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.     

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。     

陆生植物化感作用抑制有害藻应用研究进展

植物化感物质由于对藻类抑制的高效性和选择作用性,以及对环境无污染等特点而备受关注,有望成为具有应用价值的安全性生物抑藻技术。文章探究了利用植物化感作用抑制有害藻类生长的进展,从藻细胞密度、叶绿素含量、超微结构及生长代谢、抗氧化酶活性等方面分析了化感抑藻作用效果的评价方法,重点阐述了陆生植物对水华藻、赤潮藻主要藻种的抑制作用,包括草本植物中一些农作物和药用植物以及木本植物中的常见树木,同时对这些陆生植物中所含抑藻物质开展了探索与分析,为开发新的抑藻制剂提供理论指导,深入讨论了陆生植物化感物质抑制丝状藻的潜在价值,实现了抑藻对象的多元化,提出了陆生植物化感抑藻研究中存在的主要问题,并对其应用前景进行展望。     

绿狐尾藻抑制2种典型蓝藻生长的化感物质实验

采用多种溶剂对绿狐尾藻-蓝藻共培养液进行提纯、分离,通过共培养萃取液抑藻的剂量-效应实验,确定绿狐尾藻分泌的化感物质主要分布在水相中,且高体积浓度时抑藻作用明显。通过GC-MS对绿狐尾藻干粉浸液、绿狐尾藻-蓝藻共培养液水相组分进行鉴定分析,发现绿狐尾藻干粉浸液比植物体分泌到体外的化感物质种类更多、浓度更高,对蓝藻的抑制效果更加显著。绿狐尾藻干粉浸液和共培养水相中均检出己内酰胺和甲氧基苯基肟2种化合物,其中甲氧基苯基肟可能为抑制蓝藻生长的化感物质。     

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。     

水生植物化感抑藻作用机制研究进展

富营养化引起的藻华问题是当前许多水体面临的重大环境问题。化感抑藻现象的发现为这一问题的解决提供了一种新思路。目前,已发现很多水生植物具有化感抑藻效应,通过恢复受污染水体的水生植被群落来进行水体修复的工程案例逐渐增多,但对水生植物抑藻机制的研究还不够深入,化感作用机理的揭示对于藻生理生态研究和水华的控制有重要意义。文章主要从生理生化的角度介绍最近几年水生植物及其化感物质的抑藻机制研究进展,指出化感物质可能的抑藻机制,包括:化感物质对细胞膜,呼吸作用和光合系统Ⅱ(PSⅡ)造成影响,化感胁迫后胞内活性氧(ROS)水平升高而导致藻氧化胁迫,NO作为化感作用的信号分子,介导藻细胞的程序性死亡。不同化感物质作用靶点的探寻,化感物质在胞内转化途径,化感物质介导信号分子调控网络以及化感物质诱导的程序性死亡的研究将会是今后化感抑藻机理研究的重要方面。     

菖蒲对铜绿微囊藻的化感作用

采用两厢培养池研究了菖蒲(Acoruscalamus)对铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)的化感抑制作用.结果表明,在排除藻菌作用和营养竞争前提下,共培养条件下的菖蒲可抑制微囊藻的生长,使藻液光密度(OD₆₈₀)降低;抑制效应取决于菖蒲和微囊藻之间的相对生物量,实验条件下100g菖蒲在初始藻液光密度为0.2时有最强抑藻效应;抑藻化感物质的释放与菖蒲根茎密切相关,根茎受损的菖蒲无抑藻效应;在抑藻过程中对藻细胞的生理指标分析表明,菖蒲的存在降低了藻细胞内的蛋白含量,使SOD、MDA和CAT等抗氧化系统酶的活性增加,化感物质造成活性氧的过量积累可能是微囊藻死亡的原因之一.     

凤眼莲根系丙酮提取物抑制赤潮藻类生长的机制研究

为了探讨凤眼莲根系丙酮提取物抑制塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长的机制,筛选和发现新的、高效、低毒或无毒、能迅速控制赤潮生物生长的除藻剂.对比分析了凤眼莲根系丙酮提取物中不同物质的抑藻效果,探讨了凤眼莲根系丙酮提取物抑藻的主要化学基础.通过考查主要抑藻物质对藻细胞可溶性蛋白质、丙二醛含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响,探讨其抑藻机理.结果表明,浓度高于5 mg·L-1以上的N-苯基-2-萘胺,3 d后能保持对塔玛亚历山大藻抑制率超过50%;浓度为70μL·L-1的亚油酸对塔玛亚历山大藻的抑制率约为40%;浓度为70 μL·L-1的壬酸第3天可以达到85%的抑藻率,但随后藻密度有反弹.实验浓度范围内的亚油酸甘油酯和丙酰胺对塔玛亚历山大藻的抑制作用不明显.培养液中加入一定量N-苯基-2-萘胺后,藻体中的可溶性蛋白质和丙二醛含量有应激性升高,超氧化物歧化酶活力呈下降趋势.研究结果表明,N-苯基-2-萘胺可能是凤眼莲根系丙酮提取物中的主要抑藻物质;其可能通过自由基反应破坏藻细胞的结构,从而达到抑藻效果.     

