二价铜离子对川蔓藻(Ruppia maritima)的毒害作用研究

采用室内培养试验方法,研究了水体中二价铜离子(Cu2+)对耐盐沉水植物川蔓藻的毒害作用.试验针对叶绿素、可溶性蛋白和POD活性3项指标进行分析.结果表明,川蔓藻对低浓度铜离子的胁迫会产生一定的适应性,在Cu2+≤1mg·L-1的情况下对川蔓藻生长不会造成明显影响.Cu2+达到或超过5mg·L-1就会使川蔓藻植株的生理生化指标出现明显变化,生长也会受到抑制.在试验条件下,铜离子浓度越高,植株受到的伤害越严重.

刺参池塘生态调控养殖技术研究

开展了刺参池塘生态调控养殖试验。在刺参养殖池中移植川蔓藻和藻钩虾,混养日本对虾和梭鱼,与单养刺参池塘的水质指标和生物指标进行了对比。结果表明,在参池中引入植物和饵料生物,可有效降低池塘底层水温,提高池塘水体的溶解氧含量,推迟刺参夏眠时间,增加刺参生长时间,其单产有明显提高。引入的日本对虾、梭鱼,有效利用了参池闲置空间,增加了参池的附加产值。指出,刺参池塘生态调控养殖水产品的产量和价值以及水质指标,均优于单养刺参池塘。提出,刺参养殖,应构建多层次的健康生态系统,充分利用参池空间。

川蔓藻内生及根际细菌多样性与抑菌活性研究

该研究采用稀释涂布法结合形态观察、16S rRNA基因序列分析,对广西北海川蔓藻(Ruppia maritima)内生及根际细菌的物种多样性进行了研究,并采用琼脂扩散法和光度计法分析了其粗提物抑制马尔尼菲青霉菌活性。结果表明:从川蔓藻中分离到可培养内生细菌26株,根际可培养细菌31株。分别将内生细菌归属为10科12属13种,根际分离出细菌归属为9科14属19种,其中5株根际细菌可能为潜在新种。获得8株细菌对马尔尼菲青霉菌有抑制活性,总阳性率为25.0%。其中,菌株BGMRC 2015、BGMRC 2059、BGMRC 2043的粗提物表现出较强的抑制马尔尼菲青霉菌效果,其MIC分别为(1.800±0.045)、(1.881±0.061)、(1.604±0.021)mg·m L^(-1)。川蔓藻中可培养细菌具有较高的物种多样性,蕴藏着丰富的新物种资源,且富含抑菌活性良好的菌株。

川蔓藻在再生水体中对普通小球藻的化感作用

采用川蔓藻植株体与普通小球藻在再生水中共培养和使用再生水种植川蔓藻的种植水纯培养普通小球藻的方法,在实验室条件下研究了在滨海再生水河道中生长的沉水植物川蔓藻对小球藻的化感作用．结果表明,川蔓藻对普通小球藻具有显著的抑制作用．在共培养实验中,96 h的抑制率为88．86％;在种植水纯培养实验中,96 h的抑制率为48．91％．川蔓藻的种植水对普通小球藻的化感作用系数平均为-0．2448．川蔓藻的叶和根的种植水对普通小球藻均有抑制效果,96 h的抑制率为叶34．71％,根14．12％;平均的化感作用系数叶为-0．1317,根为-0．0901;川蔓藻的根和叶均能释放化感物质,但抑制小球藻的化感物质主要通过叶释放．

川蔓藻(Ruppi amaritime)对滨海城市再生水的净化作用

采用实验室大型光照培养箱方法,研究了生长于滨海咸水湖泊中的沉水植物川蔓藻(Ruppiamaritime)对再生水景观河道水质中营养盐(根据景观河道再生水盐度实际上下波动范围设TDS为5.67、8.19、10.65g·L-13个盐度梯度,在静水中经过川蔓藻净化10d。)的去除效果。结果表明,再生水中总磷和氨氮的去除率为94.41%￣95.32%和96.5%￣99.8%,总氮和硝酸盐氮的去除率为43.4%￣45.7%和44.08%￣46.2%;再生水中的溶解氧由6.6mg·L-1提高到10.4mg·L-1。盐度对川蔓藻吸收再生水中营养盐没有显著影响。经计算1kg鲜重的川蔓藻每天可去除252mg总氮、83.16mg总磷。川蔓藻是控制含盐量较高的景观水体富营养化的一种优选沉水植物种。

川蔓藻水浸提液的克藻效应与机理

采用普通小球藻在不同浓度的川蔓藻水浸提液中纯培养的方法,研究了川蔓藻对普通小球藻的克藻效应与机理.结果显示,川蔓藻的水浸提液对普通小球藻的抑制作用显著并具有浓度效应.96 h的抑制率与浸提液浓度的对数线性相关.半抑制浓度(IC50)为6.332 g(dw)/L.川蔓藻的水浸提液使藻细胞内丙二醛的含量急剧增高,并显著改变了藻细胞外可溶性蛋白和多糖的比值.透射电镜观察显示,川蔓藻的水浸提液主要损伤藻细胞的膜系统.川蔓藻水浸提液对普通小球藻的抑制机理为:损坏藻细胞的膜系统和改变胞外聚合物的含量,从而增加小球藻表面的疏水性,最终藻细胞絮凝沉降死亡.

