普通小球藻对水体NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N去除效果及NO_(2)^(-)-N的同化途径

为评估水产养殖中小球藻在调控水体氨氮(NH_(4)^(+)-N)和亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)-N)的应用前景,实验以普通小球藻为对象,饲料废水为培养液,首先检测了曝气、光照、光照+曝气条件下普通小球藻细胞密度及水体中NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N的时间变化规律,其次分析了时间(X1)、光照强度(X2)或初始藻密度(X3)对2种氮盐去除率(Y)的影响,最后评估了普通小球藻去除水体中NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N的效果,并解析了普通小球藻同化水体NO_(2)^(-)-N的潜在途径。结果显示,普通小球藻在适宜的光照条件下具有极佳的氮盐去除能力,其在18000 lx时对NH_(4)^(+)-N去除率高达96.23%,在9000 lx时对NO_(2)^(-)-N去除率高达99.19%;初始藻密度在2.5×105个/mL时对NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N去除率最高,分别为94.92%和99.05%。氮盐去除率与处理时间和光照强度的回归方程:YNH_(4)^(+)-N=1.189X1+5.79×10-4X2+24.158(R^(2)=0.664),YNO_(2)^(-)-N=1.562X1+1.909×10-3X2-26.078(R^(2)=0.762);氮盐去除率与处理时间和初始藻密度的回归方程为:YNH_(4)^(+)-N=0.888X1+1.02×10-5X3+32.555(R^(2)=0.408),YNO_(2)^(-)-N=1.746X1+1.64×10-5X3-17.250(R^(2)=0.613)。普通小球藻去除氮盐顺序为NH_(4)^(+)-N>NO_(3)^(-)-N>NO_(2)^(-)-N;NH_(4)^(+)-N同化阶段普通小球藻亚硝酸盐还原酶活性显著低于NO_(2)^(-)-N同化阶段。研究表明,普通小球藻能显著降低水体NH_(4)^(+)-N与NO_(2)^(-)-N含量,NO_(2)^(-)-N可能是由藻细胞内亚硝酸盐还原酶还原成NH_(4)^(+)-N而被普通小球藻同化吸收。该研究结果可为养殖水体原位生物修复提供科学依据。

EM菌发酵兔粪浸出液对小球藻生长及生化成分的影响

研究了EM厨余堆肥菌发酵处理的兔粪浸出液对小球藻(Chlorella vulgaris)的生长及蛋白质、可溶性糖、叶绿素等生化成分的影响。结果表明,兔粪浸出液处理组中,7%浓度组小球藻在第12天时达到最大现存量,为1.06×10^(7)个/mL,而对照组最大现存量只有6.45×10^(6)个/mL;7%浓度组的小球藻与对照组相比生长差异表现明显。5%、7%浓度组在第8天时其藻细胞密度已接近对照组的最大现存量,分别为6.02×10^(6)个/mL和6.80×10^(6)个/mL,表明适宜浓度的兔粪浸出液处理对小球藻的生长有刺激作用。低浓度组中3%浓度组的小球藻生长不理想,但蛋白质积累最高,含量达到17.31 mg/L,与对照组相比差异显著(P<0.05)。6%浓度组的可溶性糖含量最高,为332.7 mg/L,其叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别为3.19、1.58 mg/L和0.57 mg/L,与对照组相比差异显著。

