两种大型海藻自然环境下的营养动力学研究

在室外条件下,对菊花江蓠(Gracilaria lichenoides)及龙须菜(G.Lemaneiformis)的N、P吸收动力学及生长动力学进行了研究.两海藻对NO3-N、NH4-N及PO4-P的最大吸收速率(Vmax)分别为55.88、35.17 μmol/(g·h)、3.106 μmol/(g·h)和53.17、32.24 、3.064 μmol/(g·h);半饱和常数(Ks)分别为7.762、3.414 、0.222 μmol/L和6.331、2.345、0.110 μmol/L,两海藻对N营养的竞争能力相似;从生长动力学结果看:菊花江蓠N、P的最大生长浓度为60 和30 μmol/L,龙须菜为100和40 μmol/L.     

批次培养条件下三角褐指藻对不同磷胁迫压力及恢复的响应

采用批次培养,设置5个PO₄-P浓度（0 μmol/L,0.566 μmol/L,2.26 μmol/L,9.05 μmol/L,36.2 μmol/L）进行实验,并从第9 d开始进行2 d恢复实验,研究三角褐指藻在不同磷胁迫压力及恢复下的响应。测定参数包括PS Ⅱ的最大光能转化效率（Fv/Fm）、PS Ⅱ的实际光能转化效率Y（Ⅱ）、光合电子传递效率（ETR）及藻密度。结果发现:磷胁迫对藻密度、Fv/Fm、Y（Ⅱ）和ETR有显著影响。恢复实验中,Fv/Fm、Y（Ⅱ）、ETR等恢复速率与起始所受磷胁迫程度以及再添加的磷浓度呈正相关。与藻密度相比,Fv/Fm、Y（Ⅱ）、ETR等荧光参数可以在12 h内产生更显著的变化。本实验表明,在严重的磷胁迫条件下,磷的输入可以造成藻类的补偿生长;在小时尺度上叶绿素荧光参数随磷胁迫程度可以迅速做出响应。     

Fe(Ⅲ)对太湖铜绿微囊藻和四尾栅藻竞争的影响

采用批量培养的方法研究Fe(Ⅲ)及其不同化学形态与EDTA,柠檬酸和羟基等配体作用对铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长和光合作用的影响.结果表明, 当Fe(Ⅲ)浓度(18 μmol/L)高于强有机配体EDTA浓度(2.69 μmol/L)时,Fe(Ⅲ)主要以胶体和沉淀形态存在,但Fe3+及Fe(Ⅲ)的羟基配合物等藻类易于利用的化学态能维持较高的浓度,铜绿微囊藻和四尾栅藻都生长良好;Fe(Ⅲ)浓度(≤1.0 μmol/L)低于强有机配体的浓度(2.69 μmol/L)时,有机配体可以与Fe(Ⅲ)形成稳定的鳌合物; 可利用态的Fe(Ⅲ)浓度较低,铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长、单位细胞叶绿素a质量、最大光合作用速率、呼吸速率、光限制部分P-I曲线斜率都下降,但铜绿微囊藻变化较快,表明Fe(Ⅲ)与强有机配体络合造成的限制有利于四尾栅藻占据优势.      

商陆耐重金属Cd关键酶抗氧化酶的研究

研究商陆(Phytolacca americana L.)对Cd胁迫的抗氧化酶响应,对于揭示其耐Cd机制具有重要意义.商陆幼苗在200μmol/L或400 μmol/L CdCl2营养液中处理4 d,叶片活性氧自由基和MDA含量升高,膜透性增加,光合速率降低,表明Cd胁迫诱导产生氧化胁迫.随着Cd处理含量的提高和时间的...     

