、吲哚丁酸、6-苄基氨基腺嘌呤、赤霉素、氯吡苯脲和脱落酸对威氏海链藻的生长及岩藻黄素积累的影响.结果表明,6种激素对威氏海链藻生物量的积累和岩藻黄素含量的提高都有不同程度的调节作用.其中,茉莉酸甲酯、吲哚丁酸和6-苄基氨基腺嘌呤作用效果较好(P<0.05),最佳添加浓度分别为200、30、2μmol·L^-1;赤霉素、氯吡苯脲、脱落酸对威氏海链藻生物量存在促进作用,但对其岩藻黄素积累作用效果不显著(P>0.05).

不同营养盐水平对威氏海链藻生长特性的影响

以生物量、吸光度(D680 nm)和叶绿素含量为观察指标,利用试验生态学的方法研究氮磷比、钾钠比、硅浓度、铁浓度对威氏海链藻生长的影响。结果表明,氮磷比为16∶1时,威氏海链藻为指数增长,其他试验组藻生长曲线波动性较大;钾钠比为1∶3时生长情况均明显好于1∶1、3∶1的试验组;在硅含量为0.0、4.0 mg/L的培养液中,所测得威氏海链藻的生物量、吸光度和叶绿素含量均比0.5、1.2 mg/L时低;添加铁元素2.0 mg/L时藻的吸光度和叶绿素含量最高,没有铁的培养基中测得的威氏海链藻各生长指标均处于最低。

氮源和氮磷比对威氏海链藻生长与光合指标的影响

用批次培养的方法,研究了不同氮源[NaNO3、NaNO2、NH4Cl、(NH2)2CO]和总氮或总磷浓度固定(总氮0.8824 mol/L、总磷0.0367 mol/L)条件下不同氮磷比(分别为4∶1、8∶1、12∶1、16∶1和20∶1)对威氏海链藻生长速率、叶绿素a含量、PSⅡ光化学活性指标F v/F m和ETR的影响。结果表明:(1)相较于无机氮源,(NH2)2CO更加有利于提高威氏海链藻细胞密度和叶绿素a含量,试验中(NH2)2CO处理组威氏海链藻最大细胞密度和叶绿素a含量分别达3.67×10^4个/mL和279.25 mg/L。(2)在总氮不变的条件下,不同氮磷比处理组威氏海链藻的细胞密度和叶绿素a含量随试验延续呈不断上升的趋势,而Fv/Fm和ETR却不断下降。在总磷不变的条件下,不同氮磷比处理组威氏海链藻的细胞密度和叶绿素a含量随试验进行变化幅度较小且均维持在较低水平,而Fv/Fm和ETR却逐渐上升。试验期间固定总氮各组威氏海链藻细胞密度和变化幅度均显著高于固定总磷各组,固定总氮各组的平均细胞密度是固定总磷各组的1.51倍;固定总氮各组的平均叶绿素a含量为固定总磷各组的1.99倍;固定总氮各组的平均Fv/Fm水平与固定总磷各组十分接近,分别为0.48和0.45;固定总氮各组的平均ETR水平是固定总磷各组的1.59倍。

不同氮、磷营养盐对威氏海链藻生长和岩藻黄素积累的影响

以威氏海链藻为材料,研究了不同氮、磷营养盐对其生长及岩藻黄素积累的影响。经过不同条件处理,在培养过程中取样绘制细胞密度曲线,在生长后期进行生物量测定、有机溶剂提取岩藻黄素后,通过HPLC进行定量检测。试验结果表明,与其他氮营养盐处理相比,0.882 mmol·L^(-1)尿素最适合威氏海链藻的生长及其岩藻黄素的积累,且与其他处理间存在显著差异(P<0.05);以优化的氮营养盐为基础,与其他磷营养盐处理相比,0.054 mmol·L^(-1)磷酸二氢钾在威氏海链藻生物量的积累上无显著差异(P>0.05),但在岩藻黄素含量积累方面存在显著差异(P<0.05);缺氮、缺磷不利于威氏海链藻的生长及其岩藻黄素的积累。本研究为培养基优化及提高威氏海链藻岩藻黄素的产量提供了理论基础。

