古尔班通古特沙漠生物结皮微鞘藻分类学研究

实验研究了从古尔班通古特沙漠生物土壤结皮中分离纯化培养出的11株与微鞘藻(Microcoleus)形态接近的丝状蓝藻,通过形态特征、16S rRNA和ITS二级结构相结合的多相分析方法对其进行分类学研究。研究结果表明,实验藻株隶属于微鞘藻科(Microcoleaceae)的微鞘藻属(Microcoleus)和束脉藻属(Symplocastrum),其中包括2个中国新记录种:斯坦微鞘藻(Microcoleus steenstrupii)和细长束脉藻(Symplocastrum flechtnerii),另外还有具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)和类似斯坦微鞘藻的存疑物种。藻丝多少与排列方式、细胞大小与末端细胞形状,以及16S rRNA系统发育位置是确定微鞘藻(Microcoleus)与束脉藻(Symplocastrum)属于不同物种的关键依据,ITS二级结构是区分属内不同物种的重要参考。

山西鞘藻属一新种

山西鞘藻 新种 图1ＯｅｄｏｇｏｎｉｕｍｓｈａｎｘｉｅｎｓｅＹ.Ｊ.ＬｉｎｇｅｔＳ.Ｌ.Ｘｉｅ,ｓｐ.ｎｏｖ.Ｆｉｇ.1Ｓｐｅｃｉｅｓｎｏｖａｐｌａｎｔａｄｉｏｉｃａ,ｎａｎａｎｄｒａ,ｉｄｉｏａｎｄｒｏｓｐｏｒａｅｔｏｏｓｐｏｒａｅｍｅｓｏｓｐｏｒｉｏａｒｅｏ...

枝鞘藻属(Oedocladium Stahl,1891)在我国的首次发现

首次报道了作为鞘藻目中三个属之一的枝鞘藻属(Oedocladium),即勃氏枝鞘藻(Oedocladium prescottii)。

鞘藻属和毛鞘藻属营养细胞分裂方式的比较研究

于 1 999年 7月在湖北省仙桃市湿润土壤中采得一种鞘藻 ,经培养和电镜观察 ,发现该株鞘藻营养生长主要依赖位于丝状体最上面的细胞分裂 ,分生出的子细胞在该细胞亚顶端的胞壁破裂点掀开一个帽子 ,此帽子便附着于细胞侧壁上 ,这在鞘藻属中为首次报道 ,与 2 0 0 0年 1 2月在武汉纸坊青龙山水库采得的一种毛鞘藻的基细胞也附着相同的帽子结构。观察结果表明 ,该属基细胞亦具有明显的居间分裂能力。在观察这两属营养细胞居间分裂的同时 ,详细报道了这一种特殊的细胞分裂———顶端分裂 ,详细比较了这两属的营养细胞分裂方式 ,并对其分裂方式的机制进行探讨。结果表明 ,这两属细胞在细胞分裂方式上有极为亲密的亲缘关系 ,但毛鞘藻属更复杂、独特的营养细胞分裂显示它的进化地位比鞘藻属高。

微鞘藻胞外多糖在沙漠土壤成土中的作用

研究了沙坡头藻结皮中的优势物种——微鞘藻的胞外多糖对沙漠表层土壤水分分布状况的影响及其光合特性。随着胞外多糖浓度的升高 ,土壤持水量增大 ,土壤水分蒸发速率降低 ,水分在土壤中运动的速率被延缓。藻总水溶性多糖产率为 2 8.82 % ,胞外水溶性多糖产率为 1 6 .0 9% ;多糖产量在稳定期生物量最大时增长最快。微鞘藻光合作用最适温度为 2 5℃ ,最适光强为 40 0 μE.m- 2 .s- 1,在 0 .3 mol/ L Na Cl浓度下其光合作用活性被强烈抑制 ;微鞘藻的吸收光谱表明它比生长在湿润地区的藻类含有更多的胡萝卜素成分 ;叶绿素 a荧光 (Fv/ Fm)分析表明在失水约为初始湿重的 5 6 %时 Fv/ Fm值恢复到水培养的 96 % ;其光合作用特性有利于对逆境的适应和生物量的积累。表明微鞘藻胞外多糖可影响沙漠表层土壤水分分布状况 ,并可作为一种潜在的生物肥料 ,在荒漠原始成土过程中扮演着重要角色。

