苏州澄湖周边水体浮游藻类调查与分析

本文于2023年对苏州澄湖周边水体开展浮游藻类调查,采集并鉴定浮游藻类8门11纲23目39科70属96种,其中绿藻门种类最丰富,蓝藻门与硅藻门次之。9月时,以假鱼腥藻等丝状藻类为主的蓝藻门密度大幅上升。总体上,澄湖周边水体浮游藻类群落生物多样性良好,但应警惕丝状藻类可能形成的隐形水华,可采取综合治理措施,改善水生态环境质量。

伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)及其产生2-甲基异莰醇(2-MIB)的研究进展

近年来,随着全球气候变暖和水体富营养化加剧,国内外多处水源地出现了以有害丝状蓝藻伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为主要优势种的蓝藻水华现象。伪鱼腥藻在生长过程中会产生大量异嗅物质2-甲基异莰醇(2-methylisoborneol,简称2-MIB),严重影响水体环境和供水水质。本文对伪鱼腥藻的分类地位、形态特征、全球分布、生长生理特性、产生的异嗅物质以及在饮用水中的去除等研究进行了综述;明确了伪鱼腥藻对温度、pH和磷浓度均有较宽适应范围的特点,这可能是其全球分布广泛并在许多水体中成为优势种的原因;介绍了伪鱼腥藻中2-MIB的合成途径,指出现有研究中伪鱼腥藻生长与产2-MIB的关系存在的争议;通过对比水处理工艺对伪鱼腥藻和2-MIB的去除效果,指出现有处理技术的优点和不足。在此基础上,从理论研究和技术研发两个方面进行展望,以期为进一步研究伪鱼腥藻和2-MIB的有效控制和去除提供参考。

调水背景下南亚热带水库蓝藻水华前后优势种变化特征及其驱动因子分析

为探究蓝藻水华前后优势种的动态变化及其驱动因子,于2022年1—4月对我国南方某水库进行浮游植物采集调查.该水库根据调水供水特点设置3个采样点进行水环境监测.运用主坐标分析(PCoA)探究水华前后蓝藻优势种的差异性,并采用变差分解(VPA)和线性拟合分析蓝藻优势种与驱动因子之间的关系.结果表明:(1)研究期间共鉴定出3个优势种属,分别为伪鱼腥藻、拟柱孢藻和小尖头藻.(2)水华前伪鱼腥藻占绝对优势(72.17%),水华期间3种优势蓝藻均快速繁殖且三者占比分别为33.06%、30.71%和28.65%.(3)VPA结果和线性拟合共同表明,水体稳定性指数(RWCS)、水温(WT)和总磷(TP)是该水库蓝藻水华的主要驱动因子.研究显示,该水库调水过程对蓝藻产生了显著影响,后续应当深入揭示动态调水对蓝藻水华的响应特征与机制.

贵州百花湖夏季浮游植物昼夜垂直分布特征

为了探讨浮游植物在水体中的昼夜垂直分布格局,于2012年7月31日至8月1日对百花湖(水库)浮游植物进行昼夜24 h定点分层研究。研究结果表明:蓝藻、绿藻、硅藻种类数在水体中具有明显的分层现象,蓝藻种类数在0.5—2 m居多,绿藻种类数在0.5—6 m明显多于7—14 m,硅藻种类数主要分布在6 m及以深的水层中。湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)为绝对优势种,相对丰度为82.69%。8:00时湖泊假鱼腥藻在2—3 m处聚集程度最高,10:00时聚集程度最高的水层上升至0.5 m,10:00—12:00湖泊假鱼腥藻的细胞丰度由0.5 m向2 m扩增,12:00时在2 m处达到全天峰值,此时0.5 m处的细胞丰度是除6:00外的最小值,12:00—14:00湖泊假鱼腥藻的细胞丰度由2 m向0.5 m扩增,16:00时又大量聚集于1 m处,说明湖泊假鱼腥藻在白天具有明显的垂直迁移现象;湖泊假鱼腥藻丰度的MI指数白天在1.45—2.07之间,夜间在1.40—1.46之间,变化趋势与时间深度等值图结果相符,说明湖泊假鱼腥藻在水体中昼夜均呈聚集分布,且白天的聚集程度及变化幅度大于夜间;百花湖浮游植物总丰度的昼夜垂直分布格局与湖泊假鱼腥藻一致;水体中浮游植物总丰度和湖泊假鱼腥藻丰度夜间低于白天。光照的昼夜交替和水柱温差的昼夜变化是影响浮游植物总丰度和湖泊假鱼腥藻垂直分布格局昼夜变化的重要环境因素。