锶胁迫对垂柳光合生理的影响

该文主要探讨水培条件下,不同浓度锶胁迫(~(88)Sr~(2+),0、1、3、5、8 mmol/L)对垂柳(Salix babylonica)光合作用能力的影响,进而为利用木本植物生态治理锶污染奠定研究基础。试验结果表明:随着~(88)Sr~(2+)浓度的升高,荧光参数PSII的实际光能转换效率(Y(Ⅱ))、最大光能转换效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(qP)、均随着浓度的升高而呈现出先升高后而下降,在1 mmol/L时达到最大;非光化学猝灭系数(NPQ)在8 mmol/L处理时显著升高,表明高浓度~(88)Sr~(2+)处理,叶片PSII光能转换效率虽然显著下降,但通过增加热耗散对光合器官进行一定程度保护;气体交换参数蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)和光合速率(A)均随着~(88)Sr~(2+)的升高也呈现出先升后降的趋势,均在1 mmol/L达到最大;而胞间CO_2(Ci)浓度则逐渐升高,说明影响光合速率的主要因素是非气孔因素占主导;此外,叶片叶绿素a、b和a/b也呈现出先升后降的趋势,且在1 mmol/L时叶片叶绿素含量最高。研究结果揭示低浓度~(88)Sr~(2+)胁迫处理能够通过增强垂柳叶片光能利用、气体交换能力和叶绿素合成来促进其光合作用能力,但高浓度的胁迫会对植物的光合能力带来明显的损伤进而影响其正常的生长发育。     

重金属胁迫对三角褐指藻生长及叶绿素荧光特性的影响

利用调制式叶绿素荧光仪研究了不同浓度的重金属Cu2+、Zn2+、Cd2+胁迫不同时间(24、48、72和96 h)后,三角褐指藻叶绿素荧光特性的变化情况.测定的主要参数有:光系统II(PSII)的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(Yield=ΦPSII)、相对光合电子传递效率(rETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ).研究结果表明,重金属(Cu2+、Zn2+、Cd2+)胁迫下三角褐指藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR和qP均明显降低,并且随着重金属离子浓度的增加,胁迫时间的延长,下降幅度逐步增大;NPQ先上升后下降或者逐渐上升;细胞密度和叶绿素含量也显著降低.对3种重金属离子的半抑制浓度(EC50)的计算结果表明,3种重金属毒性大小顺序为Cd2+> Cu2+> Zn2+.     

Hg2+、Cd2+及其复合胁迫对伊乐藻的毒害

利用水生微宇宙系统研究了不同浓度的Hg2 、Cd2 单一及复合处理对伊乐藻可溶性蛋白质浓度、叶绿素含量、叶绿素a/b比值,以及生产力和呼吸作用的影响.可溶性蛋白质和叶绿素含量在低浓度胁迫时(Hg2 ≤2.5μmol/L,Cd2 ≤10μmol/L,Hg2 Cd2 ≤1.25μmol/LHg2 5μmol/LCd2 )略有升高,之后随胁迫的增强而持续下降,两者呈负相关;叶绿素a/b比值、净生产力、呼吸强度随离子浓度增加不断下降,除呼吸强度外,两者也呈负相关.Hg2 对伊乐藻的毒性是Cd2 的4倍左右(以摩尔浓度计).两者共同作用时,对可溶性蛋白和叶绿素含量以及净生产力的影响有协同效应,对呼吸作用的影响有相加效应.     

盐和干旱胁迫对欧李幼苗光合生理特性的影响

为缓解干旱、半干旱地区水土流失现状,充分发挥欧李（Cerasus humilis）的生态价值,有效进行生态环境修复,设置了两种环境胁迫——盐胁迫（盐胁迫浓度分别为3‰、5‰、8‰,依次记做S1、S2、S3）和干旱胁迫（浇水量分别为田间持水量的30%~35%、40%~45%、50%~55%,依次记做W1、W2、W3）,比较叶片的光合气体参数T_r（蒸腾速率）、P_n（净光合速率）、G_s（气孔导度）和C_i（胞间CO₂浓度）的变化;利用P_n-PAR响应曲线比较不同处理下叶片的光响应特征参数L_sp（光饱和点）、L_cp（光补偿点）、R_d（暗呼吸速率）、α（表观量子效率）、P_nmax（最大净光合速率）.结果表明:①欧李幼苗的光合气体参数对盐胁迫的响应较敏感,对干旱胁迫的响应则鲜有显著性差异.②由P_n-PAR响应曲线得出,S1、W2处理下,随着PAR（光合有效辐射）的升高,欧李幼苗出现了光抑制现象;S2、S3、W1、W3处理下则表现出积极的光响应.③盐胁迫下,欧李幼苗的L_cp随盐胁迫的增强而逐渐增大,L_sp最小值[882.17 μmol/（m2·s）]出现在S1处理,S2、S3处理下有增加趋势,光能利用效率随盐胁迫的增强而减弱;随着干旱程度的减弱,L_cp先增后减,在W2处理下达到最大值[35.79 μmol/（m2·s）],L_sp最大值[1 581.56 μmol/（m2·s）]出现在W1处理,而在W2、W3处理下则减小,说明欧李幼苗对光照环境适应性减弱.研究显示,欧李幼苗对盐和干旱胁迫呈现出完全不同的响应特征,且对盐胁迫的响应更为敏感,研究结果可为欧李在治理水土流失、荒山绿化等生态修复工作中的应用提供依据.      

