温度, 光照和盐度对产麻痹性贝类毒素藻类生长及产毒的影响

为探究温度、光照和盐度对产麻痹性贝类毒素（PSP）藻类生长及产毒的影响,本文选取了4株产麻痹性贝毒的藻种（塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense）香港株（ATHK）、微小亚历山大藻（A.minimum）台湾株（AMSY）、链状亚历山大藻（A.catenella）南海株（ACSY）和链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）防城巷株（GCFC））在不同光照（60、120和200 μmol/（m2·s））、温度（16、22和28℃）和盐度（25、30和35）条件下生长及产毒的变化。结果显示,22℃最适宜4株藻的生长。低温可促进PSP的产生,除GCFC外,其余3株藻的单位细胞产毒量均随温度的升高而降低。ATHK和AMSY的生长与光照正相关。AMSY和GCFC的单位藻细胞产毒量与光照强度正相关,光照为120 μmol/（m2·s）时ATHK和ACSY产毒量最高,弱光均不利于4种藻产毒。盐度30条件下ATHK,AMSY和GCFC长势较好,高盐度（盐度35）促进ACSY的生长。ATHK的单位细胞产毒量均随盐度的升高而增加,AMSY和ACSY在高盐和低盐条件下产毒量均较大,GCFC则在盐度为30条件下产毒量最高。     

海洋底栖甲藻——利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对三种赤潮藻的化感作用

为明确利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对其它生物可能存在的化感作用,考察了利玛原甲藻培养物、无藻细胞滤液以及腹泻性贝类毒素(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)租提物对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chauondla marina)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)3种赤潮藻生长的影响.结果显示,共培养时利玛原甲藻对其它3种赤潮藻的生长有不同程度的抑制作用,其生长也受到3种赤潮藻的影响;无藻细胞滤液对东海原甲藻和海洋卡盾藻有抑制作用,其中对东海原甲藻的抑制作用更明显.但对塔玛亚历山大藻的影响不大;比较而言,DSP粗提物对3种藻的影响最为明显,甚至可完全抑制海洋卡盾藻的生长.这些结果提示.利玛原甲藻与赤潮藻间存在交互抑制作用,可能会通过分泌化感物质、细胞间接触抑制等途径抑制其它藻的生长;利玛原甲藻具有一定的化感作用,但DSP毒索并非利玛原甲藻发挥化感效应的主要原因.     

淀山湖水质富营养化和微囊藻毒素污染水平

研究淀山湖不同季节水体中总磷(TP)、总氮(TN)、pH、水温、透明度(SD)、叶绿素a(Chl-a)含量和优势藻种等富营养化相关指标;在培养条件下,研究不同温度、光照、氮磷浓度对铜绿微囊藻的生长及微囊藻毒素LR(MC-LR)产生的影响;研究藻细胞密度和微囊藻毒素LR浓度的相关关系.结果表明:淀山湖水质已呈富营养化状态,春末和夏季水质和水文条件适合藻类生长.湖水TN和TP年平均值分别达1.93mg/L和0.18mg/L,TN和TP的年超标率达93.5%和92.2%.TP的高峰期比施肥的高峰期延迟出现约一个月,说明沿湖农业对富营养化指标的影响较大.淀山湖常年生长的藻类分别是蓝绿藻、硅藻、隐藻和裸藻等,夏季水华中可见污染指示藻如微囊藻、鱼腥藻和针杆藻等产毒藻.培养条件下,铜绿微囊藻在25℃和3000lx时生长最快,但产毒量却分别在20℃和5000lx时达到最大值;合适其生长和产毒的氮、磷浓度分别为650μmol/L和6.5μmol/L.现场和实验室条件下,均发现磷为藻类生长的限制因子,微囊藻毒素-LR浓度与藻细胞密度或铜绿微囊藻细胞密度之间存在正相关关系,提示可以用藻细胞密度来估算水中毒素的浓度.     

