铜绿微囊藻胁迫对黄菖蒲化感作用的诱导效应

通过研究不同初始密度铜绿微囊藻与黄菖蒲共同培养的种植水对铜绿微囊藻生长特性的影响,分析了铜绿微囊藻胁迫对黄菖蒲化感作用的诱导效应。结果显示,初始藻密度分别为0,1.0×105,1.0×106和1.0×107 cell/mL时,相对应的黄菖蒲种植水对铜绿微囊藻的抑制率及铜绿微囊藻MDA浓度先逐渐增加然后降低;同时,铜绿微囊藻叶绿素a浓度呈现先降低后增加的趋势;各个处理组中,铜绿微囊藻SOD活性也表现出明显的差异,表明铜绿微囊藻胁迫对黄菖蒲的化感作用具有一定的诱导效应,具体表现为:一定范围内,铜绿微囊藻初始密度越高,其胁迫效应促使黄菖蒲释放越多的化感物质,导致其种植水化感抑藻能力增强,但是在铜绿微囊藻密度过高时,黄菖蒲种植水的化感抑藻能力开始降低。     

不同水生植物抑藻效果及机理研究

对水芹、美人蕉、黄菖蒲、菹草4种水生植物对铜绿微囊藻的化感特征进行了研究。不同的植物组织器官及不同的植物处理方式下,抑藻效果不同,最具抑藻潜力的植物为黄菖蒲和美人蕉。经黄菖蒲和美人蕉种植水培养5d后,铜绿微囊藻的抑制率达70.12%~77.25%。质量分数为0.53%的黄菖蒲叶提取物,经11d的培养后,对铜绿微囊藻的抑制率为65.30%。抑藻机理可能在于化感物质的胁迫使微囊藻细胞内活性氧自由基过量堆积,进而引起对藻细胞的伤害和影响藻类正常的光合作用。SOD酶活性与藻的比增长率均呈现较好的负相关关系。     

水生植物群落对水华藻类的化感抑制研究

选择5种高等水生植物水芹(Oenanthe javanica)、菖蒲(Acorus calamus)、水蕴草(Elodea densa)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、黑藻(Hydrilla verticillata),构建3种不同类型的水生植物群落,A:菖蒲+穗状狐尾藻+水蕴草;B:水芹+穗状狐尾藻+黑藻;C:水芹+水蕴草+黑藻。研究3种群落种植水对水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的化感抑制作用。结果表明:3种群落7 d、14 d、21 d种植水均显著降低水华鱼腥藻和铜绿微囊藻的细胞浓度和叶绿素a含量(P<0.05),表明水生植物能够通过不断向水体中释放化感物质来有效地抑制藻类的生长。对水华鱼腥藻的抑制,群落A与B、B与C差异极显著(P<0.01),群落A与C差异不显著(P>0.05),对铜绿微囊藻的抑制3种群落间存在极显著差异(P<0.01)。从对2种藻的抑制效果来看,群落A表现出较好的抑藻效果,7 d、14 d和21 d种植水对水华鱼腥藻的抑制率分别为74.59%、85.50%和84.38%,对铜绿微囊藻的抑制率分别为73.59%、80.46%和89.49%。3种植物群落释放的化感物质可以显著降低2种藻的叶绿素a含量,表明植物释放的化感物质可以通过破坏藻类的光合系统来控制其生长。     

焦性没食子酸对铜绿微囊藻的氧化胁迫效应研究

沉水植物穗花狐尾藻分泌的焦性没食子酸是一种抑藻效应较强的化感物质,为进一步研究其抑藻机理,分别于黑暗和光照条件下对铜绿微囊藻进行12h不同浓度焦性没食子酸的暴露,研究藻细胞内超氧阴离子、过氧化氢及羟自由基水平、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量以及细胞膜损伤的情况.结果显示,0.5mg/L焦性没食子酸能诱导藻细胞内超氧阴离子水平的显著性上升(P<0.01);过氧化氢及羟自由基水平、SOD活性均随焦性没食子酸浓度的升高而升高;MDA含量和用以表征细胞膜损伤情况的碘化丙啶(PI)荧光强度分别在0.5和1mg/L的焦性没食子酸暴露浓度下出现显著升高(P<0.05).综上,较低浓度的焦性没食子酸就能诱导藻细胞产生活性氧,进而引发脂质过氧化并造成藻细胞膜的损伤,这证实了氧化胁迫效应是化感物质抑藻的重要机理.     