铀对2种小球藻生长和光合作用的影响

【目的】探究铀对藻类生长及光合作用的影响,筛选新的基于光合作用的水体铀污染生态风险评价指标。【方法】采用不同浓度铀(0,0.5,1,5,10,20 mg/L U^(6+))分别处理普通小球藻(Cholorella vulgaris)和黄龙普通小球藻2种来自不同生境的微藻,在处理后的第3,5,7,10,14天进行相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等指标的测定。【结果】(1)0.5 mg/L低浓度铀处理显著促进2种小球藻的生长和光合作用效率,表现为2种微藻的相对生长速率、光合放氧速率、光系统Ⅱ最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))、实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、相对电子传递速率(rETR)等叶绿素荧光参数均显著高于对照,而5~20 mg/L高浓度铀处理则显著抑制2种小球藻的生长和光合作用;(2)黄龙普通小球藻比普通小球藻对铀处理更敏感,在1 mg/L处理浓度下生长与光合作用就受到显著抑制,可以作为水体铀污染生物监测的指示生物;(3)回归分析表明,不同浓度铀处理下,叶绿素荧光参数Y(Ⅱ)和rETR的响应速度快于相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和F_(v)/F_(m)等指标,可以作为水体铀污染生态风险评价的敏感指标。【结论】铀对小球藻的生长和光合作用表现出低促高抑的浓度效应,且黄龙小球藻对铀污染更敏感,可将黄龙小球藻和叶绿素荧光动力学参数Y(Ⅱ)和rETR结合起来应用于水体铀污染的生态风险评价。

L-肉碱对普通小球藻Chlorella vulgaris种群增长和生化组成的影响

分别以0,5,50 mg/L的L-肉碱(L-carnitine)处理淡水普通小球藻(Chlorella vulgaris),以SE为培养液,培养7 d,探究L-肉碱对淡水普通小球藻种群增长、总脂和可溶性蛋白质含量的影响。结果表明:不同质量浓度的L-肉碱在不同培养时期对普通小球藻种群增长影响显著(P<0.05);高浓度L-肉碱显著降低总脂含量(P<0.05),并使可溶性蛋白质含量显著升高(P<0.05)。结果提示,在培养液中添加外源L-肉碱可能通过直接作用于普通小球藻,或促进培养液中微小生物分泌活性物质间接影响普通小球藻的种群增长及总脂和可溶性蛋白质的含量。

利用普通小球藻Chlorella vulgaris C9-JN2010处理氨基酸工业废水的研究

用普通小球藻Chlorella vulgaris C9-JN2010处理氨基酸工业废水,实现废水无害化利用。在微型鼓泡式光反应器中,(25±1)℃,pH(6.5±0.5),0.1 vvm空气流速,4 000 lux,16 h:8 h光暗比条件下,分别考察小球藻在体积分数为20%、40%、60%、80%及100%的氨基酸废水中培养生物量变化及TN、TP、COD的去除率。结果表明,体积分数40%氨基酸废水处理效果最好,停留时间3～4 d,藻细胞干重、比生长速率和最大生产强度分别为0.731 g/L、0.565 d-1、0.243 g/(L.d);废水中TN、TP及COD的去除率分别为92.0%、98.0%及80.0%,对应去除强度分别为30.7、3.28、133.3mg/(L.d)。利用小球藻可以较彻底的去除氨基酸废水中氮、磷及COD等营养,达到污水处理效果。

蛋白核小球藻产油率的影响因素

采用BG-11为基础培养基,通过添加、替换不同碳源和氮源、改变碳源和氮源比例、去除磷元素或硫元素及额外添加植物生长调节剂建立不同培养体系,进行蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)培养,考察各因素对蛋白核小球藻生长情况及产油率的影响。结果表明,无论是自养体系还是异养体系,蛋白核小球藻生长量和产油率均比普通小球藻(Chlorella vulgaris)更优,异养体系下2种小球藻产油率分别为20.14%和18.66%;葡萄糖为碳源时蛋白核小球藻生长情况最好且产油率最高,产油率为26.40%;氮源为尿素时蛋白核小球藻有最大产油率,为32.70%;碳氮比为30∶1时蛋白核小球藻产油率最高,为34.42%;硫元素缺乏时蛋白核小球藻产油率比对照提高28.54个百分点;1.5 mg/L茉莉酸干扰下,蛋白核小球藻产油率最高,为40.42%。由此得出,蛋白核小球藻生长量和产油率都比普通小球藻更优;葡萄糖为最优碳源;尿素为最优氮源;碳氮比为30∶1时产油率最高;硫元素缺乏时对蛋白核小球藻影响更大;1.5 mg/L茉莉酸干扰下,蛋白核小球藻产油率最高。

