东方香蒲对铜绿微囊藻多糖及亚显微结构的影响

采用东方香蒲(Typha orientalis Presl)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)共培养的试验方法研究了东方香蒲对铜绿微囊藻多糖及亚显微结构的影响。结果表明:在质量浓度为20 g/L和40 g/L的东方香蒲化感胁迫下,铜绿微囊藻总糖(TSP)、胞内多糖(IPS)及固着性胞外多糖(bEPS)含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,溶解性胞外多糖(sEPS)含量在培养过程中呈现逐渐增加的趋势,表明东方香蒲化感胁迫在前期促进了铜绿微囊藻的多糖合成和分泌,但在培养后期抑制多糖合成,并进一步促进多糖分泌和溶解;在培养后期,藻细胞叶绿素荧光参数包括YⅡ(光系统Ⅱ有效量子产量)、ETR_(max)(线性最大电子传递速率)显著降低,表明东方香蒲对铜绿微囊藻的光合系统产生了明显的化感抑制,光合活性及光合效率明显下降;藻细胞亚显微结构显示,在培养后期,藻细胞类囊体片层分解断裂,表明经过持续地化感胁迫,东方香蒲诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫,藻的光合系统受到严重破坏。东方香蒲使用量越高,藻细胞结构损伤越严重。     

芦苇水浸提液对水华微囊藻的化感作用研究

通过测定水华微囊藻(Microcystis flosaquae)细胞密度、叶绿素a、藻胆素质量浓度及SOD活性,研究了不同质量浓度芦苇(Phragmites communis)水浸提液对水华微囊藻的化感抑制作用。结果表明:1)低质量浓度芦苇水浸提液对水华微囊藻生长有促进作用,芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时对水华微囊藻具有明显抑制作用;2)芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时,可破坏水华微囊藻的光系统Ⅱ,减少其同化产物,促进叶绿素a的降解,而藻胆素不是主要作用靶点;3)当芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时,藻细胞受到胁迫,其细胞活性氧的产量增加,抗氧化体系不能及时清除这些活性氧,导致植物细胞内发生过氧化反应,尤其是脂质过氧化反应,破坏细胞内膜系统,使抗氧化体系酶活性降低。     

三聚氰胺对藻类的毒性效应及其机理研究

以不同质量浓度的三聚氰胺处理斜生栅藻、近头状伪蹄形藻和铜绿微囊藻,根据其叶绿素a质量浓度、丙二醛浓度和蛋白质质量浓度以及超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性的变化.探讨三聚氰胺对藻类的毒性效及其致毒机理.结果显示.三聚氰胺对3种藻叶绿素a质量浓度的增长均具有明显的抑制作用,抑制效应随处理质量浓度的增加而增强.当处理质量浓度大于1 500mg/L时,叶绿索a质量浓度随处理时间的延长而降低;小于750 mg/L时,其叶绿素a质量浓度缓慢增加,但增加幅度低于对照组.3种藻的丙二醛浓度均随二聚氰胺处理质量浓度的增大而升高,超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性随处理质量浓度的增大而降低,蛋白质的质量浓度没有明显变化.这些生理指标的变化表明,三聚氰胺可能会引起藻细胞中保护性酶活性降低,导致细胞生物膜的脂质过氧化作用增强,藻类载色体活色素体的结构和功能受到损伤,进而影响光合作用.     

重稀土元素对小球藻生长状态的影响

通过模拟培养蛋白核小球藻,并在藻液中添加稀土元素,研究了钬(Ho)、镥(Lu)、铥(Tm)、钇(Y)4种重稀土元素在10~5 000μg/L范围内对小球藻生物量、叶绿素a含量、光合作用效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、细胞膜完整性及蛋白质含量的影响,探讨了重稀土元素影响小球藻生长状态的作用机制。结果表明,在试验条件下,相对于BG-11培养基(重稀土质量浓度为0),低质量浓度(10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L)重稀土元素能使小球藻叶绿素a含量、Fv/Fm、SOD和CAT活性及蛋白质含量增加,小球藻细胞膜保持完整,促进小球藻的生长;在重稀土质量浓度为1 000μg/L时,小球藻的生长受到严重抑制,各项指标显著降低,PI(碘化丙啶C_(27)H_(34)I_2N_4)荧光强度显著增大(p0.05),小球藻的细胞膜完整性受到破坏;当重稀土质量浓度达到5 000μg/L时,小球藻受到胁迫后已无法生长。重稀土元素对小球藻生长的影响完全符合"低促高抑"的Hormesis效应。     

