铁浓度诱导的三角褐指藻生长和生化组分变化

采用试验生态学方法,以海洋硅藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为研究材料,设置一系列铁浓度处理(3.15mg·L-1、6.30 mg·L-1、9.45 mg·L-1、18.90 mg·L-1和34.65 mg·L-1),着重测定藻液光密度(OD450)、比生长率、藻细胞密度、藻生物量、叶绿素含量和蛋白质含量等生理生化指标,探讨铁浓度对海洋微藻生长特性和生化组分的影响.结果表明,铁浓度对三角褐指藻的生长状况产生了显著的影响.三角褐指藻经培养48 h后,不同铁浓度下的藻液光密度(OD450)存在显著的差异,6.30 mg·L-1铁浓度下的藻液光密度值(OD450)最高,而随着铁浓度的进一步升高,藻液光密度值(OD450)却明显降低;比生长率和藻细胞密度在3.15 mg·L-1到9.45 mg·L-1铁浓度范围内随着铁浓度升高而增大(最大值分别约为0.609 d-1和1200×104 cell·mL-1),但高于9.45 mg·L-1的铁浓度显著降低了比生长率和藻细胞密度;在试验所设置的铁浓度范围内,藻生物最表现出随铁浓度的升高而增大的趋势,34.65 mg·L-1铁浓度下的藻生物量高达0.460 mg·ML-1.同样地,微藻叶绿素a含量和蛋白质含量也明显地受到铁浓度的影响.在3.15 mg·L-1到18.90 mg·L-1铁浓度范围内,叶绿素a含量逐渐增高(最大值为2.41 mg·L-1);同样地,蛋白质含量在9.45 mg·L-1.铁浓度下达到最大值(0.153 mg·mL-1),而随着铁浓度的逐渐升高,叶绿素和蛋白质含量却明显降低.研究结果表明.铁浓度诱导海洋微藻的生长及代谢发生变化.一定较高浓度的铁显著地促进了藻细胞的生长繁殖和藻细胞化学组分的转化和积累.这些发现将有利于加深认识铁浓度在海洋生态系统中扮演的角色,进一步明确赤潮爆发的生理生态机制,从而有助于人们采取有效的预测、预防和管理措施以降低赤潮的危害.     

邻苯二甲酸二丁酯对三角褐指藻的生态毒性效应

为了研究邻苯二甲酸二丁酯（DBP）对海洋微藻的生态毒性效应,选择三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）作为受试对象,设置7个DBP质量浓度处理,即丙酮对照组、2.5、3、3.5、4、5和7.5mg·L-1,测定了三角褐指藻的生长、光合色素质量浓度和叶绿素荧光特性等指标。结果表明：DBP各暴露组对三角褐指藻的生长均有显著抑制作用,三角褐指藻不能耐受7.5mg·L-1的DBP,当DBP质量浓度为5mg·L-1时,三角褐指藻在前2天几乎没有生长,从第3天开始恢复生长,并很快进入指数生长期;叶绿素a、c及类胡萝卜素质量浓度也随着DBP暴露浓度的增大而逐渐降低;随着DBP暴露浓度的升高,三角褐指藻光系统Ⅱ（PSⅡ）的最大光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/F0）、实际光能转化效率（Yield）和光合电子传递效率（ETR）均降低,但与对照组相比,低质量浓度处理组（≤4mg·L-1）,各指标下降不明显,而5mg·L-1的实验组在胁迫12h后,Fv/Fm、Fv/F0、Yield、ETR逐渐上升,其参数值甚至超过其它处理组。     

氮磷营养盐因子对缘管浒苔生长、叶绿素荧光特性和氮磷富集的影响

为探讨大型海藻缘管浒苔(Ulva linza)对氮、磷加富的生理响应及其机制,分析了氮、磷浓度变化对藻体相对生长速率(Rr.g),氮、磷富集,叶绿素(Chl)含量,类胡萝卜素(Car)含量,色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,在30μmol·L-1P浓度不变条件下,随着N浓度的增加,藻体P含量持续降低,而其Rr、g、N含量、Chl含量、Car含量、色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)和叶绿素荧光参数均逐渐上升,N3处理(500μmol· L-1 N)缘管浒苔Rr.g和叶绿素荧光参数均达到最大值,N4处理(1 000 μmol·L-1)缘管浒苔Chl含量、Car含量和Chl a/Chl b比值均达到最大值.在500 μmol·L-1N浓度不变条件下,依次增加P浓度,缘管浒苔Rr,g没有显著差异,N含量没有显著变化,而P含量则呈明显上升趋势,其他指标变化幅度小.综上所述,与P相比,N的变化对缘管浒苔生长、光合色素和光合作用的影响更明显,在N浓度为500 μmol·L-1、P浓度为30 μmol ·L-1、N/P比值为16.67条件下,藻体生长最佳.当水体富营养化加剧时,缘管浒苔富集氮、磷的能力持续上升.     