微囊藻群体内生黏伪鱼腥藻荧光特征及空间分布

水华是淡水水体富营养化进程中形成的一种现象,蓝藻水华产生的巨大生物量、藻毒素以及异味物质已对公共卫生、人体安全和水体生态系统构成了极大的威胁,由此引起的水环境问题已成为国内外普遍关注的焦点。微囊藻属（Microcystis Kutz.）是主要的水华蓝藻生物,在自然水体中,该植体成微观或目力可见的胶群体。伪鱼腥藻属（Pseudanabaena Lauterborn）则是丝状体型的蓝藻。

香菇草根部浸提液对伪鱼腥藻化感作用的研究

利用植物释放的化感物质控制有害藻类水华是一种经济,有效,生态安全性高的控藻方法,为探究香菇草(Hydrocotyle Vulgaris)根部浸提液对伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)的化感作用,试验采用不同浓度的香菇草根部浸提液(0,2 g·L^-1,4 g·L^-1,6 g·L^-1,8 g·L^-1和10 g·L^-1),研究浸提液对伪鱼腥藻叶绿素a浓度,叶绿素荧光参数(Fv/Fm和r ETR)以及SOD活性的影响。结果表明香菇草根部浸提液对伪鱼腥藻有化感抑制效果,半效应浓度(EC50,96h)值为9.33 g·L^-1。低浓度添加量组(2 g·L^-1,4g·L^-1)伪鱼腥藻的ρ(Chla)、Fv/Fm、rETR和SOD值与对照组差异不大,对伪鱼腥藻作用不明显;高浓度添加量组(6 g·L^-1,8 g·L^-1和10 g·L^-1)对伪鱼腥藻化感抑制作用明显,伪鱼腥藻的ρ(Chl a)、Fv/Fm和r ETR值都显著低于对照组,说明藻的生物量和光合能力都明显降低,SOD活性在第13天显著高于对照组,表明藻类可能发生了脂质过氧化反应。在培养结束后添加量为6 g·L^-1,8 g·L^-1和10 g·L^-1试验组ρ(Chl a)抑制率分别为32.03%,53.18%和66.02%,添加量与抑制效果呈正相关。

应用大麦杆控制原水蓝藻生长的初步研究

蓝藻对饮水安全有潜在威胁,但在水处理过程中很难除去。华南某地原水水塘多年来受到以假鱼腥藻类为主的蓝藻水华影响,尽管曾使用多种方法进行清除,但都只能起到应急的作用,因此需要寻求长期有效控制蓝藻生长的新方法。已有研究表明大麦杆在控制淡水藻类生长方面具有一定功效,且对环境无明显负面影响。为了解大麦杆对华南某地蓝藻,特别是假鱼腥藻类生长的影响,探讨在该地区气候条件下发挥抑藻作用所需时间和效果,为原水蓝藻控制措施的采取提供科学依据,自从2005年3月起至2005年7月,选用2个沉淀池作对比实验,实验池投入g·m-3的大麦杆,对照池不加大麦杆。研究表明大麦杆对原水中假鱼腥藻类的生长有较好的抑制作用,在该地气候条件下,最少需要一至两个月的时间,大麦杆才开始产生控藻作用。

水体pH对伪鱼腥藻生长及叶绿素荧光参数的影响

在实验室条件下,以伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为研究对象,研究了pH对伪鱼腥藻生长、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、ETR、Ik)的影响,以期了解伪鱼腥藻对水体pH的适应及调节能力。试验分为2组,一组每天测定水体实际pH后调整藻液pH为初始设定值,另一组在试验开始时调节pH至设定值后不人为调节,每天测定pH。结果表明:伪鱼腥藻偏好碱性环境,并对水体pH有很强的调节和适应能力。每天调控pH为11的试验组生长情况最好;不人为调控pH试验中, pH 5-11试验组pH最终趋于10.9-11.5,人为调控pH试验中, pH 7-11试验组pH最终趋于9.5-11.3。pH为3和13条件下,伪鱼腥藻均不能生长。pH 5-11范围内, Fv/Fm、ETR随pH增大而增大, pH 7-11范围内各组Ik值差异不大。