外源水杨酸对Pb2+胁迫下玉米幼苗生理特性的影响

为了研究水杨酸对重金属胁迫下植物幼苗的缓解效应,以玉米叶片的叶绿素、游离脯氨酸、可溶性蛋白质量比和丙二醛(MDA)含量,以及过氧化物酶(POD)与超氧化物酶(SOD)活性为指标,采用水培法研究了不同质量浓度水杨酸对150 mg/L Pb2+胁迫下玉米幼苗生理特性的影响.结果表明,经30 mg/L水杨酸缓解后受迫玉米幼苗的根长、株高和根系活性明显增加,叶片的叶绿素、游离脯氨酸与可溶性蛋白质量比均明显提高,叶片的SOD与POD活性均高于对照组和各处理组,且叶片的MDA含量显著降低.外源水杨酸可通过正向调控植物物质与能量代谢,以及保护酶系统活性来维持细胞膜的稳定性,并有效减缓膜脂过氧化进程,缓解了Pb2+胁迫对玉米幼苗的毒害.     

HgCl2对铜绿微囊藻的急性毒性效应研究

研究了铜绿微囊藻在HgCl2胁迫下的生理指标变化.试验以藻OD680值的变化及光合色素质量浓度为指标检测藻种生长状况,研究了不同质量浓度HgCl2对微囊藻的毒性效应.结果表明,0.05-1.00 mg/L的HgCl2各处理组对藻种的生长均有抑制作用,且胁迫质量浓度与生长抑制间呈现正相关.随着HgCl2质量浓度的升高,藻光合色素质量浓度降低.l mg/L组抑制程度最显著,藻液由黄绿色变为白色,颜色变化明显,72h生长抑制率为50.76％,96h叶绿素a合成抑制率为90.09％.胁迫96h后,各处理组叶绿素和类胡萝卜素的比值均比对照组低,Hg对叶绿素的影响比类胡萝卜素更为显著.     

苯丙烯酸对水华鱼腥藻的化感作用及相关毒理学研究

为了研究苯丙烯酸对水华鱼腥藻生长的影响及对鲤鱼的毒性作用,将不同浓度的苯丙烯酸作用于水华鱼腥藻,并以其最佳抑藻浓度进行鲤鱼毒性实验.结果表明,一定浓度的苯丙烯酸能有效抑制水华鱼腥藻的生长.以抑藻作用最佳浓度(0.9 mmol/L)的苯丙烯酸作用于鲤鱼,发现其对鲤鱼血清中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)和γ-谷氨酰基转移酶(γ-GT)的活性没有明显影响;对肝脏、鳃和肌肉中的超氧化物歧化酶(SOD)和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的活性也没有明显影响.这说明该浓度下的苯丙烯酸对鲤鱼基本无毒性作用,在水华治理方面有一定的应用前景.     

过氧化氢除藻及相关环境条件优化

采用室内培养的方式,通过正交试验研究了H_2O_2质量浓度、光照、pH值和温度4个因素复合作用对铜绿微囊藻去除的影响。结果表明,在所设置的各因素梯度范围内,对去除铜绿微囊藻影响最大的因素是H_2O_2质量浓度;光照和pH值对藻细胞数和叶绿素a的去除,以及H_2O_2残留量的影响各不相同;温度对藻细胞数的影响最小,对H_2O_2残留量的影响较小,对叶绿素a质量浓度的影响较大。除藻的最佳组合为A_1B_2C_3D_2,即光照为1 500 lx,H_2O_2质量浓度为50mg/L,pH值为8.5,温度为25℃。     

