浒苔多酚对2型糖尿病小鼠降血糖功效研究

目的:为探究浒苔多酚(Enteromorpha prolifera polyphenols,EPP)对2型糖尿病小鼠的降血糖功效,为浒苔多酚产品的开发提供理论依据。方法:以浒苔为材料,经乙醇溶液提取得到EPP粗提物,采用硅胶柱层析纯化EPP粗提物;用四氧嘧啶诱导建立2型糖尿病小鼠模型,将实验小鼠分为空白对照组、模型对照组、EPP低剂量组(EPP-L)、EPP中剂量组(EPP-M)、EPP高剂量组(EPP-H)、阳性对照组,连续灌胃4周,测定小鼠基础指标,以及脂代谢和血清抗氧化指标。结果:在动物实验中,第4周时,EPP-H组小鼠体重达32.16±1.97 g,与阳性对照组无显著差异(P>0.05)。EPP-H组小鼠空腹血糖浓度为11.78±1.62 mmol/L,与阳性对照组无显著差异(P>0.05),且能显著提升小鼠葡萄糖耐受力(P<0.05),改善小鼠耐糖量异常。EPP-H组小鼠体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、高密度脂蛋白胆固醇浓度及血清胰岛素水平分别为:157.36±6.71 U/mg,168.07±1.77 U/mg,378.14±9.74 U/mg,1.31±0.04 mmol/L,19.03±2.01 mU/L,与模型对照组相比极显著升高(P<0.01),且能显著降低丙二醛、甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇的含量(P<0.05)。结论:浒苔多酚能有效改善2型糖尿病小鼠基础代谢情况及修复糖尿病小鼠的过氧化损伤,进而起到降血糖作用。

综合实验设计:浒苔基磁性吸附剂的制备及其净化重金属废水性能测试

设计开发了“以浒苔为原料制备磁性吸附剂,进行结构表征及净化重金属离子废水性能测试”的综合实验。该实验将“物理化学、分析化学、无机化学和仪器分析”课程中的基础理论知识、实验技能与“化学、材料学、环境科学与工程”学科的前沿学术研究相结合,有助于学生深刻理解并实践“结构决定性质,性质决定功能”这一自然科学的重要思想,实现了学生从夯实理论和实践基础到提升创新意识的跨越。同时,本综合实验中体现的“以废治废”的理念,将生态文明的思想“润物细无声”地植入学生的心中。

基于空间距离效应的青岛市浒苔治理支付意愿研究

支付意愿的空间属性是影响环境物品估值效度的主要因素之一,忽略对空间距离的考量可能导致最终资源环境物品或服务的货币估值产生偏差。文章以青岛市海域浒苔灾害为研究对象,使用条件价值评估法,构建支付意愿函数模型,测算受访者距青岛市海边的距离,探索浒苔治理支付意愿是否存在距离衰减现象;通过划分不同的距离区,测算不同距离区内公众浒苔治理支付意愿,最终汇总得出浒苔治理带来的经济价值。研究结果显示:公众浒苔治理支付意愿“距离衰减”效应明显,距离海边较近的公众倾向于为治理浒苔支付较高的金额;青岛市浒苔治理总经济价值为9.84亿元/a;不考虑距离衰减效应最终导致浒苔治理经济价值的高估达27.03%。研究结论可为空间尺度上的非市场价值评估提供新的研究思路和科学参考,不仅提高了条件价值评估法估值结果的有效性,也提供了更加精准的青岛市浒苔治理经济价值估值。

青岛浒苔成因动力因素的遥感验证

表层海洋流动是海洋科学研究中至关重要的环境特征,海洋表层流场直接影响浮游生物的漂移过程。利用遥感手段分析了青岛海域海表流场的时空变化情况,通过监测海流动态,揭示了海洋生态系统中浮游生物运动的关键特征。研究发现海洋表层流场的变化对浮游生物的漂移路径和分布具有显著影响。研究结果初步验证了青岛海域浒苔源自连云港海域的可能性,拓展了对海洋表层流场与浒苔传输关系的认知,为揭示海洋环境中流场与浮游生物之间复杂交互关系提供了新视角。