六价铬对普通小球藻的急性毒性效应

为探究重金属铬在水环境中的致毒机理和生态风险,本实验开展不同浓度Cr^(6+)(0、0.1、0.75、1.5、2.25和3 mg/L)对受试生物普通小球藻(Chlorella vulgaris)的急性毒性实验,分析藻密度、叶绿素a(Chl-a)含量、多糖含量、蛋白(TP)含量、活性氧自由基(ROS)含量、丙二醛(MDA)含量、细胞膜通透性、总抗氧化(T-AOC)能力、总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、谷胱甘肽(GSH)含量、植物螯合肽(PCs)含量和吸附效率等指标的影响。研究结果表明在96 h内Cr^(6+)各浓度组均会抑制藻细胞的生长,其中3 mg/L处理组抑制率最高,为57.32%,96 h-IC_(50)为2.067 mg/L。叶绿素a(Chl-a)含量和藻细胞生物量的变化呈现一致性,3 mg/L处理组最低,仅为对照组的26.60%。藻细胞胞内多糖和TP含量随着胁迫浓度的升高而降低。胁迫浓度的增加诱导了ROS含量的升高,3 mg/L浓度组ROS水平为对照组的6倍,MDA含量呈现相同趋势。此时藻细胞受到氧化损伤,细胞膜通透性显著增强,抗氧化体系受到激活,T-AOC、T-SOD、PCs和GSH酶活性在3 mg/L浓度组时分别为对照组的2.89倍、3.4倍、6.37倍和2.35倍。低浓度0.1 mg/L时重金属吸附率最高,高达76.00%。

谷氨酸脱盐废液培养普通小球藻(Chlorella vugaris)C9-JN2010

研究小球藻在谷氨酸脱盐废液中生长,藻细胞组分及废液中营养利用的效果。结果表明:停留时间10 d,小球藻在体积分数为2%脱盐废液中生长最佳,对总糖、总氮及总磷的消耗率分别为99.1%、96.0%和97.0%;细胞干质量、比生长速率和最大生产强度分别为5.60 g/L、0.223 d-1和560.0 mg/(L.d),细胞中粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分及总磷含量(以质量百分数计)分别为50.0%±5.0%、10.0%±2.0%、4.0%±0.5%、6.0%±0.5%和0.80%±0.10%。

高浓度CO_(2)对小球藻的生长和生化组分含量的影响

随着水产养殖业的迅速发展,饵料微藻的需求量增大,利用高浓度CO_(2)进行大规模生产饵料微藻已备受关注。该研究使用海水及淡水小球藻(Chlorella vulgaris)在三种高浓度CO_(2)环境中培养,通过对比分析两种小球藻的生长速率、色素含量、生化组分含量等。结果表明,高浓度CO_(2)能显著促进两种小球藻的生长速率,同时对比单细胞生化组分含量,在CO_(2)浓度为5%时,两种小球藻胞内生化组分含量出现显著性差异,海水小球藻可溶性糖含量最高,为(5.38±0.45)pg/cell,显著高于淡水小球藻;淡水小球藻的可溶性蛋白含量最高,为(6.25±0.21)pg/cell,显著高于海水小球藻。可溶性蛋白含量的积累与可溶性糖含量的积累呈现负相关,5%CO_(2)浓度可作为生产两种小球藻生产可溶性糖和蛋白的浓度指标。

3种有机溶剂对普通小球藻生长特性的影响

[目的]阐明藻类毒理学试验中使用有机溶剂可能对试验对象产生潜在毒性效应。[方法]以普通小球藻为研究对象,研究不同体积分数的3种有机溶剂(二甲基亚砜、乙醇、丙酮)对其生长速率、叶绿素a含量等生长特性的影响。[结果]当二甲基亚砜体积分数为0.01%~0.10%,普通小球藻藻密度与对照组相比无显著差异,当体积分数为0.50%~5.00%时,普通小球藻的生长显著抑制;当乙醇和丙酮体积分数为0.01%~2.00%时,普通小球藻的生长均表现出较明显的促进作用,当体积分数5.00%时,普通小球藻的抑制作用明显。在3种有机溶剂影响下,普通小球藻叶绿素a含量的变化趋势与藻密度、比生长速率表现出较好的一致性。[结论]该试验结果符合生态毒理学中的低促高抑规律,普通小球藻对乙醇和丙酮表现出更强的敏感性,建议在对普通小球藻相关毒理学试验中优先使用二甲基亚砜作为有机溶剂,且最大体积分数(NOEC)为0.10%。