具鞘微鞘藻在荒漠藻结皮形成过程中的作用

具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)是荒漠藻结皮主要的优势物种,在藻结皮的形成和发育过程中发挥着非常重要的作用。为了探讨具鞘微鞘藻在荒漠藻结皮形成过程中的作用,通过实验室内模拟藻结皮不同发育阶段,研究了具鞘微鞘藻在结皮形成过程中对藻类生物量、结皮厚度及其抗压强度的影响;同时利用光学显微镜和扫描电镜对藻结皮微结构观察,分析了不同发育阶段沙粒和具鞘微鞘藻之间的胶结方式和作用机理。结果表明:(1)藻结皮形成的最初阶段,结皮状态主要由细菌及小型蓝绿藻分泌胞外多糖的黏结作用和结皮表面有机质层的保护作用维持,但该阶段的藻结皮比较脆弱,抗压强度仅为(12.21±1.58)Pa;当具鞘微鞘藻大量出现后,逐步占据了明显的优势地位,沙粒间的黏结作用被更高强度的具鞘微鞘藻机械束缚力所取代,成为该阶段藻类结皮硬度提高的重要贡献者;(2)随着具鞘微鞘藻接种比例的逐渐增加,藻结皮中的藻类生物量、结皮厚度及抗压强度均呈现出升高的趋势(P<0.01),当接种比例增加为80%时达到最高值;然而,当具鞘微鞘藻接种比例为100%时,各项指标却又有所下降。重点探讨藻结皮不同发育阶段沙粒间的胶结形式及微形态变化,深入揭示具鞘微鞘藻在藻结皮形成和发育过程中的作用机理,为旱生藻类广泛应用于荒漠植被恢复与重建过程提供重要的试验数据和理论依据。

基于28S rDNA序列的鞘藻目系统发育研究

作者进行了较广泛的样品采集,通过实验分离纯化培养得到多个鞘藻目种类的株系,并采用PCR技术新获得鞘藻目2属8个种类的部分28S rDNA序列,连同GenBank中的另两条序列,分析的物种涵盖了鞘藻目中的每个属。通过比较分析绿藻纲中包括此10条序列的共36个种类的同一基因序列,并选取Trebouxiophyceae中的椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)和Fusochloris perforata作外类群,运用多种方法构建分子系统树,包括邻接法(Neighbor-Joining)、最大简约法(Maximum Parsimony)和Bayesian方法。3种方法所得的结果非常相似,在形态上就在整个绿藻中界限分明的鞘藻目从分子水平上再次证明为单系起源的类群;构建的系统发育树还在一定程度上表明毛鞘藻属处于鞘藻目内三个属中较分离的位置,而枝鞘藻属与鞘藻属植物并无明显界限。

具鞘微鞘藻多糖提取、结构分析及抗氧化活性研究

具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)是广泛分布于荒漠区土壤中的一种丝状蓝藻.采用水提醇沉法分别提取具鞘微鞘藻胞内、外多糖,测定其提取率、产率和抗氧化活性,并对其结构进行初步解析.结果表明:胞内、外多糖的提取率最高分别为3.46%和77.98%,多糖产率最高分别为83.67%和50.76%.考马斯亮蓝染色法检测蛋白含量可低至3.26%.具鞘微鞘藻胞内、外多糖体外能够有效地清除O^2-·、DPPH·和·OH及微弱地螯合Fe^2+.傅立叶红外光谱(IR)分析表明:具鞘微鞘藻多糖中普遍存在分子间的氢键,且其中的单糖多以吡喃糖甙的形式存在,糖苷键类型为α-型.

晚奥陶世鞘藻科化石的发现

记述发现于江西省玉山县王家坝三衢山组的鞘藻目化石，并认为该化石可以和现生鞘藻属进行对比。这是迄今为止世界上最古老的鞘藻化石记录，也是我国鞘藻化石的首次报道。

风力胁迫对具鞘微鞘藻结皮光合活性的影响

抵抗风力胁迫是荒漠藻类适应干旱区环境的重要生物学机制,也是藻结皮能够拓殖流沙的必要条件之一,但有关藻类对风力胁迫的响应机理国内外尚无研究报道。以具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus Gom.)人工结皮为实验对象,研究了不同强度风力吹蚀对结皮含水量、藻类活力、生物量、及其光合活性的影响。结果表明:不论低于当地起沙风(3m/s)还是高于起沙风(5m/s和7m/s)的风力吹蚀,结皮中藻类生物量均明显下降,而且结皮生物量的变化与风速大小和吹蚀时间呈线性关系(y=14.78+0.035a-1.48b,a风速,b时间,r2=0.79)。进一步分析发现,风力吹蚀后结皮中藻类活力并没有降低但主要光合色素和天线色素的含量普遍降低,叶绿素荧光(Fv/Fm)、表观电子传递速率(ETR)和净光合速率(Pn)明显下降,并且风速越大,降幅越大。这些结果说明风力胁迫对藻结皮生长和光合活性的影响主要是通过影响光合色素代谢合成和电子传递速率引起的,对其生命力没有明显影响。