不同方法制备浒苔纳米纤维素及其性质表征

以绿潮优势藻浒苔为原料,通过碱处理、漂白处理提取浒苔纤维素(UPC),得率为23.61%。采用硫酸水解法、盐酸水解法和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基(TEMPO)氧化法分别制备浒苔纳米纤维素(UPCNC-S、UPCNC-H和UPCNC-T),通过得率、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、热重分析(Thermogravimetric analysis,TGA)、扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)、粒径、电位、色度对不同方法制备的纳米纤维素的结构及微观形貌进行表征和比较。结果表明:三种制备方法得到的纳米纤维素得率分别为10.07%(UPCNC-S)、32.48%(UPCNC-H)和26.63%(UPCNC-T),其晶型和结构均未破坏,并且结晶度较纤维素均有所提高,分别为72.11%(UPCNC-S)、77.16%(UPCNC-H)和66.53%(UPCNC-T)。硫酸水解不利于纳米纤维素的热稳定性,而盐酸水解得到的UPCNC-H热稳定性最佳。UPCNC-T和UPCNC-H均呈现短棒状形貌,粒径尺寸分别集中在430 nm和610 nm附近,硫酸水解法能够制备出短棒状和部分球形纳米纤维素,粒径尺寸最小,主要分布在300~400 nm之间。三种纳米纤维素的Zeta电位值均小于−30 mV,悬浮液均具有较佳的稳定性。UPCNC-S的颜色略微偏黄,白度值最低,而UPCNC-H和UPCNC-T整体颜色较为洁白。综上,本研究制备的浒苔纳米纤维素具有结晶度高、分散性好、粒径尺寸小等优良特性,为实现绿潮浒苔的高值化利用提供了一定的理论基础。

浒苔暴发前后青岛沿岸水体和藻体的细菌群落结构与生态环境因子相关性分析

自2008年起,浒苔(Ulva prolifera)暴发给海洋环境生态、水产养殖业、旅游业和公共卫生带来严重影响。为进一步探究浒苔暴发对近岸环境中细菌群落结构与生态因子的影响,本研究对浒苔暴发前后青岛沿岸主要滨海区域水体、浒苔藻体中可培养细菌群落的组成与丰度及环境理化指标进行了比较分析。结果显示,浒苔暴发后,青岛沿岸水体的化学需氧量(COD)、氨氮、无机氮、砷离子和活性磷酸盐含量均显著升高(P<0.05),溶解氧、Cd、Pb、Cr、Cu等金属离子的含量显著降低(P<0.05);聚集地浒苔藻体中有机碳含量低于非聚集地(P<0.05),大肠菌群、粪大肠菌群、硫化物、Hg、Cd、Zn和Cu离子含量高于非聚集地(P<0.05)。可培养细菌分析结果显示,浒苔暴发后,青岛市沿岸水体与藻体中可培养细菌的数量增长超1个数量级,弧菌(Vibrio)占比增加了38%;基于16S rDNA的细菌鉴定结果显示,浒苔暴发前,青岛市沿岸海水中的主要优势菌为长巨牡蛎弧菌(Vibrio gigantis)、塔斯玛尼亚弧菌(Vibrio tasmaniensis)和大西洋弧菌(Vibrio atlanticus);浒苔暴发后,青岛市沿岸海水中的主要优势菌为强壮弧菌(Vibrio fortis)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)和欧文斯氏弧菌(Vibrio owensii)。优势弧菌的毒力基因与耐药基因携带风险检测结果表明,浒苔暴发后,弧菌携带毒力基因(VAC、vhh、chxA、tlh和flaA)和耐药基因(strA、strB、QnrVC和sul2)的类别和检出率均增高。研究结果初步揭示了浒苔暴发对青岛市沿岸环境中细菌群落结构及环境生态的影响,查明了浒苔暴发产生的有害微生物种类及其携带的毒力基因、耐药基因风险,为黄渤海近岸海域浒苔绿潮防控、海洋生态保护、水产健康养殖和公共卫生治理提供了理论依据。

饲料中添加发酵浒苔对黑棘鲷生长、非特异性免疫及肠道消化酶活性的影响

为探究发酵浒苔(Enteromorpha prolifera)对黑棘鲷(Acanthopagrus schlegelii)生长、非特异性免疫和肠道消化酶活性的影响。本实验将浒苔发酵后,按比例(0%、2.0%、3.5%、5.0%、6.5%、8.0%)梯度添加到黑棘鲷基础饲料中;将360尾鱼随机分为6组,饲喂各组对应饲料28 d后,采集相关样品并测量生长指标、非特异性免疫相关指标和肠道消化酶活性。研究显示:添加2.0%、3.5%和5.0%的发酵浒苔显著提高了黑棘鲷增重率和特定生长率(P<0.05),其中,增重率分别提高了17.6%、20.6%和24.3%。在浒苔添加量为2.0%和5.0%时饵料系数显著降低(P<0.05),分别降低了18.8%和16.3%;发酵浒苔的添加降低了总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量,其中,全体添加组TC含量显著降低(P<0.05),2.0%和8.0%的添加量显著降低了T G含量(P<0.05),2.0%、3.5%和8.0%的添加量显著降低了LDL-C含量(P<0.05);2.0%和3.5%的添加量显著提高了高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量(P<0.05);此外,添加2.0%发酵浒苔显著提高了血清碱性磷酸酶(AKP)活性,添加3.5%和5.0%发酵浒苔显著提高了过氧化氢酶(CAT)活性(P<0.05),且所有添加组中超氧化物歧化酶(SOD)、肠道淀粉酶(AMS)(除添加8.0%浒苔)和脂肪酶(LPS)活性显著提高(P<0.05)。研究结果显示,饲料中添加发酵浒苔能够提高黑棘鲷的生长性能、非特异性免疫能力及肠道消化酶活力,且能够改善黑棘鲷的的血脂,推荐发酵浒苔的适宜添加量为3.5%~5.0%。