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)次生代谢物对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长及有效量子产率的影响

浮游植物间的交互化感作用被认为是自然水体中浮游生物群落演替及优势种转换的主要因素之一.铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是富营养化湖泊中的常见蓝藻,其产毒品系相较非产毒品系具有较高的竞争优势,其产生的主要次生代谢产物微囊藻毒素-LR(MC-LR)通常被认为是重要的化感物质.但是到目前为止其在水生生态系中的生物学功能尚不明确.为探究并区分MC-LR及其他次生代谢产物对浮游植物的化感效应,本文研究了MC-LR与高浓度普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长及有效量子产率的剂量—效应关系;比较了能够产生显著抑制效应的MC-LR、能够产生同等浓度MC-LR的产毒品系铜绿微囊藻滤液以及细胞粗提液对小球藻生长及有效量子产率的抑制效应.结果显示,MC-LR能够对小球藻生长及有效量子产率产生抑制作用,并且抑制率随着MC-LR浓度的增加而增大.在用200μg/L及以上浓度的MC-LR感染24 h后,叶绿素a浓度为1500μg/L的小球藻的生长与有效量子产率均比对照组显著降低.能够产生相同浓度MC-LR的产毒品系铜绿微囊藻细胞滤液对其没有产生显著影响,而其细胞粗提液却能够产生更强的抑制效应.与MCLR处理组相比,粗提液处理组小球藻的生长及有效量子产率分别降低了14%和3%.以上结果表明,MC-LR对普通小球藻的化感作用具有剂量依赖性;MC-LR之外的其他次生代谢物也能够产生抑制效应.

pH对鱼腥藻和普通小球藻生长竞争的影响

pH值是藻类生长环境的重要理化指标,它可以通过改变环境酸碱度和碳酸盐平衡系统及不同形态无机碳分配关系来影响藻类的生长。为揭示水体中常见藻类的生长过程及其与pH的相互关系,设置了6.0,7.0,8.0和9.0等4个pH梯度,通过室内实验模拟水体条件,研究不同pH条件下主要水华藻类——鱼腥藻(Anabaena sp.strain PCC)和常见淡水藻类——普通小球藻(Chlorella vulga)的生长和种间竞争。结果表明,无论是在单种培养还是在共同培养体系中,4个pH条件下两种藻类的最大生物量差异显著(P<0.05),鱼腥藻和普通小球藻的最适pH均为9.0,其中单种培养时鱼腥藻和普通小球藻的最大生物量分别为4 473.5×104,689.6×104 cells·mL-1;共同培养时鱼腥藻和普通小球藻的最大生物量分别为2 798.0×104,296.5×104 cells·mL-1。竞争试验结果表明,pH对藻类种间竞争抑制参数能够产生显著影响,pH 7.0时普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β)最大,为12.91;鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)则是pH 6.0时最大,为1.778。在4个pH条件下普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β)均大于鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α),与单种培养相比,鱼腥藻最大藻细胞数受到明显削弱,说明普通小球藻在竞争中占优势。因此,在水产养殖过程控制和精准培水技术研究,以及控制养殖水体富营养化的过程中,可以通过调节养殖水体pH值以及普通小球藻的浓度来控制鱼腥藻的生长。