伊乐藻对硝氮、磷胁迫的急性响应

研究了不同质量浓度硝氮和磷的单一胁迫对伊乐藻叶绿素、可溶性蛋白质量比及抗氧化酶SOD、POD和CAT活性的影响。结果表明,在短时间和低质量浓度的硝氮或磷胁迫下,叶绿素和可溶性蛋白质量比的变化不大,SOD、POD和CAT活性则持续增大。在递增硝氮质量浓度胁迫下,叶绿素和可溶性蛋白质量比、CAT活性呈现明显的"低促高抑"现象,SOD和POD活性持续上升;磷胁迫时,叶绿素质量比持续下降,而可溶性蛋白质量比和SOD、POD、CAT活性呈现明显的"低促高抑"现象。在低质量浓度硝氮或磷胁迫时,抗氧化酶随时间延长活性增加,直至危害消除;在高质量浓度硝氮或磷胁迫时,伊乐藻内抗氧化酶活性先升高后降低,最终抗氧化酶系统崩溃。72 h内伊乐藻能耐受26.12 mg/L的硝氮或3.37 mg/L的磷的胁迫,硝氮和磷质量浓度高于此时,伊乐藻作为修复植物是不适用的。     

亚硝态氮对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

采用室内培养法.将铜绿微囊藻和四尾栅藻分别置于5种含不同质量浓度亚硝态氮(NO2--N)(0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0mg/L和8.0mg/L)的培养液中,培养10 d,测定不同质量浓度NO2--N对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响.结果表明,0.5～8.0 mg/L的NO2--N可激活铜绿微囊藻的亚硝酸氧化酶和亚硝酸还原酶,进而促进铜绿微囊藻的生长.四尾栅藻因仅具有亚硝酸还原酶,因此只能利用0.5～2.0 mg/L的NO2--N,其利用能力远没有铜绿微囊藻强.培养8 d后,铜绿微囊藻培养液中NH4 -N和NO2 -N的质量浓度明显升高.而NO3--N质量浓度的变化不大;四尾栅藻培养液中NH4 -N,NO3--N和NO3--N质量浓度的变化不大.研究表明,低于8.0 mg/L的NO2--N可促进铜绿微囊藻的生长,高于2.0 mg/L的NO2--N抑制四尾栅藻的生长.     

温度与氮浓度对两种微囊藻生长和产毒的影响

采用半连续培养的方法,研究了磷限制条件下温度与氮质量浓度的交互作用对铜绿微囊藻和水华微囊藻的生长及产毒的影响.结果表明,不同温度下,氮质量浓度对两种微囊藻比生长速率的影响不同.随氮质量浓度的增加,15℃和20℃时比生长速率增加较快,25℃时增加缓慢;温度的降低对水华微囊藻的生长抑制作用较铜绿微囊藻小.两种微囊藻的单个细胞叶绿素a含量受温度及氯质量浓度的影响极显著,而交互作用的影响较主效应小.单个细胞藻毒素含量受温度影响最大,显著负相关;氮质量浓度的影响次之,显著正相关.但两种微囊藻的生长状况越好时相应的总毒素质量浓度也越高.因此,磷限制条件下,温度和氮质量浓度对两种微囊藻的生长及产毒有明显的交互作用,氮质量浓度的降低会进一步抑制微囊藻的生长并降低总藻毒素质量浓度.     

铁对铜绿微囊藻生长活性及产毒的影响

以MA培养基为基础,向无铁培养基中添加不同质量浓度的FeCl3,对对数生长期的铜绿微囊藻进行接种培养,比较不同Fe3+浓度下,铜绿微囊藻的生长、活性及产毒状况.结果表明,无Fe3+时,藻的生长、细胞活性和产毒受到抑制;Fe3+浓度增大时,有利于藻的生长,且当Fe3+质量浓度为0.42 mg/L时,培养42 d后细胞密度达到最大(4.5×1010个/L).过高或过低浓度的Fe3+均会抑制藻细胞活性和毒素的产生.Fe3+质量浓度为0.04 mg/L时,脱氢酶活性较好;质量浓度为0.10 mg/L时,适宜藻毒素MCLR的生成,且单位生物量藻细胞的MCLR产量可达0.32 mg.研究表明,Fe3+浓度对藻细胞完整性的影响不大,而且藻细胞的最佳生长条件并不是其最佳产毒条件.     