光照强度对伪鱼腥藻生长及光合活性的影响

为研究光照强度对一种常见淡水水华蓝藻伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)生长及光合活性的影响,根据自然界光照强度范围,设计5个光照强度梯度,采用实验室纯培养方法,开展为期16d的实验研究.实验过程中对伪鱼腥藻的生物量水平、叶绿素荧光参数和关键色素比例进行跟踪监测,结果发现,在500~2500lx,伪鱼腥藻的最适生长光照强度为1500lx,其比增长速率从高到低排列为1500lx,1000lx,2000lx,2500lx,500lx.伪鱼腥藻的光合活性受光照强度影响显著,培养一段时间后,伪鱼腥藻的光合速率和光能利用效率与光照强度显著负相关,第11天相关系数分别为-0.939(P<0.05)和-0.978(P<0.01),半饱和光强与光照强度显著正相关,第11天相关系数为0.976(P<0.01).伪鱼腥藻属于低光照强度耐受型蓝藻,且具备自身调节机制应对光照不足或光照过强,易于在光照不足或光强波动较大的水体中占据优势,其暴发相对不易受水深和光强的限制,不宜采用垂向扰动或遮光的抑藻措施对其进行控制.上述发现为地表水体中伪鱼腥藻的预测和控制提供了理论基础.

基于激光共聚焦扫描显微术和16SrRNA基因序列探讨一株水华蓝藻的分类地位

首次从福州市一重要供水水库中分离到一株体型微小的丝状蓝藻,该藻喜粘附在微囊藻胶被内外。为了确定该蓝藻的种类和分类学地位,通过形态特征分析和16S rRNA序列分析的方法鉴定其种类,并利用激光共聚焦扫描显微镜的荧光光谱以及色素提取物的吸收光谱分析其色素组成。结果表明,该藻株为粘伪鱼腥藻(Pseudanabaena mucicola)(Gen Bank序列登录号为KR912197),黏伪鱼腥藻不仅含有藻蓝蛋白,同时也含藻红蛋白。此结果为该藻株分类位置的确定提供了有利佐证。

上海吴淞口浮游植物优势种类调查

自上海吴淞口采集的浮游植物样品,通过显微观察和分子生物学技术,共发现浮游植物6门31属32种,其中绿藻门种类最多,硅藻门次之,鉴定出优势种类17种(属).不同季节水体中出现的优势种类及其优势度都存在差异,土生伪鱼腥藻(Pseudanabaena mucicola)和梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)为全年优势种.确定了该区域藻类爆发的潜在种类,为后续优势种属的竞争机制研究提供种类纯化培养筛选依据.

天津某水库2-MIB季节性变化规律及来源分析

针对天津某水库2-甲基异莰醇(2-MIB)导致的饮用水源嗅味问题,分析了2019年3月—2020年2月2-MIB浓度的变化及优势藻的演变情况。结果表明,2-MIB在6月初、8月中旬和11月中旬出现3次峰值;2-MIB在夏季和秋初主要以结合态形式存在,而在秋末和冬季主要以溶解态形式存在;水库水中优势藻逐渐由春季的硅藻和绿藻演变为夏秋季的蓝藻,再演变为冬季的硅藻和隐藻,藻类数量呈现先升高后降低的变化趋势。相关性分析结果表明,水库水中溶解态2-MIB与假鱼腥藻的占比有极为显著的正相关性,假鱼腥藻与铜绿微囊藻具有极为显著的负相关性,由此可以推断水库水中2-MIB主要是由假鱼腥藻代谢产生的。