Cd^(2+)、Cu^(2+)与Zn^(2+)对威氏海链藻生长生理和油脂积累的影响

本文研究以3种典型重金属离子镉(Cd^(2+))、铜(Cu^(2+))和锌(Zn^(2+)),在不同浓度下对威氏海链藻(Conticribra weissflogii)在生长、光系统Ⅱ最大光能转化效率和油脂含量方面的影响,为重金属离子在海洋微藻生理方面的毒性以及油脂合成的影响提供了新的结果。3种重金属离子Cd^(2+)(<2mg/L)、Cu^(2+)(<2mg/L)和Zn^(2+)(<1mg/L)在低浓度下对威氏海链藻的生长速率影响与对照组相比无显著差异,当Cd^(2+)>5mg/L,Cu^(2+)>5mg/L或Zn^(2+)>10mg/L后,3种重金属便显著抑制威氏海链藻的生长速率。重金属Zn^(2+)对威氏海链藻的光系统II最大光能转化效率F_v/F_m影响较小。威氏海链藻在30mg/L Zn^(2+)影响下光系统Ⅱ最大光能转化效率F_v/F_m仍能达到(0.21±0.01),而Cd^(2+)或Cu^(2+)>5mg/L时完全抑制了威氏海链藻的光系统Ⅱ最大光能转化效率。0.5mg/L Zn^(2+)对威氏海链藻的油脂含量有显著促进作用,油脂含量达到对照组1.2倍,其余金属离子浓度均无法有效促进威氏海链藻油脂的积累。

紫外辐射对两种海洋微藻生长及培养体系碳流的影响

以硅藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)和甲藻锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)为实验材料,通过室内模拟华南地区秋季晴天紫外辐照强度,研究两种不同波段的紫外辐射(Ultraviolet radiation,UVR)对两种微藻生长以及培养体系碳流的影响。结果表明:UV-A对两种微藻的生长有显著的促进作用,而UV-B则表现为抑制作用。锥状斯氏藻对UV-B的耐受性更强。在UV-A的作用下,培养体系中溶解无机碳(Dissolved inorganic carbon,DIC)的净消耗量低于对照组,但释放出更多的溶解有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)。对照组的有色溶解有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)含量显著升高,表明浮游植物生长过程是CDOM的来源之一。然而,在UV-A的作用下,两种微藻培养体系的CDOM浓度变化呈现相反趋势,说明不同藻种的CDOM产物受光漂白和光腐殖化的影响不同。在UV-B的作用下,微藻碎屑的分解使水体DIC和DOC浓度轻微升高。总体上,锥状斯氏藻比威氏海链藻净释放出更多的DOC和CDOM。

不同生长期威氏海链藻主要脂类成分分析

采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱联用分析系统(UPLC-Q-TOF MS),对威氏海链藻主要脂质的种类和含量进行研究,结果表明:该藻中主要脂类包括非极性脂三酰甘油(TAG),一类甜菜碱脂DGCC,一类磷脂磷脂酰胆碱(PC)以及4种光合膜脂,即二酰甘油单半乳糖脂(MGDG)、二酰甘油双半乳糖脂(DGDG)、二酰甘油硫代糖脂(SQDG)和磷脂酰甘油(PG)。所有TAG分子含量对数期最少,平台末期大量积累。从对数期到平台期,所有的PC含量减少,而DGCC恰好相反,只是到了平台末期有部分DGCC含量开始出现下降趋势。4种光合膜脂中,大多数SQDG、MGDG和PG在对数期到平台初期时含量不断增加,SQDG和MGDG从平台初期到平台末期含量出现降低的趋势,而PG含量继续增加;整个生长过程中,一种DGDG的含量不断降低。除了PG和SQDG外,其它脂类中都富含DHA和EPA多不饱和脂肪酸,具有较高的营养价值,可作为水产生物培养的重要生物饵料。

微量元素锰对威氏海链藻生长及叶绿素荧光的影响

微藻和高等植物的光系统Ⅱ中的放氧复合体(oxygen-evolving complex,OEC)是裂解水与释放氧气、质子和电子的部位,其中水裂解的反应中心由4个锰原子组成的锰族构成.叶绿素荧光诱导动力学分析技术是研究光合作用特征的有效方法,可以指示不同环境压力下光系统各构件的变化.利用该技术研究了锰添加(0~9 000 nmol·L^(-1)Mn)对威氏海链藻(Conticribra weissflogii)生长及叶绿素荧光特性的影响.结果表明,除最高浓度锰(9 000 nmol·L^(-1)Mn)外,其余浓度锰对威氏海链藻生长的影响均不显著;锰对威氏海链藻叶绿素荧光参数的影响与锰添加的浓度范围有关,且随培养时间的增加而增强:其中,较低浓度锰(90 nmol·L^(-1)Mn)对各叶绿素荧光参数都呈现了强影响效果.尽管锰可能不是威氏海链藻生长的限制因子,但是锰从两方面促进了其光合作用:(1)促进光系统Ⅱ供体侧OEC结构的完整性和从OEC到电子传递中间体Tyr之间的电子传递;(2)促进光系统Ⅱ受体侧的能量转化和QA之后的电子传递.研究还发现,光合作用中与能量转化相关的荧光参数和活性氧(reactive oxygen species,ROS)之间呈显著相关(P <0. 01),表明锰在威氏海链藻光合作用过程及ROS的产生中都扮演着重要角色.