乳酸对铜绿微囊藻的抑藻效应及机理

以铜绿微囊藻为实验对象,研究了乳酸对铜绿微囊藻的抑藻效果及可能的抑藻机理.结果表明乳酸对铜绿微囊藻的生长有很强的抑制作用,72h,除最低浓度实验组对铜绿微囊藻的抑制率为60%外,其余浓度实验组的抑制率均达到了80%以上;在乳酸胁迫下,藻液中核酸和蛋白质含量增加,电导率上升,细胞中丙二醛(MDA)和氧自由基(O₂^·)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;透射电镜图片显示,细胞的超微结构发生了明显改变.推测乳酸可能的抑藻机理是改变了藻细胞膜的通透性及其细胞结构,降低了其抗氧化能力,最终使得藻细胞裂解死亡.     

鄱阳湖洲滩菰浸泡液对铜绿微囊藻生长的影响

为了解鄱阳湖洲滩优势植物菰浸泡液对铜绿微囊藻生长的影响,通过控温、控光的无菌培养条件下,分析菰浸泡液中铜绿微囊藻细胞密度和藻细胞的理化指标的变化。实验结果表明,菰浸泡液对铜绿微囊藻的抑制率较高;培养到第7天时铜绿微囊藻的抑制率在81%～95%之间,并随菰浸泡液生物量含量的增加而增加,当菰浸泡液生物量8 g/L时铜绿微囊藻抑制率无显著差异(p0.05)。菰浸泡液对藻细胞产生化感作用可能的原因是化感物质使藻细胞内丙二醛(MDA)含量增加,细胞膜破坏,藻细胞直径缩短,这可能是化感物质导致藻细胞死亡的原因;在培养过程中观测到藻细胞胞外多糖含量增加,这将有利于微囊藻群体的形成而抵御化感抑制。可见,鄱阳湖洲滩优势植物菰浸泡液可抑制铜绿微囊藻的生长,防止藻类水华;该研究也可为菰在水环境中控藻提供基础数据。     

低剂量多次暴露焦性没食子酸的抑藻效果初步研究

目前实验室对化感物质抑藻效应的研究多在EC50水平上进行,而水生植物释放化感物质具有微量、持续性的特征。本研究试图探索在化感物质暴露总量相同的前提下,全剂量一次性暴露与低剂量多次暴露在抑藻效果上是否存在差异,以便为今后开展进一步研究提供依据。实验以能够诱导藻细胞产生活性氧进而引发氧化损伤的化感物质焦性没食子酸作为研究对象,以细胞密度、细胞内O2·ˉ、H2O2及OH·的产生水平和细胞膜损伤情况作为指标,比较了低剂量多次暴露(0.25 mg/L×4次×5 d,间隔4 h)与单次暴露(5 mg/L)对铜绿微囊藻的致毒效应。实验结果显示,就生长速度而言:单次暴露组<低剂量多次暴露组<对照组;而低剂量多次暴露下样品藻细胞内的O2·ˉ、H2O2及OH·水平则呈逐步升高趋势(P<0.01),且当累计暴露量仅为设计暴露总量的一半时就超过了单次暴露下的相应水平,到实验的第5天分别达到相应单次暴露组的1.10(O2·ˉ)和1.06(H2O2及OH·)倍;而膜损伤的情况,单次暴露与低剂量多次暴露均能造成藻细胞膜的损伤,且相对膜损伤水平(%)实验后期还维持在160%上下。从上述实验结果看出,低剂量多次暴露的方式很可能具有比单次暴露更强的持续抑藻能力,因而开展对低剂量多次暴露条件下化感抑藻效应的研究十分重要,其结果将更接近水生植物释放化感物质的低剂量、持续性特征。     