不同磷源及浓度对利玛原甲藻生长和产毒的影响研究

探讨了不同磷源条件下利玛原甲藻的生长情况,分析了碱性磷酸酶在营养盐利用方面的作用,对不同营养盐条件下腹泻性贝毒(diarrhetic shellfish poison,DSP)的合成情况进行了比较和分析.结果显示,以NaH2 PO4、β-甘油磷酸钠和ATP分别作为唯一磷源时,NaH2PO4组和ATP组最大生长速率(βms)差异不大,β-甘油磷酸钠组稍低;ATP组最大生物量(X)明显高于NaH2PO4组和β-甘油磷酸钠组.实验浓度范围内,β-甘油磷酸钠组碱性磷酸酶活性均比较低,而ATP组活性较高.NaH2PO4组因其浓度的变化而有较大的差异.浓度>2μmol/L时,活性比较低,<2 μmol/L时,活性明显增高.μ-甘油磷酸钠组大田软海绵酸(okadaic acid,OA)总含量和单位藻细胞OA含量最高,NaH2O4组次之,ATP组最低.这些结果表明,利玛原甲藻町吸收利用无机磷NaH2PO4和有机磷β-甘油磷酸钠及ATP.其中,NaH2PO4和ATP的营养价值基本等效,而β-甘油磷酸钠的营养价值较低.ATP较NaH2PO4和β-甘油磷酸钠更有利于维持利玛原甲藻的生长.利玛原甲藻可以直接利用β-甘油磷酸钠;而ATP则需要碱性磷酸酶水解后才能利用.利玛原甲藻毒素的合成与营养盐的形态有关,不同营养盐条件下DSP的合成不同.β-甘油磷酸钠为磷源时,DSP合成量最多.磷盐对DSP合成的影响与该磷盐条件下利玛原甲藻的生理状态有关.     

不同氮源对利玛原甲藻(Prorocentrum lima)生长和产毒的影响

采用单因子实验,设置4个浓度梯度:12μmol·L-1、25μmol·L-1、50μmol·L-1和lOOp.mol·L-1,研究了NaNO3、NH4Cl和尿素对利玛原甲藻(Prorocentrum lima)的生长、硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)活性以及腹泻性贝毒(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)产生的影响.对比分析了利玛原甲藻对3种不同氮源的利用特征.结果发现,以NaNO3、NH4Cl和尿素分别作为氮源时,利玛原甲藻最大生长速率(μmax)相差不大;NaNO3组和尿素组之间最大生物量(X)和硝酸还原酶活性也相近;NH4Cl组最大生物量(X)和硝酸还原酶活性明显低于NaNO3组和尿素组.平台期NaNO3组单位藻细胞OA含量明显高于NH4Cl组和尿素组,NH4Cl组和尿素组之间无显著性差异.这些结果表明,利玛原甲藻可以利用无机氮(NaNO3、NH4Cl)和有机氮盐尿素,利玛原甲藻中可能存在尿素酶;NaNO3和尿素比NH4Cl可能更有利于维持利玛原甲藻的生长;利玛原甲藻毒素的合成与营养盐的形态有关,其中NaNO3最有利于毒素的合成.     

氮、磷、铁、锌对铜绿微囊藻生长及产毒的影响

为探讨氮、磷、铁、锌对铜绿微囊藻生长及产毒的影响，以HGZ为基础培养基，调整氮、磷、铁、锌的浓度，于无菌条件下对两种藻株进行培养，定期取培养液进行细胞计数及用ELISA方法测定微囊藻毒素的含量。结果表明，浓度的改变没有引起无毒株产生毒素，也没有改变产毒株的产毒特性。高浓度的氮(1.6～245.1mg/L)有利于两藻株的生长及产毒株的毒素合成，而对磷、铁、锌的需求量较低。当磷的浓度低于1.4mg/L时，无毒株随其浓度增加而生长加快，但浓度超过此范围，则变化不大。产毒株的生长和产毒对磷盐的浓度变化不敏感，过高浓度的磷(62.1mg/L)可抑制其生长。两藻株的生长对铁、锌浓度的变化也不敏感，但产毒株的毒素合成却随铁离子浓度升高而缓慢上升。在氮、磷、锌3个单因素研究中，培养液中藻细胞的数量与总毒素含量均呈正相关(P＜0.05)，而铁未呈相关关系。     