萘及其衍生物对普通小球藻的毒性效应

本文研究了萘及其衍生物(萘、1-萘酚、2-萘酚和1-萘胺)对普通小球藻的生长、叶绿素含量、光合强度和呼吸强度的影响。萘、1-萘酚和1-萘胺在低浓度下能促进普通小球藻的生长,高浓度则抑制藻的生长;2-萘酚在实验浓度下都抑制藻的生长。萘、1-萘酚、2-萘酚和1-萘胺的96hEC_(50)分别为98.06、11.87、13.39和6.95mg/L。萘及其衍生物对叶绿素含量和光合强度的影响比对生长的影响强,而对叶绿素含量的影响又比对光合强度的影响强。可以这样认为:萘及其衍生物对普通小球藻生长的抑制是通过抑制藻叶绿素a的形成,进而降低光合强度实现的。低浓度的萘和1-萘酚增强普通小球藻的呼吸强度,而高浓度则减弱;与此相反,低浓度的2-萘酚对藻的呼吸强度影响不大,高浓度能显著增强;在实验浓度下的1-萘胺使藻呼吸强度明显减弱,但随着时间的推移,呼吸强度出现回升,且高浓度回升较快。

氮磷质量浓度对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响

研究氮磷质量浓度对藻类生长竞争的影响,对于揭示如何通过控制环境因子促进有益藻类生长繁殖、抑制有害藻类生长繁殖,并利用藻类调节养殖环境和提高水体初级生产力具有重要意义。设置了4个氮磷质量浓度梯度(N 0.18μg·m L-1,P0.025μg·m L-1;N 0.36μg·m L-1,P 0.050μg·m L-1;N 0.72μg·m L-1,P 0.100μg·m L-1;N 3.60μg·m L-1,P 0.500μg·m L-1),通过测算比生长速率、生长曲线、竞争抑制参数,研究了不同氮磷质量浓度对普通小球藻(Chlorella vulgaris)和鱼腥藻(Anabaenasp.strain PCC)生长和种间竞争的影响。结果表明,在单种培养体系中,普通小球藻和鱼腥藻的最大藻细胞数量均随氮磷质量浓度的增加而增加,最大藻细胞数量分别为198.9×105 cells·m L-1和424.8×105 cells·m L-1;氮磷质量浓度对藻类的竞争能够产生明显影响,在共培养体系中,鱼腥藻的最大藻细胞数量表现为:中高氮磷组(208.9×105 cells·m L-1)>中低氮磷组(98.3×105 cells·m L-1)>高氮磷组(64.7×105 cells·m L-1)>低氮磷组(45.3×105 cells·m L-1)。同时,种间竞争抑制参数的测算结果表明,4组氮磷质量浓度下鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)分别为2.599、0.564、0.772、1.618,普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β)分别为0.434、0.321、0.466、-8.899,鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)均大于普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β);低氮磷质量浓度时,鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)最大,为2.599;中高氮磷质量浓度时,普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β)最大,为0.466。根据Lotka-Volterra竞争模型中的两物种竞争结局可初步判断,低、中高氮磷、高氮磷质量浓度时,鱼腥藻在竞争中占优势;中低氮磷质量浓度时,鱼腥藻和普通小球藻稳定共存。

利用啤酒废水培养普通小球藻生产微藻生物质和油脂

研究了普通小球藻在未处理啤酒废水及改良啤酒废水中的生长及积累油脂特性,并优化了改良啤酒废水培养小球藻的营养盐组成。优化得到适于培养小球藻生产微藻生物质和积累油脂的改良啤酒废水培养基组成为:在未经处理的啤酒废水中添加KNO30.50 g/L、MgSO40.75 g/L、Na2HPO40.75 g/L,调整pH至8.0。在此培养基中小球藻细胞质量浓度达0.94 g/L,为对照组的2.69倍;体积油脂产率达11.84 mg/(L.d),为对照组的1.97倍。研究表明,利用改良的啤酒废水培养小球藻可同时实现有机废水的资源化利用与降低微藻培养成本的双重目的,具有潜在的应用前景。