亚油酸对铜绿微囊藻的抑制机理

为有效利用化感物质控制水华藻类,实验探讨了亚油酸对铜绿微囊藻的抑制机理.结果表明,采用亚油酸处理铜绿微囊藻后,铜绿微囊藻的叶绿素a含量下降、细胞外液中电导率、OD260增加;细胞O2 、MDA产生增多; SOD酶活力和比活力、谷胱甘肽-过氧化物酶(GSH-Px)酶活力在前4d内应激性升高,SOD同工酶的谱带在亚油酸浓度为0.1mg/L时表达增强.在亚油酸抑藻的实验组中同时加入抗氧化剂维生素C后, O2 的产生减少,藻生物量增加.因此推测亚油酸的抑藻机理可能是通过O2 的产生,引起细胞质膜的膜质过氧化,造成细胞膜通透性的改变,并导致DNA等生物大分子的损伤,从而抑制了叶绿素a以及有关蛋白质的合成,最终使藻细胞死亡与溶解.     

阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻的化感作用

通过对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的藻液D680、叶绿素a、电导率(EC)值以及超氧阴离子自由基O.2-含量的测定,研究了不同浓度的阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻的生长抑制作用及其机制.结果表明,阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻的生长均产生"低促高抑"作用,浓度高于100 mg.L-1的阿魏酸和香豆素对铜绿微囊藻表现出明显的抑制作用,200 mg.L-1的阿魏酸和香豆素第6 d的平均抑藻率分别为80.3%和58.0%.在高浓度阿魏酸和香豆素抑制作用下,铜绿微囊藻的叶绿素a含量迅速降低、EC值和O.2-含量明显增大,说明化感物质可能通过破坏细胞膜、增加O.2-含量、降低叶绿素a含量等作用抑制藻细胞的生长.此外,种子发芽实验结果表明,阿魏酸较香豆素毒性小.     

不同溶剂提取芦竹化感物质对铜绿微囊藻生长的影响

研究并比较了3种极性不同的有机溶剂(甲醇、乙酸乙酯、正己烷)提取的芦竹(Arundo donax Linn.)化感物质对铜绿微囊藻生长的影响.通过跟踪观察藻细胞形态,测定藻细胞密度和细胞大小,发现3种溶剂提取物对铜绿微囊藻均有抑制作用.抑藻作用出现早晚次序:甲醇提取物<乙酸乙酯提取物<正己烷提取物.随作用时间的延长,投加低浓度甲醇提取物藻细胞生长恢复明显,高浓度抑藻效果较乙酸乙酯提取物及正己烷提取物弱.高浓度乙酸乙酯提取物、正己烷提取物在分别作用2　d、 4 d　后,抑藻效果均接近100%.各溶剂提取物的半效应质量浓度(EC_50,6　d)分别为甲醇提取物0.17　 g·L^-1,乙酸乙酯提取物0.05 g·L^-1,正己烷提取物0.08 g·L^-1.研究同时发现,投加甲醇提取物藻细胞空洞化,投加乙酸乙酯提取物藻细胞空洞化、破碎以及部分抱团,投加正己烷提取物藻细胞出现褶皱及聚团现象.各溶剂提取物均引起铜绿微囊藻细胞体积减小,其中乙酸乙酯提取物的效果最强.     

水网藻对铜绿微囊藻的化感作用及对氮磷去除能力研究

通过测定藻液D680和叶绿素a浓度,研究了水网藻种植水对铜绿微囊藻生长的影响,探讨了在分离培养和共生培养2种条件下水网藻对铜绿微囊藻的抑制作用,并考察了水网藻对氮磷的去除能力.结果表明,水网藻对铜绿微囊藻有较强的抑制作用,在水网藻种植水作用8 d后,铜绿微囊藻死亡率达92%;不同浓度的水网藻对铜绿微囊藻的抑制作用不同,...     