改性粘土对浒苔配子的高效去除作用及其抑制机理研究

微观繁殖体被视为浒苔绿潮暴发的“种源”,使用改性粘土对微观繁殖体进行有效去除是绿潮早期防控的潜在方法之一。以浒苔配子为实验对象,筛选了高效去除且有效抑制残留配子的改性粘土配方,分别从絮凝作用、生理生化等角度研究了该配方高效去除与抑制残留配子萌发的机理。结果表明,在相同浓度下十六烷基三甲基溴化铵改性粘土(MCⅢ)对配子的去除和抑制效果均优于其他类型的改性粘土。其中,0.05 g/L MCⅢ对配子的去除率可达99.4%,对体系残留配子的萌发率低于5%;且MCⅢ对配子的去除和抑制效果随改性粘土用量的增加而增强。进一步的机理分析表明,MCⅢ通过破坏配子的细胞膜可对其进行有效灭杀,同时通过电中和作用增强絮凝沉降,实现对配子的高效去除;通过氧化胁迫降低残留配子的生理活性,进而抑制已固着细胞的增殖,从而有效降低萌发率。以上研究结果表明,MCⅢ可以高效去除并抑制浒苔配子的萌发。该研究结果将为浒苔绿潮的早期防控提供科学依据。

共附生菌对绿潮浒苔作用的研究进展及应用

绿潮的迁移与大规模暴发,除了与藻体自身较强抗胁迫能力等生物学特性和海域环境条件有关外,也离不开藻际微生物的参与。微生物群落对藻类的生长、消亡等过程具有重要作用。不同环境条件下,浒苔共附生菌群落结构多样,对藻类的促进作用主要体现在藻体形态建成、生长、营养吸收以及光合作用等过程。在藻华发生过程中,能够帮助藻体高效吸收营养物质,促进藻类增殖,加剧绿潮的形成。因此,本文基于前人的研究成果,总结当前绿潮优势种浒苔共附生菌的研究现状,阐述浒苔共附生菌分离技术的建立过程,指出高通量测序等分子生物学技术对微生物群落结构与多样性分析的重要性,分析共附生菌对浒苔生长、繁殖、形态建成等生理特征和绿潮暴发的影响,探寻共附生菌在今后生产、生活中的应用价值,旨在为预测、防控绿潮暴发以及资源化利用开辟新思路。

浒苔多糖对脂多糖诱导小鼠肠道屏障功能及肠道微生物组成的影响

目的:研究浒苔多糖(Enteromorpha prolifera polysaccharide,EP)对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导小鼠肠道屏障功能及微生物组成的影响。方法:选取8周龄C57BL/6J雄性小鼠48只,随机分为4组,每组12只,分别为空白对照(Ctrl)组、LPS组、EP组、EP+LPS组,Ctrl和LPS组小鼠饲喂基础日粮,EP和EP+LPS组饲喂含600 mg/kg EP的日粮,28 d后,LPS和EP+LPS组小鼠按0.5 mg/kg mb腹腔注射200μL LPS,Ctrl和EP组小鼠腹腔注射相同剂量的生理盐水。结果:EP处理4周对LPS诱导的小鼠肝脏损伤和脾脏肿大没有显著影响;EP处理能显著降低LPS诱导小鼠的血清中髓过氧化物酶(P<0.05)和二胺氧化酶(P<0.01)的含量,显著提高结肠白细胞介素(interleukin,IL)-1β的基因表达(P<0.05),显著降低结肠一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的基因表达(P<0.05)和Toll样受体4的蛋白表达;在门水平上,EP处理能极显著提高LPS诱导小鼠Verrucomicrobiota的丰度(P<0.01),在属水平上,显著降低Alloprevotella、Bacteroides和unclassified_o_Bacteroidales的丰度(P<0.05),显著提高Lachnospiraceae_NK4A136_group、Anaerostipes和Akkermansia的丰度(P<0.05)。结论:EP可以预防LPS刺激引起的肠道屏障功能受损,并可通过调节TLR4信号通路相关基因的表达和肠道微生物的组成减缓小鼠的肠道屏障损伤。