不同氮磷水平下中肋骨条藻对营养盐的吸收及光合特性

研究了不同氮、磷水平下中肋骨条藻(Skeletonema costatum)对营养盐的吸收动力学、生长和光合作用特性，结果表明，培养基中氮或磷浓度的改变对中肋骨条藻比生长速率影响不大，各种条件下藻细胞的比生长速率约为1．51—1．60d^-1，其中，藻细胞在低氮条件下的比生长速率略高，为1．60d^-1；低氮和低磷条件下藻细胞稳定期的生物量明显下降，分别比中氮和高氮下减少了27％和41％，而比中磷和高磷减少了64％和65％,低营养源(低氮或低磷)状态下生长的藻细胞具有较低的单位细胞表示的光饱和的光合作用速率(Pm^cell)和光合效率(α^crll)。尽管在低氮或低磷条件下生长的藻细胞单位叶绿素a的含量较低，但具有较高的活性，以单位叶绿素a表示的光饱和的光合作用速率(Pm^chla)和光合效率(α^chla)均与高氮或高磷条件下生长的藻细胞相当，这可能是不同氮、磷水平下比生长速率差异不大的原因．中肋骨条藻细胞对氮和磷吸收的适当比值(N／P)为0．8-2．6．图3表4参17     

海洋赤潮藻球形棕囊藻在氮磷富营养下的细胞增殖

利用常见海洋赤潮微藻球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)为试验研究材料,以舵海洋微藻营养液为对照(1P1N:磷质量浓度为5×10-3g·L-1.氮质量浓度为75×10-3g·L-1),设置3组富磷和富氮营养处理(3P1N:磷质量浓度为15×10-3 g·L-1,氮质量浓度为75×10-3 g·L-1;1P3N:磷质量浓度为5××10-3 g·L-1,氮质量浓度为225×10-3 g·L-1;3P3N:磷质量浓度为15××10-3 g·L-1,氮质量浓度为225×10-3 g·L-1),利用细胞记数和叶绿素荧光测定等方法研究了藻细胞在不同富磷和富氮条件的增殖情况.结果显示,不同浓度磷和氮营养下的藻体荧光值变化在试验周期内均呈现"S"型曲线,表明藻细胞的生长经历缓慢期,快速期和平缓期3个阶段;同时,不同的富磷和富氮营养条件对球形棕囊藻的叶绿素荧光值有一定的影响,其中在对照1P1N下的藻体荧光值最低,在试验结束时(第10天)只有850 μg·L-1,而在3P1N,1P3N和3P3N条件下的藻体荧光值均达到900 μg·L-1以上,显著高于1P1N下的藻体荧光值,表明富磷和富氮营养可以促进藻细胞的生长增殖,但在试验设置的不同富磷和富氮营养下的藻体荧光值之间没有显著的差异.就不同磷和氮营养条件下的藻最大比生长速率而言,3P3N和3P1N条件下的最大,均达到0.77 d-1,明显高于1P1N和1P3N条件下的藻最大比生长速率(分别只有0.70 d-1和0.69 d-1).此外,试验结束时细胞密度的变化趋势与藻体荧光值相似,富磷和富氮营养条件下的细胞密度显著高于1P1N下的细胞密度,而富磷和富氮营养条件下的细胞密度间也不存在显著的差异.研究结果揭示,水体中的高磷和高氮营养浓度是导致藻细胞大量快速增殖的一个主要因素,而利用叶绿素荧光来测定藻细胞增殖是一种快速、简便,灵敏和可靠的方法,可在今后赤潮监测过程中多加利用,以能及时、准确地预测预报赤潮爆发.从而减少其对环境和经济的影响.     