不同培养条件对枝鞘藻生长、虾青素和油脂积累的影响

以丝状绿藻枝鞘藻(Oedocladium sp.)为实验材料,研究在100、300μmol·m^-2·s^-1和双侧300μmol·m^-2·s^-13种光强以及1、3、9、18 mmol/L 4种初始氮浓度下,两步法培养(第12 d时实验组分别更换为无氮培养基及加盐培养基)对枝鞘藻生长、油脂和虾青素积累的影响。结果显示:枝鞘藻最大生物量在双侧300μmol·m^-2·s^-1光强,18 mmol/L初始氮浓度更换为无氮培养基的条件下达到,为9.61 g/L;最高虾青素含量和最高油脂含量在双侧300μmol·m^-2·s^-1光强,3 mmol/L初始氮浓度更换为加盐培养基条件下达到,分别达到干重的1.62%和51.19%。研究结果表明高光条件有利于枝鞘藻的生长,双侧高光条件下低氮浓度更换为加盐培养基最有利于枝鞘藻虾青素和油脂的积累。

营养缺失对具鞘微鞘藻胞外多糖和糖原分配模式的影响

为探究蓝藻胞外多糖(EPS)和胞内糖原的分配模式和作用,研究了在氮、磷、镁、钙和铁缺失条件下具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus Gomont FACHB-896)胞外多糖和糖原代谢合成过程中碳流分配规律。结果表明培养基中NO_(3)^(-)、PO_(4)^(3-)和Mg^(2+)的缺乏明显抑制了具鞘微鞘藻的生长和叶绿素a的合成(P<0.05),而Ca^(2+)和Fe^(2+)的缺乏则对这2个指标无明显影响(P>0.05)。NO_(3)^(-)、PO_(4)^(3-)、Mg^(2+)、Ca^(2+)和Fe^(2+)的缺乏并未刺激释放多糖(RPS)和总EPS的分泌(P>0.05),而Ca^(2+)和Fe^(2+)的缺乏明显促进荚膜多糖(CPS)的合成(P<0.05)。NO_(3)^(-)、PO_(4)^(3-)、Mg^(2+)、Ca^(2+)和Fe^(2+)的缺乏明显促进糖原的合成(P<0.01),且EPS/糖原比值在1.7—8.0,明显小于对照组(P<0.01);尤其在氮缺乏时,EPS/糖原比值最小(P<0.01),细胞内总糖含量最高(P<0.01),细胞分配能量更经济。以上结果表明,在营养缺失时,具鞘微鞘藻倾向存储糖原,但仍将1.7—8.0倍糖原的碳流用于合成EPS。在胞外合成EPS的过程中,将有限的能量优先合成利于自身生存的CPS,较少向外分泌RPS。营养缺失明显影响具鞘微鞘藻胞外多糖和糖原的分配模式,这种能量分配模式可能十分有利于其抵抗贫瘠沙漠的生长环境。

具鞘微鞘藻对电镀废水中金属离子的去除研究

以具鞘微鞘藻(Microcolus vaginatus)为实验材料,探究了其最适的生长温度以及不同温度下对电镀废水中金属铜、锌和铬离子的去除效果.结果表明,具鞘微鞘藻最适生长温度是30℃,它对三种重金属离子都有一定的去除效果,且30℃时去除效率最佳.

不同因子对具鞘微鞘藻生长的影响

以BG11为基础培养基，通过单因素实验对接种量、光照、温度和初始PH值对具鞘微鞘藻生长的影响进行研究。实验结果表明，不同接种量、光照、温度和初始PH值处理下藻种生物量均有显著性差异。具鞘微鞘藻适合生长条件为接种量1-1．5μg Chla·cm^-2、光照强度30001ux、培养温度25℃和初始pH值7．0。

绿脓杆菌上清过滤液对小胶鞘藻(Phormidiumtenue)溶解特性的研究

绿脓杆菌(Pseudomonas)上清过滤液可迅速溶解小胶鞘藻(Phormidium tenue)。含有细菌上清过滤液5%以上的M-11培养液,可明显抑制小胶鞘藻的增殖。在25-35℃,pH7-9的条件下,溶藻效果最好。较之对数生长期,细菌上清过滤液对恒定期和衰亡期的小胶鞘藻更易溶解。

中国蓝藻新记录科——束鞘丝藻科(Coleofasciculaceae,Oscillatoriales)