氮、磷浓度对伪鱼腥藻生长及光合生理的影响

以伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为研究对象,研究了不同氮、磷浓度对伪鱼腥藻生长、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、α、rETRmax、IK)及类胡萝卜素与叶绿素a比值等的影响,并应用Monod和Droop方程考察氮、磷营养盐对伪鱼腥藻生长动力学的影响,分别计算得到伪鱼腥藻对总磷的半饱和常数KsP,细胞内磷份额Q0与对总氮的半饱和常数KsN。结果表明:氮、磷浓度对伪鱼腥藻的生长影响极显著(P<0.01),在氮浓度为0~230.4 mg/L内,伪鱼腥藻的生物量与氮浓度呈正相关,磷浓度>1.28 mg/L会抑制伪鱼腥藻生长。氮浓度对各叶绿素荧光参数有显著影响(P<0.05),磷浓度对Fv/Fm、IK有显著影响(P<0.05),而对rETRmax、α影响不显著(P>0.05)。KsP<<KsN,伪鱼腥藻对磷具有更好的亲和性,伪鱼腥藻能够正常生长的细胞最小内磷份额Q0为0.0486μg/mg,低于该值则藻细胞的增殖停止。类胡萝卜素与叶绿素a比值与氮、磷营养盐浓度呈负相关。

某水源水库嗅味来源及潜在产嗅藻分布特征解析

华东地区某水源水库近年来出现季节性嗅味问题。为解析嗅味产生来源及其成因,于2018年4月至2019年12月对该水库上游以及库内水体进行长期监测。监测结果表明,2-甲基异莰醇(2-MIB)是主要的土霉味致嗅物质,伪鱼腥藻是该水库潜在产嗅藻种,且其主要为外源输入。相关性分析结果表明,伪鱼腥藻的生长与水温及水下光照(透明度、浊度)等有关。为进一步解析水下光照因素驱动下伪鱼腥藻在水库水体中的分布特征,在水库高嗅期间开展了72 h连续监测,重点分析了伪鱼腥藻昼夜与垂向分布特征。结果表明,在08:00,伪鱼腥藻往表层迁移,在10:00—14:00,表层密度达到最高值,白天在水体中呈现明显的垂向迁移特征,而夜晚在水体中各层的分布无明显变化,这进一步说明水下光照对伪鱼腥藻生长的重要性。以上结果进一步提升了对实际水体中伪鱼腥藻分布规律的认识,可为水源地中伪鱼腥藻导致的嗅味问题提供借鉴。

黏伪鱼腥藻和铜绿微囊藻之间的化感作用研究

对分离自山仔水库的铜绿微囊藻和黏伪鱼腥藻间是否存在化感作用进行了研究.分别采用了添加滤液和混合培养两种方法,探究两种藻在正常条件下,营养限制条件下以及光限制条件下的化感作用.结果表明:铜绿微囊藻的滤液对黏伪鱼腥藻的生长具有促进作用,且随着体积分数的增加而增强.添加体积分数100%的滤液后,黏伪鱼腥藻的比生长速率从0.142 d-1(一次添加)和0.151 d-1(连续添加)分别上升到0.169 d-1和0.182 d-1;生物量分别提高了73.2%和73.7%.在混合培养的时候,铜绿微囊藻同样表现出了对黏伪鱼腥藻生长有一定的促进作用.N、P限制或光限制3种条件下,N限制更能诱导铜绿微囊藻对黏伪鱼腥藻生长的促进作用.

也西湖噬藻体的分离与鉴定

【背景】噬藻体是一类特异性侵染蓝藻的病毒,广泛存在于淡水和海水水体中,参与调控宿主蓝藻的丰度和种群密度,被认为是潜在的蓝藻水华生物防控工具。但目前的研究多集中于海洋噬藻体,对淡水噬藻体的生物学特性和结构生物学等研究较少。【目的】分离更多种类的淡水噬藻体,为研究淡水噬藻体的三维结构、侵染机制、与宿主的共进化关系,及其在蓝藻水华防治中的应用提供理论基础。【方法】采集中国科学技术大学西校区内景观湖也西湖水华暴发水域的水样,利用液体培养基和双层固体平板法对17种宿主蓝藻进行筛选,通过NaCl-PEG沉淀法和氯化铯密度梯度离心分离和纯化噬藻体,并利用负染电镜观察噬藻体的形态,同时采用梯度稀释法测定裂解液的效价。【结果】发现也西湖的水样可特异性侵染本实验室分离自巢湖的一株拟鱼腥藻Pan。侵染后的裂解液中存在4株形态各异的噬藻体,包括1株短尾噬藻体和3株长尾噬藻体,其中包括首次发现的1株含有非典型长轴状头部结构的淡水噬藻体。【结论】也西湖作为巢湖流域的一个小型水体,具有与巢湖类似的水华蓝藻及其噬藻体分布谱,因此可以用于模拟大型湖泊进行相关分子生态学和生物防控的研究。