多环芳烃(芘)对斜生栅藻的毒性研究

多环芳烃是自然界中常见的有机污染物。以多环芳烃(芘)为研究对象,采用实验室培养斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的方法,测定藻细胞密度和光合色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量的变化,研究不同质量浓度芘对斜生栅藻的毒性效应,设置5个芘质量浓度梯度(5、10、20、30、50 mg·L-1)和1个对照组,通过同期生长的处理组与对照组的藻细胞数进行比较以及抑制率计算对实验结果分析。结果表明:芘对斜生栅藻的生长有一定的抑制作用,随着芘质量浓度增加,斜生栅藻生长受到抑制作用越明显,呈现出良好时间-效应和剂量-效应的关系;经回归分析,求得2 d,4 d和6 d芘抑制斜生栅藻生长的半抑制浓度(EC50)分别为44.07,29.23和20.99 mg·L-1。斜生珊藻的生长率随处理浓度的增加而逐渐降低。同时通过肉眼和显微镜观察,发现斜生栅藻藻的颜色随芘浓度增加从翠绿色变为白色。芘处理斜生栅藻6d后,斜生栅藻光合色素含量和Ca/Cb随芘浓度增加而明显下降,并且变化趋势与生长率基本一致。其中斜生栅藻的叶绿素a含量的减少比叶绿素b和类胡萝卜素快。芘可能通过抑制藻的光合作用产生毒害效应,从而抑制藻类生长。     

邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯对斜生栅藻的生态毒性作用

为了研究邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)对水生藻类的生态毒性作用,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试对象,设置5个DEHP浓度梯度(5、10、20、40、80mg·L-1)和1个对照组,实验周期为96h,以藻细胞数量和光合色素含量为测试指标,检测了DEHP对斜生栅藻生长的影响.结果表明,DEHP对斜生栅藻生长和色素含量具有一定的影响:暴露96h后,各DEHP暴露组斜生栅藻生物量(藻细胞数)与对照组均有显著差异(p<0.05),且随DEHP暴露浓度的升高,生物量逐渐降低;各DEHP暴露组叶绿素a、b含量均显著低于对照(p<0.05),在较低DEHP浓度(5、10mg·L-1)下,叶绿素a、b含量略呈上升趋势,较高DEHP浓度(≥40mg·L-1)下,则呈下降趋势;DEHP暴露对类胡萝卜素含量影响不大,除80mg·L-1组显著降低(p<0.05)外各实验组差异不大(p>0.05).     

阿特拉津对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

在实验室内利用MA培养液培养,通过测定藻生长量和叶绿素a含量,研究不同浓度下的阿特拉津对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)生长的影响,并以藻细胞数表示的最大比生长率为指标,评价2种藻对阿特拉津的敏感性.结果表明,在0.001～5.000 mg·L-1质量浓度范围内,阿特拉津对铜绿微囊藻和四尾栅藻的生长表现出低浓度刺激、高浓度抑制的效应,且阿特拉津对四尾栅藻的刺激效应明显大于铜绿微囊藻.     

水体氮质量浓度升高对附着藻生长和元素计量特征的影响

附着藻是浅水湖泊重要的初级生产者,水体氮磷质量浓度升高会影响附着藻的生物量和元素计量特征,从而改变牧食螺类的食物数量和质量,进而影响牧食螺类生长及其与沉水植物之间的相互关系。为了探索氮负荷升高对附着藻生物量和质量的影响,基于受控实验研究了水体氮质量浓度升高(总氮2、4、6、8和10 mg·L~(-1);总磷各处理组均为0.1 mg·L~(-1))对附着藻生长和元素计量特征的影响。实验前测定湖水氮、磷本底质量浓度,通过添加配置的营养盐溶液(氮为KNO_3,磷为KH_2PO_4),使其达到实验设计的质量浓度。每3天换1次水以控制营养盐质量浓度。在每个玻璃缸中放置5片聚乙烯附着基用于采集附着藻。实验结束时测定附着藻生物量、氮及磷含量,并计算附着藻的生长率。结果表明:随着氮质量浓度升高,附着藻的生物量和生长率呈先增加后降低趋势,在氮质量浓度为6 mg·L~(-1)时达到最大值。附着藻氮含量和氮磷比随水体氮质量浓度的升高,亦呈现先增加后降低的趋势,氮含量最大值出现在8 mg·L~(-1)处理组,氮磷比最大值出现在6 mg·L~(-1)组。附着藻氮含量与水体氮质量浓度呈显著正相关(r=0.614,P0.001)。分析认为,附着藻生长率、氮含量及氮磷比在一定范围内随着水体氮质量浓度升高而增加,当氮质量浓度超过一定范围时,三者反而降低。     

