有机改性蒙脱土去除球形棕囊藻赤潮研究

采用离子交换法制备出一种稳定的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性蒙脱土,考察了其对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)赤潮的杀灭控制作用和絮凝沉降动力学。结果表明,当藻细胞起始密度为1.1×106/mL、改性粘土用量为14 mg/L时,作用48 h后对球形棕囊藻的除藻率为87%;用量为22 mg/L时的除藻率可达91%,而当藻细胞起始密度增大为6.3×106/mL时,同等用量和时间条件下,除藻率分别为62%、73%,呈现出明显的剂量-效应关系,除藻率受藻细胞起始密度影响较大。絮凝沉降实验发现,10 mg/L的改性粘土在60 m in时的沉降率即可达到80%,表明改性粘土对球形棕囊藻有较强的沉降作用及较快的沉降速率。     

五种抗生素对等鞭金藻(Isochrysis sp. CCMMS001)叶绿素荧光特性的影响

利用PHYTO-PAM测定了抗生素胁迫下等鞭金藻(Isochrysis sp.CMMS001)叶绿素荧光参数Fv/ Fm(PSⅡ的最大光能转化效率)的变化规律.结果表明:不同抗生素对等鞭金藻Fv/ Fm的影响存在很大差异,氯霉素、G-418能显著抑制其最大光能转化效率;潮霉素抑制作用次之;卡那霉素、氨苄青霉素没有抑制作用.在f/2培养基中,浓度为600 mg/L氯霉素胁迫下,第3d测得Fv/ Fm值下降97%.在f/2培养基中,浓度为1 200 mg/L潮霉素和500 mg/L G-418胁迫下,第6d测得Fv/Fm值分别下降52%、98%.在淡化5倍f/2培养基中,浓度为1200 mg/L潮霉素和500 mg/L G-418胁迫下,第6d测得的Fv Fm值分别下降77%、100%.卡那霉素、氨苄青霉素胁迫下,Fv/ Fm随着两种抗生素浓度的增加没有降低,反而上升.     

海洋微藻对游离氨基酸的利用特性研究

分别以4种游离氨基酸——丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸为唯一氮源,采用实验室一次性培养的方法,研究典型赤潮藻——东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、球形棕囊藻(Phaeoecystis globosa)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)及常见种类中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生长特性、光合特征及对氨基酸的吸收动力学特征,以无机氮源硝氮、氨氮作为对照.研究结果表明,在无菌条件下,东海原甲藻和球形棕囊藻可以利用多种游离氨基酸快速生长,而米氏凯伦藻和中肋骨条藻在以游离氨基酸为唯一氮源条件下不能维持生长.东海原甲藻和球形棕囊藻在丙氨酸中的生长速率最高,天冬氨酸和谷氨酸次之,甘氨酸最低.氨基酸处理组的Fv/Fm值在培养后期降幅小、降速慢,且高于无机氮处理组.东海原甲藻和球形棕囊藻对丙氨酸的最大吸收速率和半饱和常数分别为3.32、0.41pmol·cell-1·h-1和6.99和20.54pmol·L-1.因此,海洋微藻对游离氨基酸的吸收利用具有显著的种间差异,东海原甲藻和球形棕囊藻具有更广的氮营养生态位,在近海有机污染不断加剧的背景下,更容易形成优势甚至暴发赤潮.     