光强对两种硅藻光合作用、碳酸酐酶和RubisCO活性的影响

为研究海洋浮游硅藻光合固碳能力与光强的关系,以三角褐指藻和威氏海链藻为实验材料,测定了不同光强培养下三角褐指藻和威氏海链藻生长、光合特性、碳酸酐酶和核酮糖-1,5-二磷酸羧化/氧化酶活性(Rubis CO)的变化,结果显示高光强促进两种硅藻的生长,但对威氏海链藻的影响更明显。高光强导致两种硅藻叶绿素a、c含量、光系统Ⅱ的最大光化学效率和实际光化学效率明显下降,非光化学淬灭系数明显升高,但对光化学淬灭系数并没有明显影响。在高光下威氏海链藻和三角褐指藻胞内外碳酸酐酶活性明显升高。在高光强下培养的威氏海链藻Rubis CO活性明显高于低光下培养,但三角褐指藻正好相反,不管高光还是低光培养威氏海链藻Rubis CO活性始终高于三角褐指藻。以上结果表明不同硅藻对光强变化的响应存在差异,它们可以通过调节光合生理特征、光合固碳关键酶和CO2供应以适应光强的变化。

温度、盐度和照度对菌藻联合体氨氮吸收的影响

【目的】探究温度、盐度和照度对侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosporus)和威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)联合体系氨氮吸收的影响。【方法】利用稳定同位素示踪技术测定侧孢芽孢杆菌和威氏海链藻对氨氮的吸收速率,分析不同环境因子水平下侧孢短芽孢杆菌和威氏海链藻联合体系对氨氮吸收的规律。【结果】单因子实验结果显示温度、盐度和照度对菌藻联合体氨氮吸收速率影响显著(P<0.05),当温度25~35℃,盐度20和照度8000 lx时菌藻联合体氨氮吸收速率较高;正交实验结果显示,温度25℃,盐度25和光照4000 lx是菌藻联合体氨氮吸收的最优组合条件,盐度是影响其吸收速率的主要因子,其次是温度和照度;威氏海链藻在菌藻联合体系氨氮吸收中占主要贡献。【结论】侧孢短芽孢杆菌和威氏海链藻所构建的联合体系可在高温、高盐和强光环境下实现对对虾池塘中过量氨氮的有效吸收,在改善我国华南地区对虾养殖池塘的水质方面具有广阔的应用前景。

负压式光生物反应器对微藻的培养效果

采用一种新型负压式光生物反应器对常用饵料微藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)的培养效果进行研究,分析培养过程中藻密度、异养菌与弧菌(Vibrios)数量及氨氮与亚硝酸氮质量浓度变化及相互关系。结果表明:在负压光生物反应器培养下威氏海链藻的生长速度快,培养第4天达到平台期,藻密度最大值可达到1.5×10~6个/mL,最大比生长率可达1.37;弧菌与异养菌数量两者变化趋势相同,分别为(0.19~2.70)×10~4 cfu/mL和(0.071~0.93)×10~6 cfu/mL,藻与细菌表现出相互竞争抑制的效果,在指数增长期藻对细菌抑制较强,特别是对弧菌的抑制,在平台期与衰败期藻对弧菌与异养菌的抑制作用逐渐减弱。藻液中氨氮与亚硝酸氮质量浓度随藻密度增加而上升,最高值分别达到0.24 mg/L和0.37 mg/L,指数增长期藻密度与氨氮和亚硝酸氮质量浓度呈显著正相关(P<0.05)。因此,采用负压式光生物反应器培养威氏海链藻,可以大大缩短培养周期,抑制细菌生长,提高培养效率和藻液质量,但需要在投喂幼体前对藻液进行充分曝气来降低氨氮与亚硝酸氮质量浓度。该反应器是一种适合饵料微藻培养的系统。研究结果为负压光生物反应器作为微藻生物饵料培养系统的应用提供了参考依据。