铀胁迫对香根草生理生化指标的影响

采用水培方式研究了不同质量浓度(0、0.1 mg/L、1 mg/L、5mg/L、10 mg/L、20 mg/L)铀胁迫下香根草光合色素质量比、可溶性蛋白质质量比、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)活性、非酶物质(非蛋白巯基NPT、谷胱甘肽GSH和植物络合素PCs)含量的变化.结果表明,铀质量浓度为0.1 mg/L和1 mg/L时,可促进香根草光合色素和可溶性蛋白质质量比的增加,但随铀质量浓度增加,光合色素和可溶性蛋白质质量比逐渐下降.铀胁迫诱导香根草体内MDA含量、POD活性和CAT活性呈明显升高的趋势,SOD活性则表现为逐渐下降的趋势.不同质量浓度铀胁迫对香根草根部NPT、GSH和PCs含量无明显影响,铀质量浓度为0.1 mg/L时香根草根部NPT、GSH和PCs含量略有增加;随铀胁迫质量浓度增加,叶片内GSH含量逐渐下降,NPT和PCs含量则逐渐升高.     

官厅水库水体中微囊藻毒素及其与微囊藻细胞密度相关性研究

2004-2005年对连年发生比较严重水华的官厅水库进行了2 a的浮游植物动态监测,并在2005年6-8月应用酶联免疫吸附法检测了主要水华藻类--铜绿微囊藻藻毒素质量浓度及其季节变化,初步探讨了微囊藻毒素质量浓度与铜绿微囊藻细胞密度之间的关系.实验结果表明,水库中的浮游植物细胞密度高,2004年平均值为1 308.35×104 cells/L,2005年达1 599.49×104 cells/L,同时呈现出明显的季节变化,在夏末秋初形成高峰.产毒的铜绿微囊藻为夏季最主要的优势水华种类,其细胞密度在7月达到最高,为4 748.58×104 cells/L;微囊藻毒素的质量浓度在7月亦达到最高值,为20 μg/L,都显著高于6月和8月(p＜0.05).水体中微囊藻毒素质量浓度与微囊藻细胞密度呈正相关关系(R=0.926).其结果为全面了解官厅水库水质状况以及对水污染进行治理,恢复其饮用水源的功能提供了科学依据.     

镍对栅藻深度处理生活污水的影响研究

将栅藻包埋固定在海藻酸钙凝胶珠中,对人工污水进行深度净化,研究其在不同质量浓度Ni2+条件下对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率,以及净化过程中藻类叶绿素a质量浓度、过氧化物酶(POD)活性变化和去污过程中藻细胞富集Ni2+的情况。结果表明,低质量浓度Ni2+可引起藻细胞应激性反应,光合活性提高,解毒机制增强,未影响氨氮和正磷酸盐的净化效率;高质量浓度Ni2+会造成藻细胞伤害,光合活性减弱,POD活性下降,氨氮和正磷酸盐的净化效率减小。Ni2+对栅藻深度处理生活污水影响程度依据其在水体中的质量浓度。     

Cd2+胁迫对文蛤鳃组织SOD、CAT活性及MDA含量的影响

为了解不同质量浓度的Cd2+对水生动物的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脂质过氧化的影响,以文蛤为研究材料,采用室内模拟试验的方法,依据Cd2+对文蛤96h半致死质量浓度(LC50),设置4个Cd2+胁迫组,胁迫质量浓度分别为0.41 mg/L( 1/32LC50)、0.82 mg/L(1/16 LC50)、1.65 mg/L(1/8 LC50)、3.30 mg/L( 1/4LC50),并设置对照组,每组3个平行.研究不同质量浓度的Cd2+对文蛤鳃组织SOD、CAT活性和MDA含量的影响.结果表明:文蛤鳃组织SOD活性在0.41 mg/L和0.82 mg/L胁迫下,试验前期(0～48 h)呈现诱导效应,试验后期(48～96 h)呈现抑制效应,其余胁迫质量浓度在试验过程中均对文蛤鳃组织SOD活性呈现抑制效应;CAT活性在低质量浓度(0.41 mg/L)胁迫下出现阶段性抑制效应,接着呈现诱导-抑制过程,中高质量浓度在整个过程呈现诱导-抑制的过程;经过96h的胁迫试验,各胁迫组文蛤鳃组织中MDA含量显著上升(p＜0.05),Cd2+对MDA的诱导作用显著且存在剂量-效应关系.     