铜绿微囊藻和普通小球藻在不同pH下生长特性及竞争参数计算

对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和普通小球藻(Chlorella vulgaris)分别在pH5、6、7、8、9、10、11下进行纯培养和混合培养试验,应用logistic种群增长模型和Lotka-Volterra竞争模式进行参数计算,结果显示pH对2株藻的生长及竞争关系都有显著的影响,铜绿微囊藻pH在8～11范围内生长良好,其最佳生长pH值为9,而普通小球藻则pH在7～9之间生长较好,其最佳pH值为8。共同培养的试验结果显示碱性环境中铜绿微囊藻的竞争优势强于普通小球藻,pH为8～10时β值大于α值,而pH=7时普通小球藻占优势,α值大于β值。

普通小球藻生长与武汉东湖水体磷形态的相关研究

本文探讨了武汉东湖水体中总溶解磷（ＴＩＰ）、溶解反应磷（ＧＲＰ）、总反应磷（ＴＲＰ）、溶解水解磷（ＳＨＰ）和颗粒磷（ＰＰ）对普通小球藻生长的生物有效利用性。 进行了普通小球藻生长量与各磷形态及总磷（ＴＰ）被利用浓度的一元相关分析，进一步讨论了这些一元相关方程的不足。并用多元回归分析建立了普通小球藻生长量（Ｎ）与所测几种磷形态被利用浓度（ＣＴＳＰ，ＣＳＲＰ，ＣＴＲＰ，ＣＳＨＰ，Ｃｐｐ）的相关模型。这些模型可用于评价湖泊水体富营养化的程度及预测藻的生长潜力。

α-萘酚胁迫对普通小球藻生长及抗氧化酶活性的影响

研究了 α-萘酚对普通小球藻的生长、光合色素和 MDA含量及抗氧化酶 ( SOD、CAT、POD)活性的影响 .结果表明 ,随着 α-萘酚浓度的升高 ,藻的生长速率、叶绿素 a与类胡萝卜素的含量 ,SOD、CAT、POD活性均先升高后下降 ,除 POD活性在 5 .0 0 m g· L- 1时达到最大值外 ,其余均在 2 .0 0 mg· L- 1达到最大 .而在 α-萘酚浓度低于 2 .0 0 mg· L- 1时 ,MDA含量变化不大 ,只有当 3种抗氧化酶活性呈不同程度的下降后 ,MDA含量才急剧上升 ,膜脂过氧化加剧 .说明 α-萘酚导致普通小球藻膜脂过氧化是其致毒机制之一 ,而抗氧化酶在一定污染物浓度范围内具有防御保护作用 .

三种浸提方法从普通小球藻中提取油脂的比较研究

分别采用直接浸出、索氏提取和超声波辅助提取三种方法从小球藻(Chlorella vulgaris C9-JN2010)藻粉中提取油脂。选择了三种方法各自的最适提取剂,研究了提取时间对提取率的影响以及提取方法对小球藻油脂肪酸组成的影响。结果表明,三种方法的提取率最高可分别达到84.06%、89.11%和88.66%,所得油脂在脂肪酸组成上无明显差别。超声波辅助提取法的提取效率最高、具有工业放大的前景。小球藻油中亚麻酸、亚油酸等多不饱和脂肪酸含量较高,可作为功能性油脂进行开发。

不同营养方式对普通小球藻生长特性和细胞组成的影响

采用自养、异养和混合培养3种营养方式对普通小球藻进行了培养,分析了3种培养方式下小球藻的生长曲线、比生长速率和产率、培养基中pH和葡萄糖的变化,测定了藻细胞的光合色素、蛋白质和油脂含量及其产率。结果表明:混合营养条件下小球藻的比生长速率为自养的4.25～4.43倍、异养的0.78～1.00倍,产率为自养的5.79～6.27倍、异养的1.11～1.31倍;混合营养条件下,单位体积小球藻培养液中总叶绿素、蛋白质和油脂的产率分别为3.62 mg/(L·d)、53.41 mg/(L·d)和44.65 mg/(L·d),均高于自养和异养培养。研究认为,混合营养方式更加符合微藻生长的实际环境,是高密度、高含量活性物质培养微藻的理想方式,具有潜在的应用价值。