重金属镉对黄鳝的慢性毒性研究

为研究重金属镉污染的生境对黄鳝的慢性毒性效应,文章采用野生黄鳝为试验材料,测定暴露在0～0.64 mg/L镉浓度下黄鳝的耗氧率、外周血红细胞异常率、肝指数、肝脏脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量和肝脏卵黄蛋白原(VTG)含量等理化指标。结果表明:与对照组相比,镉胁迫下,黄鳝平均体重下降,体长缩短,个体肥满度由0.094%降低至0.074%;镉浓度由0 mg/L增至0.32 mg/L时,黄鳝的耗氧率显著增大,当镉浓度增加到0.64 mg/L,黄鳝的耗氧率显著降低;随着镉浓度的增加,外周血红细胞微核率及细胞核异常率显著增大;MDA含量由2.96μmol/g增至4.57μmol/g;肝指数随镉浓度的增大呈先增加后降低的趋势;此外,镉胁迫下雌性黄鳝VTG含量显著降低,雄性黄鳝VTG含量显著升高,对雄性黄鳝表现出雌激素效应。研究结果为预防和治理重金属污染环境下黄鳝的养殖与繁育提供一定的理论参考和实践意义。     

UV/H2O2降解羟苯甲酮反应动力学及影响因素

有机防晒剂随着日常使用不断进入环境中,成为一类新兴污染物.考察了UV/H2O2工艺对典型有机防晒剂羟苯甲酮(BP-3)的水相光化学降解特征,并对BP-3降解反应的影响因素包括初始BP-3浓度、H2O2浓度、UV光强、共存阳离子和阴离子、叔丁醇和腐殖酸投加量等进行了研究.结果表明,BP-3的降解速率常数随初始BP-3浓度升高而降低,随着H2O2浓度增大而增高,随着UV光强增强而增大;阴离子会在一定程度上降低反应速率,阳离子中Fe3+会产生类芬顿反应,促进生成·OH,对降解反应有显著的促进作用,投加叔丁醇和腐殖酸皆会抑制降解反应进行.采用每一对数减小级电能输入(EEo)指标对UV/H2O2工艺的电能利用效率进行了评价,Fe3+的加入显著减小了EEo.研究不同因素对UV/H2O2工艺降解效果的影响,可对实际工程中采用UV/H2O2去除苯甲酮类有机防晒剂提供参考.     

纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响

使用硼氢化钠还原硝酸银,聚乙烯醇(PVA)作为分散剂,制备出粒径为(7 ± 3)nm的纳米银,分别使用计数法和溶解氧法,研究了纳米银对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、光合作用和呼吸作用的影响,并调查了对叶绿素a的抑制状况.结果显示,黑暗条件下加入3mg/L的纳米银,基本抑制了小球藻的呼吸作用,当暴露于4mg/L的纳米银时,小球藻生长的抑制率为93%;而光照条件下加入10mg/L纳米银时,才能抑制其光合作用,此时对小球藻生长的抑制率达到90%.光照时,叶绿素a在10mg/L纳米银的作用下,抑制率达到77%.研究表明了纳米银对小球藻呼吸作用有很强的抑制作用,对光合作用的影响可能通过抑制叶绿素a的合成或破坏叶绿体的结构来完成;光照能够明显减弱纳米银的毒性.     

