最大光能转化效率F_V/F_M用于城市人工水体藻华的监控预警

结合2012年5—10月对上海市区2个典型城市人工水体藻华过程叶绿素、最大光能转化效率FV/FM变化,及其与水质指标的关系,研究FV/FM用作城市人工水体藻华监控预警指标的可行性。结果表明,曲阳公园、黄兴公园的FV/FM分别在0.57~0.71和0.58~0.63之间;人工模拟昼夜日照和温度变化培养曲阳公园藻华的水藻得到,藻类生长适应期FV/FM<0.60,对数期FV/FM>0.60,FV/FM与藻类生物量无显著相关性,仅反映藻类所处生长阶段。分析FV/FM和叶绿素a与浊度、COD、TN、TP的相关性得到,FV/FM能兼顾藻类在富营养化水体中的生理环境和生长特性,综合反映了藻华在城市人工水体形成相关的物理、化学、生长特性等因素,对研究水体FV/FM=0.63可作为预警水体藻华发生的阈值。研究成果为城市人工水体藻华暴发的监控、预警提供新的途径和方法。

壬基酚对球形棕囊藻的生态毒性效应

为了探讨环境激素类物质壬基酚(Nonylphenol,NP)对海洋赤潮藻的生态毒性效应,实验以球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)为测试对象,设置了7个NP质量浓度处理(0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和0.6 mg·L-1),实验周期为96 h,测定了各处理组球形棕囊藻的生长、可溶性蛋白质量浓度、光合色素质量浓度、丙二醛(MDA)摩尔分数以及最大光能转化效率(Fv/Fm)等指标。结果表明,NP对于球形棕囊藻的96 h EC50为0.42 mg·L-1;而且,随着NP质量浓度的增加,球形棕囊藻的生长速率、可溶性蛋白质量浓度、光合色素质量浓度以及Fv/Fm等指标的下降幅度更加显著;随着NP质量浓度的增加,球形棕囊藻的MDA摩尔分数明显上升;NP低质量浓度(0.1 mg·L-1)暴露能够使球形棕囊藻的类胡萝卜素质量浓度、可溶性蛋白质量浓度和Fv/Fm等指标高于对照组,说明球形棕囊藻在NP暴露下能够产生毒物刺激效应现象。

低磷浓度下普通小球藻的生长及其叶绿素荧光特性研究

磷(P)常被认为是水体富营养化的限制因子之一,对藻类生长及光合作用有很大的影响.以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为实验对象,测定低磷浓度下小球藻的生物量、营养盐的吸收利用和光合效率的变化情况.结果表明:试验氮磷浓度范围(NO_3-N:1～8 mg/L;PO_4~3-P:0.2～1.0 mg/L),小球藻生物量受初始磷浓度的影响较大,P=0.4 mg/L时小球藻生长最好.在实验磷浓度范围内,初始供磷水平影响小球藻对外源氮的吸收利用,氮(N)的吸收量会随着初始供磷水平的提高而增大.在固定磷浓度条件下,提高氮浓度,小球藻叶绿体中PSⅡ反应中心的最大光合作用效率(F_v/F_m)均值也会随之增加,发生磷胁迫的F_v/F_m阈值为0.18～0.24.F_v/F_m值可综合表征小球藻的生长指标、氮和磷的吸收利用率并且研究营养盐胁迫下藻类的生长.

克拉玛依农业开发区13个经济林树种叶绿素荧光特征比较

为揭示各树种耐光抑制能力的大小,测定比较了克拉玛依农业开发区13个经济林树种的叶绿素荧光参数,以便从光合机理角度筛选出耐光抑制且有发展前景的经济林树种。试验结果表明:综合比较各树种的叶绿素荧光参数值,李、蟠桃和中国沙棘耐光抑制能力强,为首选经济林树种,这3个树种最大光能转化效率F_v/F_m值全天都保持在0.8以上,最大光能转化潜力F_v/F_o值全天都保持在4.0以上,且初始荧光上升到最大荧光一半所需时间T1/2在8:00、14:00变化幅度较小;黄果山楂、葡萄、新疆梨和枣也具备一定的耐高光强的能力,最大光能转化效率F_v/F_m值在14:00下降到0.8以下,到20:00又恢复到0.82以上,接近8:00时的值,最大光能转化潜力F_v/F_o值在14:00下降到4.0以下,到14:00值恢复到4.8以上,接近8:00时的值,在开发区具备种植潜力;宁夏枸杞和毛樱桃耐光抑制能力弱,这2个树种的最大光能转化效率F_v/F_m值在14:00和20:00几乎都低于0.8,最大光能转化潜力F_v/F_o值在14:00和20:00都低于4.16,且初始荧光上升到最大荧光一半所需时间T1/2在8:00、14:00时变化幅度大,不适宜在开发区种植。