营养条件对微藻碳、氮稳定同位素组成的影响

以5种微藻(甲藻3种,硅藻、绿藻各1种)为试验材料,探讨了不同营养条件对微藻不同生长阶段碳氮稳定同位素组成的影响.结果表明,不同纲微藻的d13C值和d15N值在稳定生长期高于指数生长期,且与生长速率没有相关性(P>0.05).硅藻的d13C值低于甲藻和绿藻,绿藻和甲藻的d13C值比较相近;甲藻的d15N值低于硅藻和绿藻,绿藻和硅藻的d15N值比较相近,且同属甲藻纲的海洋原甲藻、塔玛亚历山大藻和强壮前沟藻的d15N值有较大的差异. 5种微藻在不同营养条件(营养盐充足、缺氮、缺磷)下培养,氮限制和磷限制导致微藻具有更正的d13C和d15N,磷限制的影响不明显,且弱于氮抑制.     

营养条件对微藻碳、氮稳定同位素组成的影响

以5种微藻(甲藻3种,硅藻、绿藻各1种)为试验材料,探讨了不同营养条件对微藻不同生长阶段碳氮稳定同位素组成的影响.结果表明,不同纲微藻的δ13C值和δ15N值在稳定生长期高于指数生长期,且与生长速率没有相关性(P0.05).硅藻的δ13C值低于甲藻和绿藻,绿藻和甲藻的δ13C值比较相近;甲藻的δ15N值低于硅藻和绿藻,绿藻和硅藻的δ15N值比较相近,且同属甲藻纲的海洋原甲藻、塔玛亚历山大藻和强壮前沟藻的δ15N值有较大的差异.5种微藻在不同营养条件(营养盐充足、缺氮、缺磷)下培养,氮限制和磷限制导致微藻具有更正的δ13C和δ15N,磷限制的影响不明显,且弱于氮抑制.     

N、P、Mn和Fe对链状裸甲藻生长和产毒的影响

为了解营养盐因子对链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum(香港株))的生长和产毒的影响,本文采用单因子实验方法,研究在不同N、P、Mn和Fe浓度条件下,链状裸甲藻生长和产毒情况。结果表明,在N浓度低于300.00 mg/L和P浓度低于20.00 mg/L的范围内,链状裸甲藻的对数生长期和最高细胞数随N、P浓度的增加而升高,对数生长期可达64 d以上,最高细胞数达5.01×103/mL,Mn对链状裸甲藻生长的影响不明显,高浓度Fe和低浓度Fe均不利于链状裸甲藻的生长,最适Fe浓度为3.15 mg/L左右。链状裸甲藻产生的的麻痹性贝类毒素主要成分为C毒素(C1-2)、GTX5(B1)、dcGTX2-3和dcSTX,以低毒性的C毒素和GTX5为主。N、P、Mn和Fe浓度对链状裸甲藻所产毒素的成分种类没有影响,但可影响产毒量及各毒素成分的比例;藻细胞最高产毒量为3.3 pg STX Equal/cell,最低为0.9 pg STX Equal/cell,低P和低Mn有利于藻细胞产毒,高毒力的dcSTX在毒素中的比例也较高。     

