海洋卡盾藻无细胞滤液对赤潮微藻的作用及其与微藻的共培养

实验模拟条件下,研究了海洋卡盾藻无细胞滤液对四种微藻生长的影响及其与东海原甲藻和塔玛亚历山大藻的共培养。结果表明:卡盾藻无细胞滤液对三角褐指藻、东海原甲藻和塔玛亚历山大藻细胞的生长速率都有显著的抑制效应(P<0.01),而对中肋骨条藻的生长抑制作用较弱,当卡盾藻滤液在高浓度(15 mL、20 mL)/40 mL下,中肋骨条藻的生长才受到显著抑制,而低浓度下没有明显影响。海洋卡盾藻与甲藻的共培养明显促进了卡盾藻的生长,抑制了甲藻的生长,对东海原甲藻的抑制作用较强。共培养的结果可能是由于海洋卡盾藻与甲藻之间存在化感作用或营养盐竞争作用,而无细胞滤液对微藻的作用表明海洋卡盾藻对微藻产生化感效应。     

赤潮异弯藻对2种桡足类的急性毒性效应

研究了赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)及其不同处理组分对桡足类中华哲水蚤(Calanus sinicus)和猛水蚤(Amo-nardia normani)存活率的影响。结果表明:赤潮异弯藻藻液对中华哲水蚤24 h、48 h、72 h、96 h的LC50分别为204.74×104、144.49×104、47.1×104和25.7×104/mL,对猛水蚤24 h、48 h、72 h、96 h的LC50分别为289.07×104、260.00×104、75.38×104和56.21×104/mL;赤潮异弯藻对2种桡足类的安全密度分别是21.56×104/mL和63.21×104/mL。通过对赤潮异弯藻不同处理组分(藻液、藻细胞悬浮液、去藻过滤液、藻细胞内容物和藻细胞碎片)的毒性比较,发现藻液、藻细胞悬浮液和藻细胞碎片对2种桡足类的致死率较高,而去藻过滤液及藻细胞内容物基本无影响,试验得出猛水蚤对赤潮异弯藻毒性的耐受能力显著高于中华哲水蚤。     

北部湾卡盾藻(Chattonella spp.)种类鉴定

2018年9月在北部湾海域分离得到3株卡盾藻,采用光学显微镜对其进行形态学初步鉴定,并通过核糖体大亚基LSU rDNA和ITS基因进行系统进化分析。结果表明,卡盾藻北部湾株符合海洋卡盾藻形态学典型特征:藻体黄褐色,细胞呈纺锤形,无黏液泡,尾部具尖端,细胞平均长（57.8±9.1）μm。系统发育树上北部湾卡盾藻分别以96%（LSU rDNA）和99%（ITS）的自展支持率与不同来源的海洋卡盾藻、古老卡盾藻、卵圆卡盾藻、小型卡盾藻聚在同一大分支上。通过遗传距离分析发现,北部湾3株卡盾藻与不同来源的海洋卡盾藻、古老卡盾藻、卵圆卡盾藻、小型卡盾藻亲缘关系较近,LSU和ITS遗传距离分别为0.0000~0.0016和0.0000~0.0235;而与盐生卡盾藻亲缘关系较远,遗传距离分别为0.0415~0.0490和0.0733~0.0750。因此,综合形态学和分子生物学结果可以确定北部湾3株卡盾藻为海洋卡盾藻/海洋卡盾藻的变种。研究结果可为我国卡盾藻藻华藻种库的构建和卡盾藻北部湾株生理生态学的研究提供基础数据。     

剧毒卡尔藻对海洋生物毒性及机制的初步研究

剧毒卡尔藻(Karlodinium veneficum)是一种有毒甲藻,近年在我国沿海已经爆发过藻华,值得关注。本文研究了剧毒卡尔藻对不同粒径、不同营养级的几种海洋生物褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)、卤虫(Artemia salina)、黑褐新糠虾(Neomysis awatschensis)、中华哲水蚤(Calanus sinicus)存活及摄食的影响。研究发现:该藻对轮虫、卤虫存活影响较大,对黑褐新糠虾存活的影响较小,对中华哲水蚤存活几乎无影响。48 h,对轮虫的半数致死密度LC503400 cells/mL;96 h对卤虫的半数致死密度为LC504800 cells/mL;对黑褐新糠虾的半数致死密度为LC5089000 cells/mL;在89000 cells/mL的藻密度下,中华哲水蚤存活率约为80%。该藻不同组分对实验生物的影响是不同的,细胞破碎液对轮虫、黑褐新糠虾的影响最大;细胞外液对卤虫的影响最大。该藻对生物的摄食影响则发现,24 h内,轮虫、卤虫、中华哲水蚤均摄食该藻,且3种生物的摄食率随着藻密度增高而增加。可见,剧毒卡尔藻对不同生物的影响不同,其现场藻密度一般可达到104cells/mL,对轮虫、卤虫存活影响很大;该藻对生物有不同的致毒机制和致毒途径。结果表明:该藻藻华爆发,可能会对浮游生态系统产生较大影响;研究有害藻对不同粒径、不同营养级生物的影响,才可以更全面的反映出它对生态系统的危害。     