鼠尾藻和鸭毛藻水提液对三角褐指藻的抑制作用

调查了鼠尾藻Sargassum thunbergii和鸭毛藻Symphyocladia latiuscula水提液对三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum 生长的抑制作用.结果表明,海藻水提液明显抑制三角褐指藻生长,并且这种抑制作用来自藻体活性物质(化感物质);鼠尾藻和鸭毛藻的化感物质既溶于水也溶于乙醇,随时间可能被三角褐指藻消耗尽或发生降解,因而抑制作用减弱以至消失,最大抑制发生在接种4 d.鼠尾藻和鸭毛藻水提液抑制三角褐指藻生长的半效应质量浓度(EC_(50,96h))分别为4.37g·L~(-1)和3.59g·L~(-1),暗示三角褐指藻对鸭毛藻水提液抑制的反应更敏感.     

营养盐浓度对中肋骨条藻优势种群富集多溴联苯醚的影响

以中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）组成中肋骨条藻优势种群的海洋微藻为研究对象,以我国近海水体中存在的3种丰度较高的多溴联苯醚同系物为代表,包括2,4,4＇-三溴联苯醚（BDE-28）、2,2’,4,4’-四溴联苯醚（BDE-47）和2,2＇,4,4＇,5-五溴联苯醚（BDE-99）,研究了硝酸盐浓度（0、128、512μmol·L-1）和磷酸盐浓度（0、8、32μmol·L-1）对中肋骨条藻优势种群生化成分和富集3种多溴联苯醚的影响,分析了中肋骨条藻优势种群对多溴联苯醚的富集量与生化成分的关系。结果表明,随着营养盐浓度的升高,单位藻细胞的富集量呈现降低趋势,硝酸盐浓度为0μmol·L-1时,3种多溴联苯醚同系物每106cells的富集量为3.93-5.01 ng,而硝酸盐浓度为512μmol·L-1时,每106cells富集量为3.53-3.94 ng,降低了10%-23%;不同硝酸盐浓度下单位体积藻液富集量差异较小,随硝酸盐浓度的升高,BDE-99和47富集量分别从0.180和0.179 ng·mL^-1降低到0.167和0.150 ng·mL^-1,BDE-28没有出现明显差异。与硝酸盐相似,多溴联苯醚单位藻细胞富集量也随着磷酸盐浓度的升高而呈现出降低的趋势,每106cells的富集量从磷为0μmol·L-1的3.04-3.28 ng降低到32μmol·L-1时的2.27-2.73 ng;不同磷酸盐浓度下单位体积藻液的富集量差异不显著,其中BDE-99富集量范围在0.188-0.190 ng·mL^-1,随磷酸盐浓度的升高,BDE-47和28富集量略有降低,从0.20 ng·mL^-1降低到约0.16 ng·mL^-1。中肋骨条藻优势种群单位细胞对多溴联苯醚富集随着营养盐浓度的增加而降低,其原因是营养盐浓度影响了其细胞生化成分,其中脂类含量与富集量存在正相关关系。对3种同系物富集量的比较发现,随多溴联苯醚同系物的Kow降低,富集量总体上呈现降低的趋势。     

低剂量三氯生和三氯卡班对嗜热四膜虫的毒性研究

研究了环境相关浓度水平(μg.L-1)的三氯生(TCS)和三氯卡班(TCC)暴露对嗜热四膜虫的生长抑制效应,并尝试探索这两种新生污染物对四膜虫细胞活性的影响.结果表明,μg.L-1水平的TCS和TCC对四膜虫的生长存在明显抑制作用,24 h-EC50分别为141μg.L-1、728μg.L-1;最低无效应浓度(NOEC)分别为2μg.L-1、30μg.L-1;最低效应浓度(LOEC)分别为4μg.L-1、61μg.L-1.其中,TCC在1—10μg.L-1水平表现出促进作用,可能是hormesis效应的体现.另外,在TCS和TCC浓度达到1000μg.L-1时均对四膜虫细胞膜产生明显损伤;TCS和TCC也影响其溶酶体活性,1μg.L-1暴露2 h时,荧光值(RFU)百分比分别降低至对照样品的88.62%、95.75%.本研究结果有助于进一步从亚细胞和分子水平认识环境污染水平TCS和TCC的生态毒性,也为这两种新生污染物在环境中的生态风险评价提供重要参考依据.     

Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)对海洋单细胞藻的急性毒性效应

近年来,海洋重金属污染日益严重,为考察重金属对海洋藻类的生物毒性效应,进而评估其对海洋生态环境的影响,本研究采用一次性培养的实验方法,测定了2种重金属Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)对8种海洋单细胞藻的急性毒性效应,包括赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)、旋链角毛藻(Chaetoceros curv...     