基于产毒基因sxtA的qPCR方法在长江口邻近海域有毒藻类检测中的应用初探

麻痹性贝毒(paralytic shellfish toxins)包括石房蛤毒素(saxitoxin)及其同系物,是一类具有神经毒性的生物毒素,主要由甲藻和蓝藻产生。近年来,在蓝藻和甲藻中相继发现了一些与石房蛤毒素合成密切相关的基因,并建立了基于特定产毒基因的有毒藻类检测方法。长江口邻近海域是我国近海有害藻华的高发区,本研究尝试应用基于麻痹性贝毒产毒基因sxtA的qPCR检测方法,与有毒塔玛亚历山大藻复合种(I型和IV型)的qPCR检测方法和麻痹性贝毒的高效液相色谱方法相结合,对2013年春季长江口邻近海域两条断面上有毒藻和藻毒素的分布及变动情况进行了分析。结果表明,基于sxtA的qPCR检测结果与IV型塔玛亚历山大藻复合种的数量存在较好的相关性(r2=0.52,P0.05),说明IV型塔玛亚历山大藻复合种是采样期间长江口邻近海域麻痹性贝毒的主要来源;而样品中藻毒素含量与两种qPCR方法得到的有毒藻数量之间并没有明显相关性。可见,基于产毒基因的检测方法在长江口邻近海域有毒藻类检测中具有一定优势,但不足以准确反映该海域藻毒素的水平。     

缘管浒苔对利玛原甲藻生长的克生作用

研究了缘管浒苔(Ulva linza)新鲜组织、干粉末、培养水过滤液和抽提液对利玛原甲藻(Prorocentrum lima)生长的克生效应。试验结果表明,缘管浒苔新鲜组织和干粉末对利玛原甲藻均有强烈的克生作用。利玛原甲藻以半连续培养法在缘管浒苔培养水过滤液中的生长受到明显抑制;以一次性培养法在缘管浒苔培养水过滤液中的生长未受到明显抑制;而煮沸的培养水过滤液对利玛原甲藻的生长无抑制作用。这表明,克生效应的产生需要克生物质的连续分泌,且克生物质在高温中易被分解。抽提液的克生作用表现为:甲醇抽提液大于水溶性抽提液大于氯仿抽提液,这表明缘管浒苔组织内的生长抑制活性物质具有相对较高的极性。     

温度对铜绿微囊藻细胞浮力的调控机制

为了探讨温度对铜绿微囊藻细胞浮力的调控机制,将铜绿微囊藻分别置于10、15、20、25、30℃条件下,利用改良的percoll密度梯度离心法测得细胞密度,计算出细胞浮力大小,同时测量细胞内比生长速率、光合活性、NAD(P)H依赖型氧化还原脱氢酶活性、糖含量、蛋白含量和漂浮细胞百分比.结果显示,在实验温度范围内(10~30℃),随着温度升高,铜绿微囊藻的漂浮细胞百分率增加,浮力变大;同时,细胞内糖含量减少,蛋白含量增加,光合作用和NAD(P)H 依赖型氧化还原脱氢酶活性增强.10、15℃条件培养7d,细胞的密度分别增加了2.7%和1.3%,糖含量分别增加了95.3%和65.5%,漂浮细胞百分比分别降低了23.8%和18.3, NAD(P)H依赖型氧化还原脱氢酶活性分别降低了23.8%和18.3%;而20、25和30℃条件培养7d,细胞的密度则分别减少了2.8%、3.8%和3.2%,糖含量分别减少了8.5%、2.9%和19.4%,漂浮细胞百分比分别增加了0%、7%和8.5%,NAD(P)H依赖型氧化还原脱氢酶活性分别增加了0%、7%和8.5%.研究结果显示:温度主要通过影响铜绿微囊藻细胞的光合速率、生长代谢速率和伪空胞含量来改变细胞密度实现浮力调节.低温下糖含量增加是浮力消失的主要原因,细胞漂浮与沉降的温度阈值在15~20℃之间.     