赤潮异弯藻对黑鲷仔鱼的毒性研究

以黑鲷(Sparus macrocephalus)仔鱼致死率为指标,进行了赤潮异弯藻鱼毒性源起的探寻.分别就赤潮异弯藻细胞数、种群生长时期、去藻滤液、藻粉提取液的毒性特征进行了研究.实验结果表明:(1) 赤潮异弯藻藻细胞数越高,对黑鲷仔鱼的致死性越大.当藻细胞数达到105 /mL时,5 h内出现明显致死现象.毒性作用主要源于细胞外分泌物质.(2) 不同种群生长期的赤潮异弯藻去藻过滤液对黑鲷仔鱼的毒性存在差异:指数生长期产生的毒性相对较弱,平台期和衰亡期呈现显著的5 h急性致死作用.(3) 用活性炭对平台期和衰亡期的去藻过滤液进行吸附处理,可以使去藻过滤液对黑鲷仔鱼的5 h致死率明显减弱.但24 h致死率仍为100%.(4) 利用冻干藻粉溶液过滤液对黑鲷仔鱼的毒性实验结果发现:冻干藻粉溶液过滤液仍然呈现出与浓度相关的毒性作用特征,滤液对黑鲷仔鱼的24 h半致死浓度相当于每mL溶液中含0.1 mg的干藻粉形成的溶液浓度.赤潮异弯藻的细胞和生长水体中都具有典型的鱼毒性特征.     

两株凯伦藻对轮虫急性毒性的研究

本实验初步研究了两株凯伦藻Karenia selliformis和Karenia umbella对褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）的毒性效应。通过设置不同浓度的藻细胞培养液,在48 h内对褶皱臂尾轮虫进行急性毒性观察试验,研究结果表明,K.selliformis和K.umbella对褶皱臂尾轮虫具有明显的毒性作用。在短时间内（2 h）,两种凯伦藻的毒性效应均与细胞密度呈现较好的正相关性（K.selliformis,R2=0.96;K.umbella,R2=0.92）。对轮虫2 h的半致死浓度（LD₅₀）分别为2750/mL（K.selliformis）和14011/mL（K.umbella）,显示K.selliformis对褶皱臂尾轮虫的急性毒性作用较之K.umbella更强。通过进一步比较两种凯伦藻的藻液、细胞过滤液和藻细胞破碎液的毒性结果显示,仅藻液有毒害作用,而去细胞过滤液和藻细胞破碎液对轮虫没有毒害作用,说明与藻细胞的直接接触是导致轮虫死亡的关键因素。     

海洋卡盾藻（香港株）溶血活性特征研究

研究了海洋卡盾藻香港株（Chattonella marina,Hong Kong strain,CMHK）在不同生长阶段和营养条件下的溶血活性特征.根据海洋卡盾藻的生长曲线,分别收集对数生长期、稳定期、衰亡期的藻细胞进行溶血毒性的测定;采用不同营养元素结构的培养基对CMHK进行培养,对不同培养条件下的藻细胞进行溶血活性...     

塔玛亚历山大藻对鲈鱼幼鱼毒性效应研究

塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense)(ATHK)藻液能对鲈鱼（Lateolabrax japonicus)幼鱼（2．5cm）的存活有明显的影响，96h的半致死浓度为4000cells/mL。根据该藻PSP产毒量37．48fmol/cell（毒性为11pg(STX eq)/cell）计算，鲈鱼幼鱼的96h半致死藻毒素浓度相当于149．92fmol/L（毒性为44pg（STX eq)/L）。通过对塔玛亚历山大藻藻液各组分（都相当于8000cells/mL）：藻细胞悬浮液、去藻过滤液、细胞内容物以及细胞碎片的毒性大小比较研究，发现藻细胞的毒性作用很强，与藻液相近，细胞内容物也有显著影响，其他组分无显著的毒性作用，结果表明幼鱼摄入PS旨幼鱼致死的原因。较大的幼鱼（12cm）对有毒藻不敏感，暴露在1000cells/mL 10d后，存活率为100％。探讨了塔玛亚历山大藻的致毒机制和途径。     