纳米氧化锌对羊角月牙藻毒性效应及其在藻细胞内外的分布

为研究纳米氧化锌(ZnO NP)的毒性效应及其在细胞内外分布,以羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)为模型藻类,研究了不同浓度ZnO NP对羊角月牙藻生长、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物岐化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量及细胞内外ZnO NP含量变化。结果表明,ZnO NP对羊角月牙藻的生长抑制与处理浓度呈现正相关。在45 mg·L~(-1)ZnO NP暴露24 h后,其生长抑制率已达到95%。当ZnO NP处理藻细胞72 h后,羊角月牙藻细胞的叶绿素含量与处理浓度之间存在剂量-效应关系。低浓度(0.5 mg·L~(-1))ZnO NP处理后藻细胞可溶性蛋白质含量、SOD和POD活性明显下降,MDA含量升高,其产生的毒性效应高于高浓度组(5 mg·L~(-1)、45 mg·L~(-1))。细胞培养液溶出Zn2+量及藻细胞外吸附的ZnO NP量与ZnO NP处理浓度成正比,但是藻细胞内ZnO NP量与ZnO NP浓度没有相关性,胞内积累量基本维持不变。研究表明,各浓度组对藻细胞毒性的差异,不仅与细胞内Zn2+量有关,还与细胞外粘附的ZnO NP有关。     

外源和内源呼吸模式下好氧活性污泥的微生物群落演替及生物活性特征

通过模拟好氧活性污泥实验,采用PCR-DGGE技术并监测不同时期的CODCr、脱氢酶和总蛋白质的质量浓度,研究在外源和内源呼吸模式下,微生物群落结构及相关生物活性的变化。结果表明：未添加碳源处理中 CODCr的质量浓度稳定在100 mg·L-1左右;脱氢酶的质量浓度从1μg·mL-1降低到接近0μg·mL-1;总蛋白的质量浓度从0.05 mg·mL-1上升至0.07 mg·mL-1后下降至0.01 mg·mL-1左右;同时,微生物群落结构变化不大。外加葡萄糖处理中CODCr的质量浓度从1000 mg·L-1下降并稳定在100 mg·L-1左右;脱氢酶的质量浓度从2μg·mL-1上升到5μg·mL-1;总蛋白的质量浓度均从0.05 mg·mL-1上升至0.07 mg·mL-1后下降至0.005 mg·mL-1左右;同时,微生物群落多样性呈现收敛趋势。内源和外源呼吸模式下的活性污泥中,变形菌门（ Proteobacteria ）都是绝对优势种群,其次是拟杆菌门（ Bacteroidetes ）。内源呼吸末期δ-变形菌门（Deltaproteobacteria）消失,外源呼吸末期硝化螺菌门（Nitrospirae）消失。     

镨对镉胁迫下水稻幼苗根系生长和根系形态的影响

为了解稀土镨对镉胁迫下水稻（OryzasativaL．）根系毒害的缓解效应,以水稻幼苗为实验材料,采用溶液培养方法,研究了50μmol·L-1镉胁迫下不同浓度镨对水稻幼苗根系鲜质量、形态和根系活力的影响。结果表明,50μmol·L-1镉胁迫下,水稻根系生长受到明显的抑制,根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力明显降低,且随镉处理时间的延长,抑制程度加重。但镉对根系平均直径无明显影响。23—184μmol·L-1的镨对水稻镉毒害有一定的缓解效果,可不同程度的减轻镉对幼苗的伤害,促进了镉胁迫下根系鲜质量、根系长度、根系表面积和根系体积的增加,提高了根系活力,且随着处理时间的延长,缓解效应愈加明显,与单镉毒害相比,镨处理5天后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了0．92％～14．8％、1．61％～16．3％、2．57％～20．3％、1．52％-17．2％和3．71％～32．8％,处理10d后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了2．55％-31．2％、1．44％～21．4％、1．78％～27．2％、2．16％～23．4％和8．14％～52．9％;此外,23．184μmol·L-1的镨处理对直径≤1．0mm的根长和根表面积、直径0．5mm〈D≤1．0mm的根体积影响较大,其分别提高了0．9％～24．3％、1．9％。32．6％、0．4％～33．2％,其中以92μmol·L-1镨缓解效果最好。但随着镨浓度的进一步加大,当镨浓度达到230μmol·L-1时,反而会使水稻根系受到更严重的毒害。