风浪扰动促进中肋骨条藻和球形棕囊藻增殖的模拟研究

利用中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)两种海洋微藻为研究材料,设置以摇床震荡模拟风浪扰动培养处理与摇床静止培养处理,着重测定藻液光密度(OD680)、比生长速率、藻体生物量和叶绿素含量等生理生化指标,研究风浪扰动对海洋微藻细胞增殖的作用效应,比较不同海洋微藻对风浪扰动的响应差异,探讨风浪扰动对海洋微藻生消的影响。结果表明,模拟风浪扰动处理显著地促进了中肋骨条藻和球形棕囊藻的细胞增殖:模拟风浪扰动处理下中肋骨条藻和球形棕囊藻的最大生长速率分别为0.77/d和0.54/d,而静止培养处理下中肋骨条藻和球形棕囊藻的最大生长速率分别只有0.44/d和0.32/d。同样地,中肋骨条藻和球形棕囊藻在模拟风浪扰动处理下的生物量(分别为277.78和435.56 mg/L)和叶绿素a含量(分别为1.68和3.63 mg/L)也显著高于他们在静止培养处理下的生物量(分别为82.22和50.00 mg/L)和叶绿素a含量(分别为1.23和0.91 mg/L)。结果揭示,适宜的风浪扰动有利于海洋微藻的生长繁殖,进而可能会促成海洋赤潮的爆发;不同海洋微藻对扰动的响应性差异,可能是引起海洋生态系统中赤潮藻群落动态更替变化的一个重要因素。     

两种赤潮藻对SD和SMX的耐受性研究

探讨了海洋中常见药残磺胺嘧啶(SD)和磺胺甲恶唑(SMX)对球形棕囊藻和东海原甲藻生长的影响。结果表明:当这两种磺胺药物浓度大于20 mg/L时,球形棕囊藻和东海原甲藻的生长明显被抑制;SD和SMX对球形棕囊藻半数生长影响的浓度(EC50)分别为60～80 mg/L和20～40 mg/L;SD和SMX对东海原甲藻半数生长影响的浓度分别为20～40 mg/L和40～60 mg/L;两种藻培养96 h时扫描电镜观察,均显示高浓度下藻细胞膜严重破损,说明磺胺药物对其生长具有抑制作用。EC50对比表明球形棕囊藻对SD的耐受性强于SMX,而东海原甲藻对SMX的耐受性强于SD。两种藻对药残的耐受性明显强于其他藻种,在高浓度药残环境中占据生存优势。通过这项研究,试图探讨磺胺药物对河口及近海养殖区赤潮频发和赤潮消亡的影响。     

尿素对中国近海3种典型赤潮藻生长的影响

采用实验室一次性培养的方法,研究了尿素对中国近海3种赤潮藻---球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响.结果表明,这3种赤潮藻均能利用有机氮源尿素生长,且表现出明显的浓度效应:当尿素浓度介于0~8.82μmol.L-1(以N计,下同)时,3种赤潮藻的比生长速率均较低,细胞密度也较低,与对照组相比无显著差异;当尿素浓度大于8.82μmol.L-1时,这3种赤潮藻表现出明显的生长效应.然而,3种赤潮藻适宜生长的尿素浓度并不一致,当尿素浓度分别为882、8820和8820μmol.L-1时,球形棕囊藻、锥状斯氏藻和中肋骨条藻分别达到最大比生长率0.76、0.54和0.66d-1.将3种赤潮藻在不同尿素浓度下的最大比生长速率用Monod方程拟合,得出球形棕囊藻、锥状斯氏藻和中肋骨条藻在以尿素为唯一氮源条件下的最大比生长速率和半饱和常数分别为0.73、0.47、0.63d-1和12.36、21.83和20.34μmo.lL-1.由此可见,这3种藻能够利用有机氮源尿素,无疑扩展了其氮营养来源,在无机氮源缺乏时,具有竞争优势.相比较而言,球形棕囊藻对尿素的亲和力最高,在低浓度尿素条件下,球形棕囊藻具有较高的竞争力.     

温度、盐度和光照对球形棕囊藻生长和产毒的影响研究

为阐明溶血毒素的生物合成机制、正确认识和评价球形棕囊藻赤潮的危害,设计了盐度、温度、光照三因素三水平正交实验,考查了不同盐度、温度、光照条件下球形棕囊藻的生长和产毒的变化,分析了盐度、温度、光照强度对球形棕囊藻生长和产毒的影响.结果显示,温度是影响球形棕囊藻生长和产毒的显著因子,盐度和光照的影响不显著.30℃时球形棕囊藻比生长速率最大,藻细胞产毒能力最强,但所能到达的藻密度最小.在盐度为22、33、40,温度为20、25、30 ℃,光照为2000、4000、5000 lx的所有实验组合中,盐度为40、温度为30℃、光照为4000 lx时球形棕囊藻细胞产毒能力最强,盐度为40、温度为30℃、光照为5000 lx时球形棕囊藻的比生长速率最大.     