海洋卡盾藻与三种典型海洋硅藻的种间竞争研究

以海洋卡盾藻和典型硅藻旋链角毛藻、三角褐指藻、中肋骨条藻为研究对象,采用室内单独培养和混合培养方法,研究了不同营养条件和不同初始密度下海洋卡盾藻与硅藻的生长和种间竞争效应。结果表明,在富营养化的f/2培养基下,海洋卡盾藻的最大细胞密度不受起始细胞密度的影响;而在营养盐限制下,最大细胞密度仅为f/2培养基的15.4%。与硅藻共培养中,海洋卡盾藻的生长被显著抑制,特别是在f/2培养基中,海洋卡盾藻的生长被完全抑制,培养10~16 d后海洋卡盾藻细胞逐渐消亡。与之相反,富营养的f/2培养基下,在与海洋卡盾藻共培养中的旋链角毛藻和三角褐指藻的生长未受到明显影响,而中肋骨条藻则受到影响,最大细胞密度不到单独培养的50%。而在营养盐限制下,三种硅藻的生长均受到海洋卡盾藻的明显影响,同时海洋卡盾藻的生长也受到硅藻的明显抑制。研究结果说明,营养盐丰富的条件下,小型硅藻可在与海洋卡盾藻的种间竞争中占据优势,但是硅藻爆发生长导致营养盐含量急剧下降,可能会有利于非硅藻类的生长。     

卤虫对塔玛亚历山大藻生长及产毒的影响

为了了解卤虫(Artemia salina)对产麻痹性贝类毒素的塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长与产毒的影响,本文采用卤虫与有毒藻共培养的方法,研究卤虫对不同起始数量的亚历山大藻生长和产毒的影响。结果表明,当培养液中存在卤虫时,塔玛亚历山大藻的生长受到抑制,对数期缩短,最大藻细胞数量降低且与卤虫数量呈线性负相关,衰亡期细胞数量快速减少。在对数生长初期、中期,卤虫的存在对该藻单位细胞毒素含量影响不明显,但对数末期,可显著增加藻细胞毒素含量。     

Sensitivity of green and blue-green algae to methyl tert-butyl ether (MTBE) during a fifteen-day test

The test was designed to assess the toxicity of methyl tert-butyl ether (MTBE) to Chlorella ellipsoidea and Aphanizomenon flos-aquae during 15 d with concentrations of MTBE from high (2.00×104 mg/L) to low (2 mg/L). The results showed that the toxicity was low when the concentration of MTBE was 1.00×104-2.00×104 mg/L (the greatest inhibition of growth-rate was 70%-71%, occurring on day 1-5). Low concentrations (2-500 mg/L) stimulated algal growth up to the greatest effect of 85%-200% when the concentration of MTBE was 50-100 mg/L on day 3-5. The low concentrations may lead to an algal bloom owing to overabundance, which represents an aquatic ecological risk. However, the stimulatory effect occurred only during the day 1-5 and disappeared gradually during the day 13-15. The toxicity of MTBE (72-120 h EC50) is 6.65×103-9.58×103 mg/L for C. ellipsoidea and that is 1.14×104-2.00×104 mg/L for A. spiroides. We found that the toxicity and ecological risk of MTBE for the algal community structure were low. The toxicity was influenced by the duration of the test. We suggest that the duration of the test should not be shorter than half a life-cycle.     

共生细菌对盐生小球藻亚砷酸盐代谢的影响

为探讨共生细菌对盐生小球藻（Chlorella salina）亚砷酸盐（As（III））富集和形态转化的影响,从C.salina培养液中分离培养出一株共生细菌,并采用抗生素处理C.salina获得无菌藻,设置0,75,150,300,750 μg/LAs（III）溶液处理带菌和无菌的C.salina,7d后测定C.salina对As（III）的吸收、吸附和富集量,以及培养液和藻细胞内As的形态,计算带菌和无菌C.salina对As（III）的氧化率和去除率;使用不同浓度的As（III）处理共生细菌7d,并以300μg/L的As（III）处理共生细菌不同时间,计算两种情况下共生细菌对培养液中As（III）的氧化率和去除率.结果表明：C.salina的共生细菌为根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens WB-1）;与无菌C.salina相比,带菌C.salina生长更快、对As（III）的耐性更强.带菌C.salina对As（III）的富集量为103.10~448.12mg/kg、氧化率为78.93%~96.88%、去除率为18.92%~55.21%,显著高于无菌C.salina的富集量（11.68~91.39mg/kg）、氧化率（14.46%~26.39%）和去除率（12.82%~29.15%）,也高于A.tumefaciens WB-1对As（III）的氧化率（4.51%~30.61%）和去除率（1.86%~16.19%）.此外,带菌C.salina胞内还检测到少量的As（III）和甲基砷,而在无菌C.salina胞内没有甲基砷存在.共生细菌促进了盐生小球藻对As（III）的富集和形态转化.     