水生观赏植物红掌对铜绿微囊藻的化感作用

为研究红掌根部浸提液和红掌种植水对铜绿微囊藻生长的化感抑制作用,考察了红掌根添加量(以ρ计)分别为0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 g/L及红掌种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用,同时研究了不同红掌根添加量下铜绿微囊藻的光合作用指标及生理活性指标的变化. 结果表明,红掌根部浸提液能有效抑制铜绿微囊藻的生长,在红掌根添加量(3.0、4.0 g/L)较高时,对铜绿微囊藻的抑制率超过90%. 藻类的光合活性也受到极大的损伤,具体表现为最大光量子产量和有效光量子产量的降低,最大相对电子传递速率的降低等. 铜绿微囊藻细胞内的酶系统工作也受到抑制,细胞膜和细胞器膜受自由基严重攻击,细胞受损伤程度较大,具体表现为MDA(丙二醛)的快速积累和POD(过氧化物酶)活性的急剧降低. 随着红掌根添加量的升高,其对铜绿微囊藻生长的化感抑制效果显著加强. 与对照组相比,高红掌根添加量组(3.0、4.0 g/L)的光量子产量降低了0.3,c(MDA)升高了10 nmol/mL以上,POD活性降低了3 U/mg. 试验第18天时,对照组、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 g/L红掌根添加组ρ(Chla)分别为515.80、396.35、246.44、160.50、3.67和4.13 μg/L. 红掌种植水对于铜绿微囊藻的生长具有抑制作用,其抑制效果差于高红掌根添加量试验组的抑制效果.      

桔皮水提液对铜绿微囊藻生长的抑制效果研究

桔皮水提液能显著抑制铜绿微囊藻的生长,定性滤纸过滤,0.45 μm滤膜过滤和0.22 μm滤膜过滤及高温灭菌水提液的预处理操作对其抑藻效果无明显影响. 当桔皮（干质量）水提液投加质量浓度大于1.0 g/L时,培养10 d时对铜绿微囊藻生长的抑制率可超过90%,抑制率随桔皮水提液投加质量浓度的升高而增大;当桔皮水提液的投加质量浓度低于0.1 g/L时,抑藻效果不明显. 在长期（40 d）培养试验中,投加低质量浓度（小于1.0 g/L）桔皮水提液的试验组中,铜绿微囊藻在培养后期生长迅速,某些试验组中出现促进铜绿微囊藻生长的现象;投加高质量浓度（大于1.0 g/L）桔皮水提液的试验组中,培养40 d内均保持接近于100%的抑制率. 透析袋分离试验表明,具有抑藻活性的物质存在于分子量小于3 500的组分中. 由试验结果可推测,桔皮水提液中含有某种或某些物质,可对铜绿微囊藻的生长产生抑制作用,且这些物质经121 ℃高温处理30 min后仍保持抑藻活性. 该抑藻物质易于自然降解,在长期培养过程中,其抑藻效果会逐渐消失.      

三种湿生植物对微囊藻的化感作用初步分析

比较了菖蒲、鸢尾、美人蕉三种湿生植物对铜绿微囊藻的抑制效果。结果表明,对藻的抑制作用菖蒲>鸢尾>美人蕉。用6种有机溶剂提取菖蒲干粉中的抑藻活性物质,显示甲醇提取物的抑藻效果最好,48h抑藻率为98.4%。进一步对甲醇提取物进行分离得到8个组分,每个组分都表现出了抑藻活性,其中前两个组分抑藻活性最大,达99.85%和99.26%。     

镉对铜绿微囊藻和斜生栅藻的毒性效应

采用不同Cd2+浓度处理铜绿微囊藻(Microcysis aeruginosa Kutz. )和斜生栅藻[Scenedesmus obliquus (Turp.) Kutz.],研究Cd对两种淡水藻的毒性效应.结果表明,Cd2+浓度低于0.1mg/L促进斜生栅藻生长,高于0.15mg/L时才转变成抑制作用,表现为毒物的低浓度促进高浓度抑制的Hormesis效应;但铜绿微囊藻对Cd2+的毒性非常敏感,0.05mg/L Cd2+作用72h后,其生长就受到明显抑制,随着浓度的升高,抑制作用越明显;受到Cd2+的胁迫,两种藻细胞均表现为细胞膜受损,藻液可溶性蛋白质和核酸含量升高,扫描电子显微镜观察显示,藻细胞表面的絮状物随着Cd2+的升高增多,尤其是铜绿微囊藻改变更为明显;同时,氧自由基( )含量升高,过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性早期均可随Cd2+浓度的增加而上升;两种藻对Cd2+均有一定吸收作用,单位藻细胞内,斜生栅藻对Cd2+的吸收能力明显好于铜绿微囊藻.镉对这两种藻的毒性机制之一可能是通过刺激氧自由基产生以及由其引起藻细胞生理生化改变而使这两种藻受到损伤,相比铜绿微囊藻,斜生栅藻不仅对Cd2+胁迫具有较好的耐受性,且对其具有良好的吸收作用,提示斜生栅藻具有开发成水体Cd2+生物处理材料的潜质.     