太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响因素分析

以室内培养的铜绿微囊藻样品为参照,基于反复冻融法,探讨了滤膜类型、磷酸盐缓冲液加入体积、冻融次数对太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响。结果表明:1)GF/C玻璃纤维滤膜(孔径1.2μm)和CN-CA混合纤维素酯微孔滤膜(孔径0.45μm)提取的叶绿素a结果差异不显著(p分别为0.95和0.97),说明二者的生物截留量基本一致;2)在生物截留量相当的情况下,GF/C滤膜和CN-CA滤膜提取的藻蓝蛋白结果差异显著(p均为0.04),GF/C滤膜的提取效率高于CN-CA滤膜;3)加入的缓冲液体积和藻蓝蛋白质量浓度呈良好的负线性关系(r均大于0.85),受藻体包裹效应的影响,太湖水体对比组中的相关系数略低于人工培养的铜绿微囊藻;4)太湖水样和铜绿微囊藻在冻融次数上存在差异,太湖水样冻融9~11次的提取效果较佳,室内培养的铜绿微囊藻冻融次数以5~7次为宜。     

壬基酚对小球藻生理及光合特性的影响

为了评价壬基酚(NP)的水环境生态风险,研究了不同浓度壬基酚对小球藻(Chlorella vulgaris)生理及光合特性的影响。设置了0. 635 mmol/L、1. 905 mmol/L、3. 175 mmol/L和4. 445 mmol/L 4个NP浓度梯度和1个对照组,测定了藻液细胞密度、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、φPSⅡ、I_(k)、α和ETR_(max))、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量,探讨了NP影响小球藻生长的机制。结果表明:低浓度NP(0～1. 905 mmol/L)对小球藻的生长及光系统Ⅱ具有促进作用; NP浓度超过1. 905 mmol/L时,随NP浓度升高,小球藻生长和光合活性受到明显的抑制,藻细胞叶绿素a、可溶性蛋白质含量逐渐下降,而丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性持续增高。研究表明,不同浓度的NP对小球藻的生理和光合活性产生了一定程度的毒性效应,进一步证实了NP对小球藻生长的影响呈现"Hormesis效应"。     

酸化土壤与镉对大豆萌发种子抗氧化保护酶的复合影响

为探索酸化土壤与镉对大豆萌发种子抗氧化保护酶的复合影响,采用种子常规萌发试验的方法,模拟pH=5.93和pH=2.5的酸化土壤,并用0.182 mg·L-1和20 mg·L-1的Cd2+处理大豆种子,测定不同酸化土壤及镉浓度胁迫对大豆萌发种子过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和质膜透性的影响.结果表明,轻度酸化土壤(pH=5.93)或低质量浓度镉(0.182 mg·L-1)可激活POD与CAT活性,降低MDA含量及质膜透性,且与胁时相关;复合处理上述效应更显著,但随胁时延长4指标变幅加大,膜系统恢复时间推后.重度酸化土壤(pH=2.5)与高质量浓度镉(20 mg·L-1)胁迫下的POD与CAT活性随胁时延长而降低,MDA含量及质膜透性则随胁时延长而升高;低-高、高-高复合处理时,4指标随胁时延长变幅更大,7 d时偏离CK更显著,且CAT、MDA和质膜透性峰值推后.由此可见,酸化土壤与镉复合污染可加剧对种子萌发的伤害,二者存在协同作用.     

凤眼莲、大薸对铀胁迫的生理生化响应

为探讨凤眼莲和大薸在铀胁迫下的生理生化响应,通过Hoagland水培试验,研究了不同铀质量浓度处理对凤眼莲和大薸的光合色素质量比、抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸质量比的影响,以及凤眼莲和大薸对铀的富集能力。结果表明:随铀处理质量浓度增大,凤眼莲和大薸体内铀质量比增加,在50 mg/L铀胁迫下,两者体内铀的质量比达1 550.2 mg/kg和963.0mg/kg;在铀的质量浓度为0.1 mg/L时,凤眼莲和大薸的光合色素质量比无显著变化(p>0.05),随着铀质量浓度的增大,光合色素质量比持续降低;在铀的质量浓度为0.1~1 mg/L时,抗氧化酶系统在凤眼莲和大薸缓解较低质量浓度铀胁迫所引起的膜脂过氧化中发挥了重要作用;凤眼莲对铀的耐受能力要强于大薸;高质量浓度(20 mg/L和50 mg/L)铀处理下,凤眼莲和大薸抗氧化酶活性受到抑制;作为渗透调节物质,二者游离脯氨酸质量比均高于对照。