Early stage toxicity of excess copper to photosystem II of Chlorella pyrenoidosa–OJIP chlorophyll a fluorescence analysis

Acute toxicity of excess Cu on the photosynthetic performance of Chlorella pyrenoidosa was examined by using chlorophyll a fluorescence transients and JIP-test after exposure to elevated Cu concentrations for a short time period. High Cu concentration resulted in a significant suppression in photosynthesis and respiration. The absorption flux (ABS/RC) per PSII reaction center increased with increasing Cu concentration, but the electron transport flux (ET₀/RC) decreased. Excess Cu had an insignificant effect on the trapping flux (TR₀/RC). The decline in the efficiency, with which a trapped exciton can move an electron into the electron transport chain further than Q_A−(Ψ₀), the maximal quantum yield of primary photochemistry (?_P0), and the quantum yield of electron transport (?_E0) were also observed. The amount of active PSII reaction centers per excited cross section (RC/CS) was also in consistency with the change of photosynthesis when cells were exposed to excess Cu concentration. JIP-test parameters had a good linear relationship with photosynthetic O₂ evolution. These results suggested that the decrease of photosynthesis in exposure to excess Cu may be a result of the inactivation of PSII reaction centers and the inhibition of electron transport in the acceptor side.     

假微型海链藻对不同氮培养条件的响应

本文选取假微型海链藻为目标微藻,研究其在不同氮源（硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和尿素）和氮饥饿条件下的生长速率和光合作用,以期为阐述海洋微藻对近岸复杂多变的氮环境适应机制提供依据。结果表明,在氮饥饿条件下,假微型海链藻的种群生长受阻,细胞内色素分解,光合作用被显著抑制;在不同氮源条件下,假微型海链藻均能生长但表现出不同的生长模式,但高浓度的铵盐能够对其产生抑制,各条件下藻细胞叶绿素a、叶绿素c 和总类胡萝卜素含量在指数生长期无显著差异,而在平台末期,尿素处理组各色素水平显著提高;假微型海链藻光系统Ⅱ的不同光合作用参数在实验末期均表现为铵盐处理组显著高于其他处理组。综上所述,假微型海链藻能够利用不同氮源进行生长,但在不同氮源条件下,种群增长的变化模式与光合作用的响应并不一致,由此推测假微型海链藻在不同氮源条件下光合作用并不是导致其生长模式差异的主要原因。     

两种桑科植物叶片光合及光呼吸对模拟干旱的响应

采用150 g/L的聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)模拟干旱胁迫,研究两种桑科植物(构树和桑树)的叶片光合及光呼吸特征对干旱胁迫的响应。对植物培养液的相关化学参数以及叶片的光合参数进行测定,结果表明:干旱对构树根系吸水能力的影响小于桑树的;构树以中光合-低蒸腾-高水分利用率的模式适应干旱环境,桑树以低光合-低蒸腾-高水分利用率的模式来应对干旱环境;在模拟干旱环境下,构树以稳定的羧化效率-高光呼吸速率-高光呼吸利用份额来适应外界胁迫,而桑树以低羧化效率-低光呼吸速率-低光呼吸利用份额来应对外界胁迫。构树表现出对外界干旱胁迫更好的适应性,这种适应机制可能与其较强的光呼吸作用及其碳酸氢根离子利用能力有关。这种"以碳换水"的机制可能是喀斯特适生植物适应岩溶干旱的又一个重要机制。     

钢渣-龙须菜系统处理富营养化海水的研究

分别研究了钢渣、龙须菜和钢渣-龙须菜等系统对富营养化海水中硝酸盐、磷酸盐的去除效果,探讨了利用钢渣-龙须菜系统处理富营养化海水的可行性.结果表明,钢渣可有效去除富营养化海水中的磷酸盐,不能去除海水中的硝酸盐.起始密度为3g/L的龙须菜对轻度富营养化海水(硝酸盐:0.3~0.6mg/L,磷酸盐:0.05~0.1mg/L)中硝酸盐、磷酸盐的去除率较高,但是对重度富营养化海水(硝酸盐:4.8mg/L,磷酸盐:0.8mg/L)中硝酸盐、磷酸盐的去除率较低.钢渣-龙须菜系统将钢渣对磷酸盐的物理吸附、化学沉淀与龙须菜对硝酸盐、磷酸盐的生物吸收结合起来,能够显著降低富营养化海水中硝酸盐、磷酸盐的浓度.     