束鞘丝藻科(Coleofasciculaceae)是Komárek等于2014年从微鞘藻类群中(Microcoleus-like)分离出来而成立的新科。最近在一项关于中国丝状蓝藻的分类学研究过程中,从中国浙江省采集的藻席样品中成功分离到4株丝状蓝藻,这些藻株在形态学上与束鞘丝藻科的物种相似,基于16S rRNA和16S—23S rRNA序列中间ITS序列的二级结构等分子特征和系统发育分析表明,这些藻株与束鞘丝藻科的厚顶丝藻属(Pycnacronema)和威氏藻属(Wilmottia)分别能形成支持度良好的进化分支。结合分子、形态学和生态学数据以多相分析方法对藻株进行了系统化的研究和分类学界定。束鞘丝藻科在中国属于首次报道的蓝藻类群,同时这两属也是我国首次报道的新记录属。文章还结合了束鞘丝藻科的成立历史对现代蓝藻分类系统的重建过程,结果及发展趋势等新知识进行了介绍和讨论。

中国沙漠结皮蓝藻新记录属——结席藻属(Crustifilum,Coleofasciculales)及相近属的分类讨论

为进一步推进现代蓝藻分类系统单系化发展,研究对从宁夏沙坡头的土壤结皮样本中分离纯化得到CHAB7530和CHAB7535两株丝状蓝藻进行了研究。该藻株在形态学上与束鞘丝藻类(Coleofasciculus-like)和微鞘藻类(Microcoleus-like)的物种相似,基于16S rRNA基因的序列分析表明,CHAB7530和CHAB7535与帕斯结席藻(Crustifilum hispaliculae Moreira-Fernandes,Giraldo-Silva,D.Roush&Garcia-Pichel 2021)的序列相似性达99.7%—99.9%,系统发育分析表明它们与结席藻属(Crustifilum)聚集并形成支持度良好的进化分支。此外还补充了该物种的ITS二级结构数据。结合分子、形态学和生态学数据的多相方法分析表明CHAB7530和CHAB7535为帕斯结席藻(C.hispaliculae),该属种是中国新记录属种。文章还结合系统发育分析结果,对先前从Microcoleus steenstrupii复合体中独立出来的部分属(例Parifilum)进行了分类学的修改建议讨论。

中国水华蓝藻新记录属——泽鞘丝藻属(Limnoraphis)

水体富营养化和蓝藻水华已经成为全球性的水生态危害.形成水华的蓝藻一般都具有气囊,能调节自身浮力营漂浮生活.在中国高原湖泊洱海的水体样品中成功分离到一株具有气囊的浮游性丝状蓝藻,该藻株在形态学上与鞘丝藻类相似,基于16SrRNA的分子特征和系统发育分析表明,该藻株与泽鞘丝藻属的物种形成了一个支持度良好的进化分支.该藻株与泽鞘丝藻属的所有物种16SrRNA基因序列相似度均大于99.8%,进一步支持其成为泽鞘丝藻属的一个成员.该属也是我国首次报道的新记录属.

水分对具鞘微鞘藻构建人工藻结皮的作用

为探讨水分在利用室内培养具鞘微鞘藻构建人工藻结皮中的作用,本文研究了不同施水量和施水时间下人工藻结皮中的藻类生物量、结皮厚度、抗压强度和微结构变化.结果表明:利用具鞘微鞘藻在裸沙上接种,无水处理藻类生物量极低,无藻结皮形成.随着施水量的增加,藻结皮开始出现直至形成稳定的藻结皮,藻类生物量、结皮厚度和抗压强度显著增加,藻丝和胞外多糖逐渐增多,与沙粒缠绕成复杂的网状结构.施水15d,形成稳定的藻结皮,藻类生物量、结皮厚度和抗压强度最高.具鞘微鞘藻形成藻结皮的最适施水量是3～4L·m-2·d-1,施水时间为15d.土壤可利用水分可促进具鞘微鞘藻的代谢活动和胞外多糖合成,从而增加藻类生物量,提高其耐旱能力,早期的水分获得是其成功形成藻结皮的关键因素.研究结果将为利用荒漠藻类进行人工生物结皮恢复提供重要的理论依据.

鞘藻对沼液中磷的去除机理分析

利用微藻对沼液进行二级处理是一类绿色经济的废水处理方式,具有可观的应用前景。研究测定了鞘藻在处理沼液过程中藻的生长速度、DO和pH变化,并通过同位素示踪法分析了沼液中磷素的去除速率及其途径。结果表明:鞘藻在沼液中Chl-a浓度达到3.35 mg/L,是初始浓度的3.13倍,TP去除率为91.22%。TP去除机理分析表明:沼液中残留的微生物对TP的去除影响小;沼液处于好氧状态,很难形成气态PH_(3)进入大气;碱性条件下,且存在Ca^(2+)、Mg^(2+)等阳离子的协同作用,约30%的TP通过磷酸盐沉淀去除,约60%的TP通过鞘藻同化去除。综合来看,TP浓度的降低主要是通过鞘藻的生长吸收和磷酸盐沉淀所致,要进一步提高TP的去除率,应降低DO值并保持适宜的N/P。