硫酸锌霉素和盐酸环丙沙星对4种赤潮藻种群增长的影响

以赤潮藻为研究对象,对比研究硫酸锌霉素(NMS)和盐酸环丙沙星(CPFX)暴露下的种群增长和光合作用相关指标的变化,结果表明:微藻种类不同,抗生素暴露浓度对细胞密度和光合作用相关指标的影响存在较显著的差别。抗生素暴露72 h时,NMS对赤潮藻最大抑制效应为11.45%~40.56%;CPFX对赤潮藻的最大抑制效应为9.91%~26.62%,球形棕囊藻未表现出抑制现象;低浓度CPFX暴露下(<60 mg·L^-1),4种赤潮藻细胞密度的最大促进作用范围为8.82%~23.63%。赤潮藻光合色素浓度在抗生素暴露下,呈现出叶绿素(a,b)浓度降低、类胡萝卜素浓度增加的现象,球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)类胡萝卜素增加比例显著高于锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)。CPFX暴露下,赤潮藻最大光能转化效率(F v/F m)仅个别处理组出现了抑制作用,其余表现为显著的促进效应,4种赤潮藻的最大促进效应为16.39%~30.00%。NMS暴露下,4种赤潮藻随着时间延长F v/F m表现出先促进后抑制的现象。

重金属Zn2+2种暴露方式对三角褐指藻生长繁殖及光系统Ⅱ的影响

为探究重金属对海洋微藻的毒性胁迫效应,研究了重金属Zn^(2+)2种不同暴露方式下三角褐指藻种群生长状况、叶绿素a含量、光系统(PSII)的最大光能转化效率(Fv/Fm)以及相对光合电子传递率(rETR)的变化状况。采用2种暴露方式:一种暴露方式为0.5 mg/L低剂量连续5 d刺激三角褐指藻,旨在模拟自然水体低剂量暴露对微藻的影响,另一种参照三角褐指藻EC50浓度5 mg/L一次性刺激三角褐指藻。结果表明:2种暴露方式下,三角褐指藻生长、叶绿素a含量及rETR有显著性差异。当在5 mg/L重金属Zn^(2+)一次性刺激下,除Fv/Fm外,三角褐指藻的种群数量、叶绿素a含量及rETR均显著下降,随着暴露时间的不断增加,这些指标均在第4天后恢复增长;当在0.5 mg/L重金属Zn^(2+)持续5 d刺激下,除Fv/Fm外,三角褐指藻种群数量、叶绿素a含量以及r ETR指标均在出现先正常增长再降低的情况。

转基因与野生型三角褐指藻生理特性的比较研究

利用叶绿素荧光仪分别测定转基因和野生型三角褐指藻的最大光能转化率,利用流式细胞仪分别测定它们的细胞大小和叶绿素含量,通过血球计数板计数绘制其生长曲线并计算比生长速率。统计分析结果显示:在培养周期内,野生型和转基因三角褐指藻的最大细胞密度有显著差别,野生型藻株的比生长速率显著高于转基因藻株,说明转基因影响了三角褐指藻的生长;野生型与转基因藻株的F_v/F_m在第2天差别不显著,但到第8天时,转基因藻株的F_v/F_m却显著高于野生型的;特基因藻株的叶绿素含量和细胞大小均显著高于野生型藻株。研究结果表明,转基因对藻细胞的生理特性产生了一定的影响,该结果为微藻转基因研究提供一定的理论依据。

磺胺嘧啶和盐酸四环素对四种赤潮藻生长的影响

本文以锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为研究对象,实验室条件下对比研究了磺胺间二甲氧嘧啶钠(SMS)和盐酸四环素(TC)暴露下4种赤潮藻的细胞增长、光合色素组成以及最大光能转化效率(Fv/Fm)等的变化规律。研究结果表明:4种赤潮藻在SMS和TC(7.5~240 mg/L)暴露组细胞密度均未出现半抑制效应,SMS对4种赤潮藻细胞密度的最大抑制效应范围为5.47%~36.26%,略高于TC的最大抑制效应0~35.21%(球形棕囊藻无抑制效应);藻细胞叶绿素含量在抗生素暴露下均显著下降,但作为抗氧化剂和捕光色素的类胡萝卜素含量则显著增加;低浓度(<50 mg/L)TC暴露下,4种赤潮藻Fv/Fm均显著下降;TC(<30 mg/L)暴露下,4种赤潮藻细胞密度最大促进作用范围为11.30%~38.89%,球形棕囊藻细胞密度增加比例最高;赤潮藻对抗生素的响应存在显著的种间差别,两种抗生素暴露对球形棕囊藻生长的抑制效应明显低于其他3种赤潮藻,高浓度抗生素残留对浮游植物群落演替存在较强的干扰作用。