Early stage toxicity of excess copper to photosystem II of Chlorella pyrenoidosa-OJIP chlorophyll a fluorescence analysis

Acute toxicity of excess Cu on the photosynthetic performance of Chlorella pyrenoidosa was examined by using chlorophyll a fluorescence transients and JIP-test after exposure to elevated Cu concentrations for a short period of time.High Cu concentration resulted in a significant suppression in photosynthesis and respiration.The absorption flux (ABS/RC) per PSⅡ reaction center increased with increasing Cu concentration,but the electron transport flux (ET_0/RC) decreased.Excess Cu had an insignificant effect on the trapping flux (TR_0/RC).The decline in the efficiency with which a trapped exciton can move an electron into the electron transport chain further than QA- (ψ_o),the maximal quantum yield of primary photochemistry (φP_o),and the quantum yield of electron transport (φE_o) were also observed.The amount of active PSⅡ reaction centers per excited cross section (RC/CS) was also in consistency with the change of photosynthesis when cells were exposed to excess Cu concentration.JIP-test parameters had a good linear relationship with photosynthetic O_2 evolution.These results suggested that the decrease of photosynthesis in exposure to excess Cu may be a result of the inactivation of PSⅡ reaction centers and inhibition of electron transport in the acceptor side.     

Effect of cerium on photosynthetic characteristics of soybean seedling exposed to supplementary ultraviolet-B radiation

Effects of cerium （Ce^3＋） on photosynthetic characteristics were investigated by hydroponics under laboratory conditions when soybean seedlings were exposed to two levels of supplementary UV-B radiation. UV-B radiation badly inhibited the photosynthesis in soybean seedling, leading to a reduction in net photosynthetic rate （Pn）, Hill reaction activity, light saturated photosynthetic rate （Ps） and apparent quanta yield （AQY）, as well as the CO2 and light saturated photosynthetic rate （Pro） and carboxulation efficiency （CE）. On the contrary, Ce obviously promoted the photosynthesis of plants by increasing Hill reaction activity, accelerating electron transport and photophosphorylation, and enhancing carboxylation efficiency. For Ce＋UV-B treatments, the values of photosynthetic parameters were still lower than those of the control, but obviously higher than those of UV-B treatment. The results indicated that Ce alleviated the inhibition of UV-B radiation on the photosynthesis in soybean seedling to a certain extent. In correlating of Pn with Hill activity, AQY and CE, we found that the changes of photosynthetic rate were mainly influenced by the regulating effect of Ce on Hill activity and AQY at low level （0.15 W/m^2） of UV-B radiation, but were dominated by the regulating effect of Ce on CE at high level （0.45 W/m^2）. Thus, Ce could regulate many aspects in photosynthesis of soybean seedling under UV-B stress. The regulating mechanism was close related with the dosage of UV-B radiation.     

不同光照对稀杯盔形珊瑚生长及钙化的影响

本研究于2015年3月份在徐闻珊瑚礁国家级自然保护区采集稀杯盔形珊瑚（Galaxea astreata）,分解获得单枝实验珊瑚,实验室条件下进行四种波长光谱光强度渐变单因子对照试验,分别观察其在光谱波长、光强度渐变条件下的生长特性和代谢水平。结果显示,不同光谱在光强度240 μmol/m2/s条件下,稀杯盔形珊瑚单位面积叶绿素含量（A）和虫黄藻密度（Z）变化呈显著性差异（p＜0.05）,除了碳水化合物（C）,都在波长380~460 nm光谱光照条件下达到最大值,其中脂质含量百分比（L）是蛋白质（P）和C的10倍以上;不同光谱、光强度梯度条件下,光照条件下的钙化率（G_L）、净光合作用量（P_N）、总光合作用量（P_G）差异显著（p＜0.05）,在一定范围内,G_L、P_G、P_N随着光强度增强而升高,当光强度超过光合效率光饱和值时,停止升高或开始降低;G_L/G_D和G_L/P_G比值也随着光强度增强而升高,比值变化范围分别在3.06~9.89和0.21~0.60之间,但P_G/P_N比值随着光强度增强而降低,变化范围在1.20~2.69之间。