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。     

溶藻细菌的分离鉴定及对球形棕囊藻溶藻作用的环境因子研究

从珠海香洲码头赤潮海水中分离获得1株具有溶藻作用的细菌Y01,通过形态及16S rDNA序列分析鉴定为芽孢杆菌属。探讨了盐度、光照、藻细胞数等环境因子对球形棕囊藻溶藻效果的影响。结果表明:细菌Y01溶藻效果在盐度为30时优于其它盐度;光暗比(12 h∶12 h)时Y01的溶藻能力优于无光照条件,达到98%;利用HPLC进行藻细胞色素分析发现,随着棕囊藻细胞数的下降,藻细胞色素含量锐减,无光照条件下藻细胞色素的种类减少2种,分别是别藻黄素和叶黄素;Y01对处于生长初期的球形棕囊藻的抑制效果优于指数生长期的球形棕囊藻。     

玉米叶对我国几种典型赤潮藻生长的影响研究

研究了玉米叶对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的影响,以期为筛选新的、无污染的、廉价高效的除藻剂提供思路,为不同的有害赤潮的治理提供参考.结果表明,玉米叶对塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻、赤潮异弯藻、东海原甲藻和球形棕囊藻生长的影响明显不同.玉米叶可显著抑制塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻和赤潮异弯藻的生长,但对东海原甲藻生长的影响不大,对球形棕囊藻的生长则有显著的促进作用.这些结果表明,玉米叶对赤潮藻生长的抑制作用存在一定的选择性,这种选择性与藻的种属与细胞结构并无明显的相关性.     

BDE-47对2种海洋微藻光合特性的影响

研究了不同浓度的2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)对2种海洋微藻的光合特性的影响. 结果表明, 在试验所设定的浓度范围内 (0.1~2.5μg/L),海水小球藻和赤潮异弯藻的PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)未受到显著抑制,表明2种微藻PSII反应中心在试验过程中未受到损伤.当BDE-47浓度为2.5μg/L时,海水小球藻的PSII潜在活性(Fv/Fo)、PSII实际光能转化效率(φPSII)和光合电子传递效率(ETR)在96h受到显著抑制,而赤潮异湾藻的3个参数在暴露期间均未受到抑制,表明赤潮异湾藻对BDE-47的耐受性强于海水小球藻.各叶绿素荧光参数中, Fv/Fo、φPSII、ETR更适合作为指示海洋环境中BDE-47污染水平的生物标志物.     

大型海藻代谢产物对赤潮微藻的抑藻活性分析

该文分析了亚油酸、单棕榈酸甘油酯、α-细辛脑、海藻糖、二十二碳酸甲酯和异植醇对强壮前沟藻、赤潮异弯藻、米氏凯伦藻、球形棕囊藻、东海原甲藻和中肋骨条藻生长的影响。在此基础上,通过测定藻细胞内SOD、GSH和抗超氧阴离子等活性以及丙二醛含量和藻胆蛋白相对含量和相对比例等生理生化指标,研究它们对赤潮微藻生长的抑藻活性。结果表明,海藻糖显著抑制了米氏凯伦藻和中肋骨条藻的生长,其余5种化合物对4种(或5种)赤潮微藻的生长表现出明显的抑制作用。比较此6种化合物和重铬酸钾对赤潮微藻生长的半抑制效应浓度,发现在抑制某种或某些赤潮微藻生长上,5种化合物(除二十二碳酸甲酯)表现出比重铬酸钾更为明显的优势。α-细辛脑和异植醇明显改变了藻细胞抗氧化酶SOD和/或GSH和/或抗超氧阴离子活性,破坏了抗氧化酶防御系统,进而导致膜脂质过氧化,致使MDA含量明显增加。藻胆蛋白各组分相对含量和相对比例发生明显变化,可能致使光合作用受到影响,从而干扰了赤潮微藻细胞的新陈代谢过程,最终导致藻细胞生长受到抑制。     