实验室条件下温度升高对水体叶绿素a的影响研究

以23℃为基础,按2℃温差设置温度梯度,最高温度组为29℃。每隔10d取样一次,进行叶绿素α浓度的测定。结果显示温度低于25℃时,增温有助于藻类生物量的提高,而温度超过25℃时,增温限制了藻类生物量的提高。水体温度量对浮游植物生物的影响程度与增温幅度和培养时间有关。Pearson相关性分析结果显示:温度与叶绿素a浓度相关性显著(P0.05),叶绿素a浓度与培养时间呈极显著正相关(P0.01)。     

营养盐对长江口2种主要赤潮原因藻光合色素和光合作用影响的比较研究

比较研究了不同营养条件对中肋骨条藻和东海原甲藻的光合色素含量和光合作用的影响.结果发现：①低浓度营养盐处理组培养的中肋骨条藻和东海原甲藻的叶绿素a （chlorophyll a,Chl-a）、叶绿素c （chlorophyll c,Chl-c）和总类胡萝卜素（total coloured carotenoids,TCC）含量均低于高浓度营养盐处理组;②初始N/P比值一定（16/1）的条件下, 2种藻的光合速率变化不同,对于中肋骨条藻,低浓度处理组以单位细胞表示的光合速率从第5 d开始显著低于高浓度处理组,至试验结束时, 2组的光合速率(以O₂计,下同)分别为0.031×10^-4 μmol·(cell·h)^-1和0.13×10^-4 μmol·(cell·h)^-1,以单位叶绿素a（μg）表示的光合速率与高浓度处理组之间差异不显著,分别为12.92 μmol·(μg·h)^-1和13.03 μmol·(μg·h)^-1,而对于东海原甲藻,低浓度处理组的以单位细胞和单位叶绿素a表示的光合速率均显著高于高浓度处理组;P源充足低N处理组的2种藻的单位细胞表示和以单位叶绿素a表示的光合速率均高于高N处理组;N源充足低P处理组的2种藻以单位细胞表示和以单位叶绿素a表示的光合速率低于高P处理组;2种藻的光合速率与胞内磷酸盐浓度之间存在显著正相关关系;③相同营养条件下东海原甲藻比中肋骨条藻含有更多的单位细胞光合色素含量和更高的光合速率.试验从2种藻的光合特性角度,进一步论证了东海原甲藻比中肋骨条藻更能适应营养盐浓度较低的环境.     

癸二烯醛对3种常见浮游植物光合色素的影响

本研究选取东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）、并基角毛藻（Chaetoceros decipiens）和小普林藻（Prymnesium parvum）等3种常见海洋浮游藻类为材料,将处于指数生长期的藻细胞置于不同浓度的癸二烯醛（2E,4E-Decadienal,DEC）中,癸二烯醛是一种毒性较强的常见多不饱和醛,观察癸二烯醛对藻类光合色素种类及含量的影响。利用高效液相色谱技术检测到东海原甲藻含有5种光合色素,并基角毛藻含有8种光合色素,小普林藻含有9种光合色素,3种藻类的共有色素有4种。经浓度为1 mg/L癸二烯醛处理后,3种藻类的光合色素浓度无显著变化。癸二烯醛浓度为3 mg/L时,对东海原甲藻光合色素浓度产生显著的抑制作用,其所有色素浓度在第一天内几乎都未检测到;而并基角毛藻的硅甲藻黄素和硅藻黄素浓度均在第一天显著增加,其他色素浓度则无显著变化;小普林藻的硅甲藻黄素、硅藻黄素、岩藻黄素的浓度在实验的不同时间有不同程度下降,其余色素不受该浓度的癸二烯醛影响。当癸二烯醛浓度达到5 mg/L时,并基角毛藻中除玉米黄素外的其他7种光合色素浓度显著下降;小普林藻中除玉米黄素外的多种色素浓度受到显著影响。     

转聚磷激酶大肠杆菌诱导表达条件及磷浓度对其除磷能力的影响

在优化转聚磷激酶基因的大肠杆菌（BL-PPK）诱导表达条件基础上探讨了外界磷浓度对其除磷能力的影响,发现37℃细胞对数生长早期添加1．5mmol／LIPTG时聚磷激酶的表达活性和细胞除磷效率最高,同时BL—PPK对高达35mg／L的磷酸盐在6．5h内的去除效果达到99％以上,并以聚磷的形式积累在细胞内。