光照与磷对铜绿微囊藻生长的交互作用

采用单种分批培养的方法研究了光照与磷对铜绿微囊藻比生长速率、细胞叶绿素a和P含量的交互作用。通过光照强度和培养基P浓度的双因素试验设计,设置了4种培养基P浓度,每种P浓度下又设置了6种光照强度。结果显示:铜绿微囊藻生长的饱和光照强度为40～100μmol(/m·2s),培养基P浓度对其生长速率的影响符合Monod方程;随着光照增强,细胞叶绿素a含量呈下降趋势;提高P浓度,细胞叶绿素a含量会升高,但在较低P浓度下,铜绿微囊藻也能维持一定的细胞叶绿素a含量;细胞P含量的变化趋势与比生长速率的变化趋势相似。因此,光照和P浓度对铜绿微囊藻的生长、细胞叶绿素a和P含量均存在交互作用,且微囊藻生长变化与另外两种特征变化存在一定的关联。     

电厂温排水对铜绿微囊藻生长影响的模拟研究

以水华藻种铜绿微囊藻为例,在实验室内模拟内陆电厂温排水中温升和游离余氯的联合作用,研究其对铜绿微囊藻生长与光合活性的影响.结果表明,在适宜铜绿微囊藻生长的温度范围内,一定程度的温升会促进其生长,且水域温度本底值较低时,温升更有利于铜绿微囊藻的生长.铜绿微囊藻对游离余氯非常敏感,在大于0.1mg/L情况下,光合活性会下降,抑制作用非常明显,联合作用下,温升对于0.1mg/L游离余氯作用下铜绿微囊藻光合活性的恢复具有一定的促进作用,对于0.2mg/L作用下则没有.电厂排水口铜绿微囊藻会受到很强烈的抑制作用,藻细胞受到严重破坏,当加氯方式为连续加氯时,0.1mg/L余氯作用下的水域,微囊藻生长也会受到抑制.     

美人蕉根系对铜绿微囊藻的化感作用

通过在铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)培养物中添加美人蕉(Canna indica)种植水的方式,研究了美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制效应. 结果表明:①以蒸馏水培养3 d收集获得的美人蕉种植水对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制作用; 在与铜绿微囊藻共培养20 d后,美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制率最高可达64.4%,对照组铜绿微囊藻中ρ(Chla)是种植水的1.98倍. ②美人蕉种植水(根系分泌物)中有乳酸、己二酸、棕榈酸、乙二醇和硬脂酸等10种脂肪酸,其根系提取物中有乳酸、3-儿茶酚乳酸、亚油酸和棕榈酸等19种物质. ③美人蕉种植水和根系提取物中乳酸含量均最高,美人蕉根系提取物中化合物种类多于种植水,美人蕉种植水中绝大部分化合物在其根系提取物中均可找到. 推断美人蕉自身代谢产生的化感物质释放于水体中,可有效抑制铜绿微囊藻的正常生长.      

菖蒲对几种常见藻类的化感作用研究

自然光照条件下,菖蒲对几种藻类均有化感抑制作用,其中对水华鱼腥藻和小球藻的抑制率分别达100%和91.2%。遮光条件下,菖蒲对各藻类的化感抑制作用受到影响,效果不佳。水华鱼腥藻起始浓度越小,菖蒲种植水对其化感抑制作用越显著。小球藻生长时期越长,越易受菖蒲种植水化感作用的影响。