溶藻细菌对棕囊藻溶藻过程的电子显微镜研究

从珠海海域的赤潮海水中分离出2株溶藻细菌Y01和Y04,对球形棕囊藻有显著的溶藻效果.利用扫描电镜对溶藻细菌的作用过程进行观察研究.结果表明,藻菌共同培养初期,藻菌密度均有较大的增长,在24 h内出现溶藻现象,72 h后绝大部分的藻细胞被溶解.溶藻过程为:溶藻细菌在藻细胞表面吸附、细菌密度增加、细菌包围藻细胞、藻细胞表层开始破裂、藻细胞内容物溶出、藻细胞破碎、死亡.溶藻过程循环往复,直至藻液中藻细胞全部被溶解.     

抗生素对微藻的毒性作用和卤代烃释放的影响

探究了磺胺二甲基嘧啶(SMZ)和氧四环素(OTC)对中肋骨条藻的毒性作用及挥发性卤代烃(VHCs)释放的潜在作用.结果表明:10mg/L SMZ和OTC在暴露中后期抑制中肋骨条藻的生长,对藻细胞密度、叶绿素a浓度和最大光化学效率(F_v/F_m)的最大抑制率达到最大值,分别为90.74%,91.25%,83.46%和87.16%,87.04%,87.43%.抗生素暴露下可溶性蛋白含量明显较对照组低;过氧化氢酶活性随抗生素浓度的增加和暴露时间的延长呈现先升高后降低的趋势,表明2种抗生素高浓度暴露对微藻生长均有明显的毒性作用,其中SMZ毒性抑制作用高于OTC.抗生素暴露诱导藻细胞内活性氧(ROS)的产生量增加.另外,抗生素的添加对VHCs的释放表现出不同程度的促进作用,可能是由于卤过氧化物酶(HPO)催化H₂O₂进行卤化反应产生抗氧化应激的VHCs,避免过量ROS对藻细胞造成损伤.由此说明,微藻3种VHCs的释放对抗生素的响应受到微藻的生物量及HPO酶催化机制共同控制.     

利用小麦秸控制赤潮生物生长的研究

以球形棕囊藻为研究对象,探讨了小麦秸用于赤潮生物控制的可行性,研究了微生物、吸附作用在抑藻效应中的可能作用,运用扫描电子显微镜观察了小麦秸对藻细胞形态的影响,对小麦秸抑藻机理进行了分析和讨论。结果表明,小麦秸是一种比较理想的抑藻材料,无需微生物的降解,适度切割后能够吸附藻细胞、释放出抑藻活性物质,从而有效控制赤潮生物——球形棕囊藻的生长。抑藻活性物质的释放是小麦秸抑藻的主要机制。     

海洋尖尾藻的营养升级功能研究

异养甲藻作为连接浮游动物和浮游植物的中间环节,在海洋生态系统物质循环和能量流动过程中具有关键作用。本文以异养甲藻的模式生物——海洋尖尾藻作为实验对象,研究了海洋尖尾藻在摄食土生杜氏藻、赤潮异弯藻、球形棕囊藻、盐生舟形藻4种浮游植物后脂肪酸种类和含量的变化。研究表明:海洋尖尾藻对4种浮游植物均可摄食,但是对杜氏藻摄食率远高于其他3种浮游植物。4种浮游植物细胞内均未检出二十二碳六烯酸,摄食了4种浮游植物后的海洋尖尾藻细胞中均含有二十二碳六烯酸,含量最高可达（86.98±7.44）μg/mg C,表明其具有独立合成二十二碳六烯酸的能力。海洋尖尾藻独立合成脂肪酸的能力表明其有能力将低质量的物质升级为营养物质,从而高效的供应二十二碳六烯酸达到下一营养级。     