免疫磁珠分离与实时定量PCR技术联合检测水中轮状病毒的研究

建立了一种免疫磁珠分离技术联合实时定量PCR快速定量检测水中轮状病毒的方法.通过制备能够分离水中轮状病毒的特异免疫磁珠,优化分离条件,建立了免疫磁珠分离前处理方法,并与逆转录、实时定量PCR结合,成功用于水中轮状病毒的检测.研究发现,在1 mL水样中加入10 μL轮状病毒免疫磁珠、0.25 μL Tween 20、孵育2 h可达到较好的分离效果;免疫磁珠可用于3%牛肉浸膏等常用病毒洗脱液中的轮状病毒的分离,表明该分离技术能与已有的病毒浓集方法良好地整合.免疫磁珠分离技术与实时定量PCR联合用于检测水中轮状病毒,全过程需时约5 h,检测限为1×10⁴　copies/mL(相当于3～4　PFU/mＬ),检测结果与细胞病变试验检测结果有良好的线性相关关系（R²=0.981 6）,表明其能较好地表征水样的病毒感染风险.对接种已知量的轮状病毒的污水处理厂二级出水、再生水、地表水、自来水等水样的实验表明,该法可用于各种水样中轮状病毒的检测.     

纳米二氧化钛增强五价砷对丰年虾的慢性毒性作用

为探究长期暴露下人工纳米材料与其他污染物的联合慢性毒性效应,考察了纳米二氧化钛(titanium dioxide nanoparticles,nano-TiO₂)与五价砷〔arsenate,As(Ⅴ)〕单独或联合暴露对丰年虾(Artemia salina)的慢性毒性效应,观察其存活率、体长、肠道形态及超微结构变化,同时测定了丰年虾对As的累积以及As在丰年虾亚细胞组分中的分布情况. 结果表明:①28 d低剂量As(Ⅴ)暴露导致丰年虾存活率降低, 肠道形态及肠道超微结构损伤,且nano-TiO₂与As(Ⅴ)联合暴露组的毒性效应增强. ②与As(Ⅴ)单独暴露组相比,nano-TiO₂存在条件下丰年虾在暴露前期(第7和14天)对As的摄入及排泄均增加;而暴露后期(第21和28天),nano-TiO₂促进丰年虾排泄As的效应减弱,导致联合暴露组中丰年虾体内As的累积显著增加(P < 0.05). ③与As(Ⅴ)单独暴露组相比,联合暴露组中As在生物解毒组分——热稳定蛋白(heat-stable protein,HSP)组分中的占比下降. 在暴露的第14、21和28天时,联合暴露组中As在HSP组分中的占比较As(Ⅴ)单独暴露组分别显著降低了39.83%±9.54%、43.27%±5.29%和50.91%±7.60%(P均小于0.05). 研究显示,nano-TiO₂可能会抑制丰年虾对As的解毒作用,从而导致As毒性上升.      

发光细菌活性控制的温度条件分析研究

以明亮发光杆菌和鳆鱼发光杆菌为研究对象,检测急性毒性和遗传毒性两种有毒物质的生物毒性,通过添加各种冷藏液,将发光细菌放置在液体培养基中,培养至对数生长期进行振荡离心,重新悬浮于脱脂牛奶溶液冷藏,对比脱脂牛奶悬液冷藏、冻干粉复苏后冷藏以及新鲜菌液直接冷藏3种方法的温度条件调控效果.结果表明,发光细菌采用脱脂牛奶菌悬液冷藏6 d后复苏相对发光率可达94.15%,说明采用此种冷藏方式有效提升了发光细菌活性的稳定性,在应对水质毒性快速检测评价中具有较好的应用前景.     

基于大肠杆菌的CellSense生物传感器毒性分析性能研究

采用聚碳酸酯膜直接固定法制备并优化了大肠杆菌（E.coli Top10）CellSense生物传感器微生物电极,探讨了其在重金属和有机污染物生物急性毒性分析中的应用性能.结果表明,基于对数生长后期和稳定期E.coli微生物电极的CellSense生物传感器具有良好的毒性分析性能,基于衰减期E.coli菌株的CellSense生物传感器毒性分析的稳定性和灵敏性降低;CellSense生物传感器测试得Hg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、邻氯苯酚和对硝基苯酚对E.coli的EC50分别为0.6、3.1、5.8、180和94 μg/mL,制备的E.coli微生物电极在冰箱中4℃保存2个月,仍能很好地满足毒性分析的需要.