针对浒苔目标检测的全局背景强化的位置蒸馏方法

浒苔检测是目前海洋环境智能监测领域研究的重要课题之一。为了有效解决传统浒苔检测方法存在的训练样本需求大的问题,本文提出了一种全局背景强化的位置蒸馏模型(GBS-LD)。通过引入全局上下文模块和背景蒸馏损失分支,解决了原始位置蒸馏方法在建模背景特征上的不足,在复杂海洋环境下有效提高了浒苔检测系统的稳健性。在浒苔检测数据集中,本文模型具有较高的准确性和实时性,为海洋智能监测提供了重要参考。

浒苔多糖的生物学功能及其在动物生产中的应用研究进展

浒苔也称苔条或苔菜,是一种营养丰富的大型海藻,其主要生物活性物质是浒苔多糖。浒苔多糖是一种硫酸化的杂多糖,主要由鼠李糖、木糖、葡萄糖和葡萄糖醛酸等组成,具有抗氧化、抗病毒、抗肿瘤、降血糖、降血脂、免疫调节等多种生物学功能。浒苔多糖可以促进动物生长、增强机体免疫力和改善肠道健康,是一种有效的饲料添加剂。本文综述了浒苔多糖的生理功能及其在动物养殖中的应用,旨在为动物生产中合理应用浒苔多糖提供参考。

黄杆菌中浒苔多糖降解有关基因的异源表达及酶活测定

浒苔绿潮爆发带来了一系列环境问题,也对浒苔资源的开发利用提出了新挑战。从生物酶法降解浒苔的主要成分浒苔多糖入手,筛选出能降解浒苔多糖的菌株,对其进行16S rRNA基因鉴定,同时对其中表达量上调的木聚糖酶基因(GH43)进行异源表达,利用紫外-可见分光光度计比色法进行酶活测定及酶学性质研究。结果表明筛选到的浒苔多糖降解菌为黄杆菌(Algibacter pacificus),克隆表达的木聚糖酶的最适温度为50℃,最适pH约为5,粗酶液酶活为65.71 U/mL。实验可为由浒苔引起的海洋污染治理问题提供理论依据,同时为该菌株及木聚糖酶的工业化利用提供了参考,有利于实现对浒苔的资源化利用。

浒苔多糖对肉牛生长性能、血清生化指标和瘤胃发酵参数的影响

文章旨在探究日粮中添加浒苔多糖(Enteromorphapolysaccharide,EP)对肉牛生长性能、血清生化指标和瘤胃发酵参数的影响。试验将120头日龄和体重[(291.37±13.82)kg]相近的健康西杂肉牛随机分为4组,每组5个重复,每个重复6头。各组分别在基础日粮中添加0、300、600和1200mg/kg EP。整个饲养试验为期80d,包括7d的预饲期和73d的正试期。结果表明,与对照组相比,600和1200mg/kg的EP组肉牛FBW分别显著提高3.03%和2.79%(P<0.05),1200mg/kg的EP组肉牛的ADG较其余各组分别显著提高8.28%、9.29%和8.11%(P<0.05);1200mg/kg的EP组肉牛的F/G较其余各组分别显著降低5.91%、7.17%和5.99%(P<0.05)。300mg/kg EP组肉牛血清IgA含量较对照组显著降低(P<0.05);600mg/kg EP组肉牛血清IgA含量显著升高(P<0.05);1200mg/kg EP组肉牛血清IgA含量与对照组无显著差异(P>0.05);300~1200mg/kg EP组肉牛血清IgG含量显著提高(P<0.05);600和1200mg/kg EP组肉牛血清SOD活性显著提高(P<0.05),尿素氮含量显著降低(P<0.05)。300~1200mg/kg EP组肉牛瘤胃微生物蛋白含量显著提高(P<0.05);1200mg/kg EP组肉牛瘤胃总挥发性脂肪酸含量显著提高(P<0.05);300~1200mg/kg EP组肉牛瘤胃丙酸比例显著提高(P<0.05)。结论:EP可通过改善肉牛的血清生化指标和瘤胃发酵促进其生长发育,在本试验条件下,1200mg/kg的添加量效果最佳。