渤海湾赤潮特征研究

对1977年至2018年渤海湾发现的赤潮进行统计,分析研究了赤潮的规模变化、引发物种、空间分布以及时间规律特征。结果表明:渤海湾赤潮多为面积在1000 km2以下的小规模赤潮,引发物种主要是夜光藻（Noctiluca scintillans）、中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、叉角藻（Ceratium furca）、球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）、米氏凯伦藻（Kareniamiki motoi）和红色中缢虫（Mesodinium rubrum）,主要暴发地点为渤海湾西北近岸海域,高发期为8月—9月。     

壬基酚对羊角月牙藻的毒性效应研究

为研究壬基酚（NP）对淡水微藻的毒性效应特点,选取模式生物羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）为受试对象,设置5个暴露处理浓度：0.1,0.3,0.6,0.9,1.2mg/L.观察并测定羊角月牙藻的生长情况、叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量等指标,并通过植物光合效率仪测定叶绿素荧光诱导动力学参数,分析NP对光系统Ⅱ（PSⅡ）的影响.结果表明,NP限制羊角月牙藻生长的96h EC50为0.979mg/L;NP处理浓度为0.3mg/L时,可以对羊角月牙藻生长产生抑制效应,与对照组相比,主要光合色素（叶绿素）含量下降,MDA含量显著增加,过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著上升,最大光能转化效率（Fv/Fm）显著下降,ABS/RC（单位反应中心吸收光能）显著上升,DI0/RC（单位反应中心耗散能量）、ET0/RC（单位反应中心捕获用于电子传递的能量）、TR0/RC（反应中心用于还原QA的能量）也随之升高;当处理浓度≥0.9mg/L后,CAT和SOD活性、TR0/RC显著下降,DI0/RC显著升高,表明PSⅡ受到损伤.由此可知,NP能够破坏膜系统完整性、诱发抗氧化系统响应并造成PSⅡ损伤,降低光能转化效率,对羊角月牙藻具有毒性效应,对水域生态系统具有潜在风险.     

眼点拟微球藻和近头状伪蹄型藻对抗生素的生理响应及去除效应

抗生素的广泛使用对水生生态环境造成潜在风险。为探讨水体残留抗生素对藻类的毒性作用,分别以海洋微藻眼点拟微球藻和淡水微藻近头状伪蹄型藻为对象,探讨三种典型抗生素（红霉素、诺氟沙星和磺胺嘧啶）胁迫下藻类的生理响应和去除效应。实验结果显示,三种抗生素中红霉素的毒性较强。高浓度红霉素对两种藻类生长均起到抑制作用,低浓度红霉素暴露则会刺激藻类生长,眼点拟微球藻和近头状伪蹄型藻的72 h半数最大有效浓度（EC₅₀）分别为6.13 mg/L和27.7 μg/L。随着红霉素浓度的增加,两种藻类的光合色素含量显著降低（p < 0.05）。藻体内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性也表现出低浓度红霉素暴露时显著增强,高浓度时则显著受到抑制的现象（p < 0.05）。实验结果表明所选藻类对诺氟沙星和磺胺嘧啶具有一定的生物去除能力。经144 h暴露后,眼点拟微球藻对诺氟沙星和磺胺嘧啶的去除率分别为57%和78.3%,近头状伪蹄型藻在暴露120 h后对诺氟沙星和磺胺嘧啶的去除率分别为51.2%和8.3%。     

应用原子力显微镜研究盐度对棕囊藻生长的影响

研究不同盐度梯度下棕囊藻的生长,实验设计了10个盐度梯度,结果表明:在盐度8~32范围内,棕囊藻的生长正常,最佳生长盐度为16,当盐度低于8或高于32时,藻的生长明显受到抑制,细胞数量增长缓慢,最大细胞数远低于16盐度组。研究发现:棕囊藻在盐度为0的环境下仍能缓慢生长,说明海洋中的棕囊藻赤潮在内陆的淡水湖也可能暴发,用原子力显微镜研究比较盐度为0及36的棕囊藻细胞表面形态,发现两者差异较显著,前者藻细胞的直径大于后者,且后者藻细胞表面形成了明显的塌陷。