川蔓藻和蓖齿眼子菜对再生水中盐度的响应机制

通过在不同盐度再生水中培养川蔓藻和蓖齿眼子菜,研究了它们的生物量、光合强度及其组织中的脯氨酸、丙二醛、过氧化氢酶和叶绿素的含量变化对再生水中盐度的响应.结果表明:不同盐度下川蔓藻和蓖齿眼子菜组织中累积的脯氨酸含量随时间呈指数增长;当盐度为10.07 g/L时,蓖齿眼子菜的丙二醛的含量显著上升,而过氧化氢酶的含量明显下降(p<0.05),氧自由基产生和消除之间的平衡被破坏;当盐度超过7.72 g/L时,川蔓藻和蓖齿眼子菜中叶绿素和叶绿素a/b值均显著下降,但川蔓藻能通过增加叶绿素b来补偿盐度对光合作用效率的影响.川蔓藻和蓖齿眼子菜均能通过调节自身的脯氨酸代谢和抗氧化系统来抵抗再生水中盐度的胁迫,且川蔓藻在高盐胁迫下具有较好的清除氧自由基能力.

川蔓藻的重要生态服务功能评述

川蔓藻是一种分布于全世界的沉水植物,对维持河口海岸湿地生态系统健康起着举足轻重的作用。但近几十年来川蔓藻正面临着人类活动带来的严重威胁,种群衰退严重。文章对川蔓藻海草床的重要生态服务功能进行了分析和评述,以期提高公众对川蔓藻重要性的认识,加强对川蔓藻的有效保护与管理。

滨海再生水河道中川蔓藻的季节生长变化

通过连续监测2004—2005年天津滨海新区一个再生水河道中沉水植物的生物量和水质的变化,研究了再生水河道中川蔓藻的季节生长变化以及生长变化的原因.结果表明:川蔓藻在河道中每年有两个季节生长高峰,但在两年期间川蔓藻的生物量显著减少,2004年的最大生物量达到170.4 g(DW)/m^2,2005年的最大生物量只有55.4 g(DW)/m^2.川蔓藻植株体中氮和磷的含量也随季节变化.川蔓藻对再生水中的氮和磷有明显富集,氮的含量最高达5.042%.磷是0.956%.

川蔓藻对两种常见浮游藻类的化感作用

选取沉水植物川蔓藻与浮游藻类普通小球藻、铜绿微囊藻为研究对象,测定在川蔓藻共培养胁迫下2种藻单独存在和按1:1(V:V)混合情况下的光密度、叶绿素a、最大光化学量子产量、相对电子传递速率、可溶性糖、丙二醛以及超氧化物歧化酶活性的变化.结果表明:在川蔓藻存在的条件下,普通小球藻、铜绿微囊藻和二者混合藻的生长被快速强烈抑制,抑制率在第6d时达到最大值,分别为80.95%、94.18%和94.01%.3个处理组的光密度值、叶绿素a、可溶性糖及最大光化学量子产量等指标均低于对照组,且随时间呈明显的下降趋势,说明其光合能力逐渐减弱.而丙二醛和超氧化物歧化酶指标在0～6d却高于对照组,表明可能发生了浮游藻类膜质过氧化过程.

沉水植物川蔓藻生长的耐盐特性及其机制研究

目前在入海河流等含盐水体的生态修复研究中有关耐盐沉水植物的研究还较为缺乏.本研究以从野外筛选获得的一株耐盐性能优良的沉水植物川蔓藻为对象,对其耐盐特性及机制,以及应用于河道氮、磷去除的潜力等进行了研究.结果表明,沉水植物川蔓藻具有良好的耐盐性能,在盐度为0~25‰的环境中均保持了较高的生长速率.当盐度上升至30‰时,筛选的川蔓藻植株的生长虽然受到了一些影响,但仍然保持了0.047 d^(-1)的比生长速率.盐度对川蔓藻的氮、磷去除存在一定影响,随着盐度上升,氮、磷去除率基本呈逐渐下降趋势.另外,通过转录组分析方法进一步分析了川蔓藻植株耐受高盐环境的机制.结果表明,在外界盐度胁迫影响下,川蔓藻植株下调表达基因的数量明显多于上调表达基因.差异表达基因的GO富集分析表明,盐度胁迫下川蔓藻差异表达基因显著富集的GO term主要集中于生物学过程和分子功能.差异表达基因的KEGG富集分析表明,盐度胁迫显著改变了川蔓藻光合作用和物质代谢相关通路的基因的表达.另外,本研究还分析了编码多种抗氧化酶系统中重要酶的基因的表达情况,结果表明,川蔓藻抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、植物过氧化物酶等相关基因的表达量受到盐度的明显影响,盐度促进了其中大部分基因的上调表达,表明酶促抗氧化系统在川蔓藻的耐盐过程中发挥了重要作用.