浒苔多糖面霜的制备及其性能功效评价

浒苔多糖是从绿藻浒苔中以水提醇沉法得到的硫酸酯多糖。采用乳化技术制备浒苔多糖面霜,通过面霜在不同条件下的重量变化及面霜在280~400 nm的紫外吸收对其保湿、吸湿及抗紫外线作用进行检验。利用DPPH自由基清除实验、羟自由基清除实验、还原活性实验测定浒苔多糖面霜的抗氧化能力。结果发现,浒苔多糖面霜拥有良好的保湿吸湿能力、抗氧化能力以及抗紫外线能力,为浒苔多糖在化妆品领域的应用提供理论基础。

肠浒苔在“环境因素对光合作用影响”实验改进中的应用

基于国家教育改革和课程标准对中学实验教学的要求,挖掘本地资源,将肠浒苔用于“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验,探究光照强度、光的颜色、温度三种环境因素对肠浒苔光合作用强度的影响,实验结果很好地揭示了环境因素与光合强度效应关系,以期为中学生物学实验教学提供参考。

浒苔发酵液及其复合液剂对土壤性质和酶活性的影响

为探讨海藻生物肥对土壤性质及酶活性的影响,本文以浒苔发酵液及其复合液在番茄种植土壤施用后,不同处理组间土壤性质及酶活性进行了比较研究。试验结果表明:T1 (浒苔发酵液)的pH值最低,较未处理前下降10.95%;T4 (浒苔–菊花复合液)处理下的土壤脲酶酶活性最高,较空白对照组显著提高58.82%;T3 (浒苔–金银花复合液)处理下的蔗糖酶酶活性最高,较空白对照组提高6.13%;T3 (浒苔–金银花复合液)处理下的土壤磷酸酶酶活性最高,较空白对照组显著提高13.44%。综上,浒苔发酵液及其复合液能够降低土壤的pH值,促进植株对有机质的吸收,提高土壤中脲酶、蔗糖酶、磷酸酶的活性,有利于改善土壤肥效转化的微生态环境。

自然过程和陆源人类活动对黄海浒苔绿潮年变化的影响分析及机制研究

利用2008—2022年浒苔覆盖面积、水文气象观测资料、再分析数据以及各类经济指标等数据,从自然过程和人类活动影响两大方面综合分析了黄海浒苔绿潮发生面积呈现波动性年变化的原因。研究发现:正常情况下厄尔尼诺次年浒苔覆盖面积较正常偏多(副热带高压较常年加强西伸,导致降水偏多偏强;厄尔尼诺次年有效积温天数偏多,有效积温偏强),拉尼娜次年浒苔覆盖面积以偏少为主。夏季苏北海域大风天数和偏北风持续时间对浒苔最大覆盖面积的极值年有很好的指示意义,同时降雨量与浒苔最大覆盖面积为中等程度的正相关。浒苔年最大覆盖面积与连云港、青岛和盐城3个市的年总产值增加值呈现高度正相关。综上说明,浒苔年最大覆盖面积的年际波动变化是气候尺度厄尔尼诺-南方涛动事件、季节尺度天气系统以及年际尺度人类经济生产活动三者共同影响的结果。

基于遥感数据与数值模式的浒苔漂移输运预报:以江苏近海为例

浒苔暴发是影响全球近岸海域最为严重的海洋灾害之一,引起了社会各方的重视。该研究基于大气-波浪-海洋集合模式,根据卫星遥感数据提取浒苔位置,采用拉格朗日漂流模式对浒苔进行追踪并预报其漂移路径。与卫星观测结果对比表明,该集合模式能够较好地预报浒苔的位置、分布及其漂移路径。此外,该研究还讨论了Stokes漂流对于模式预报的影响,结果表明考虑Stokes漂流可以修正浒苔漂移路径,有效提高预报的准确性。

基于视觉识别的智能浒苔打捞装置设计与试验

针对现有的浒苔打捞装置打捞效率低、自动化程度低等问题,设计了一种基于视觉识别的智能浒苔打捞装置。该装置主要分为硬件系统和软件系统。硬件系统主要由收集带、电动液压推杆、输送带、打包脱水装置组成,结构简单直接随船通用,其中电动液压推杆用于调节收集带的入水深度,以适应不同海况下不同厚度的浒苔打捞需求。软件系统包括搭载在高性能计算机上的上位机和监控系统,其中上位机包含3种控制方式且互为备份,提高了系统的鲁棒性,为海上作业提供了安全可靠保证。智能控制单元包含视觉传感器、可编程逻辑控制器(PLC)、遥控控制器以及按键控制组件,通过视觉识别和智能控制技术,实现自主识别、切换工作模式进而打捞浒苔的任务。通过设计制造该装置和海上试验,验证了智能浒苔打捞装置的有效性。