大型海藻龙须菜对锥状斯氏藻的光合生物控制机制

为了探究大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)的光合生物控制机理，在锥状斯氏藻的培养体中加入不同浓度的龙须菜海水浸提液，通过生物量、表观放氧速率和呼吸速率、光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心能量变化，以及反应中心、放氧侧和电子传递链活性变化，来揭示大型海藻龙须菜对锥状斯氏藻的光合抑藻机理.结果表明：共培养3 d的实验中，添加0.6 g·L^-1龙须菜海水提取液对锥状斯氏藻的生长有显著促进作用，与对照组相比，藻体密度提高了15.5%；添加1.2、2.4和4.8 g·L^-1龙须菜海水提取液对锥状斯氏藻生长则有显著抑制作用，藻体密度分别下降了26.8%、95.1%和91.4%，化感物质对锥状斯氏藻的生长有低促高抑的效果；添加龙须菜海水浸提液能显著抑制锥状斯氏藻最大光合放氧速率和显著增加其暗呼吸作用，呈现出剂量效应，抑制效果随培养时间而减弱.龙须菜中的化感物质能破坏锥状斯氏藻PSⅡ反应中心，使得反应中心数量减少，造成反应中心潜在活力(F_v/F     

芦苇抑藻化感物质的分离及其抑制蛋白核小球藻效果研究

采用乙醇提取、溶剂萃取法从芦苇中分离出2组能抑制蛋白核小球藻生长的化感物质. 该2组化感物质对蛋白核小球藻的半效应浓度(EC₅₀)分别为0.68mg/L和2.65mg/L. 将前者用碱性氧化铝层析柱分离得到一组抑藻活性更强的化感物质和一组能够促进蛋白核小球藻生长的化感物质: 前者对蛋白核小球藻的EC₅₀为0.50mg/L, 是目前报道的抑藻能力最强的化感物质; 后者在浓度为0.63mg/L时能显著促进蛋白核小球藻的生长. 芦苇化感物质可以用来控制淡水中有害藻类.     

三种化感物质对水华混合藻类以及多刺裸腹蚤的毒性作用

为使脂肪酸和酚酸类化感物质能安全有效地用于实际水体水华的预防和控制,以池塘水华混合藻类以及浮游动物多刺裸腹蚤为实验对象,考察了亚油酸、水杨酸和对羟基苯甲酸对两者的毒性作用.结果表明,亚油酸对池塘水华混合藻类具有极高毒,当0.3mg/L时,对水华混合藻类的最大抑制率达到87.6%,水杨酸与对羟基苯甲酸为中毒;化感物质两两联合作用时均具有协同抑藻效应,亚油酸与水杨酸联合协同抑制作用最强;3种化感物质也从不同程度上显示出对多刺裸腹蚤的毒性作用,但亚油酸对多刺裸腹蚤属于高毒,水杨酸以及对羟基水杨酸属于低毒,3者对多刺裸腹蚤的EC50 均明显大于对池塘水华混合藻类的EC50,表明了利用这3种化感物质(尤其是亚油酸)来开发生物除藻剂的巨大潜能,同时也说明在可除藻的浓度范围内对环境的不良影响可能较小.     

Allelopathic inhibition on red tide microalgae Skeletonema costatum by five macroalgal extracts

This study aims to identify effective antialgal allelochemicals from marine macroalgae that inhibit the growth of red tide microalgae. Practically, new algicidal agents were developed to control red tide. The growth inhibitory effects of 5 marine macroalgae Porphyra tenera, Laminaria japonica, Ulva pertusa, Enteromorpha clathrata, and Undaria pinnatifida on Skeletonema costatum were evaluated by adding crude seawater extracts of macroalgal dry tissue into the culture medium containing S. costatum. The half-effective concentrations at 120 h (EC_{50, 120 h}) of the seawater extracts were 0.6, 0.9, 1.0, 1.0, and 4.7 g/L for the five macroalgae above, respectively. E. clathrata, L. japonica and U. pertusa showed strong allelopathic effect on the growth of S. costatum. There have been no previous reports with regard to the allelopathic effects of the former two macroalgae so far. The possible allelochemicals of 21 compounds of the E. clathrata were detected using Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. Unsaturated fatty acids, acrylic acid (C₃H₄O₂), and linolenic acid (C₁₈H₃₀O₂) were the most likely allelochemicals in E. clathrata.     

凤眼莲化感物质对铜绿微囊藻、斜生栅藻生长及细胞数相对比例的影响

为探索化感物质在蓝藻水华治理方面的应用潜力,选取在凤眼莲根系分泌物中发现的5种化感物质（亚油酸、亚油酸甘油酯、丙酰胺、N-苯基—2-萘胺和壬酸）,研究了3种剂量下（0.1、1.0、10.0mg.L-1）其对单一、混合培养铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响.结果发现,化感物质成分、剂量和藻类培养方式对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长...     

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.     

化感物质对土壤N2O释放影响的研究

选用来自作物秸杆腐解过程中产生的化感物质（苯甲酸和对叔丁基苯甲酸），在不同浓度和水分条件下对其减少施用尿素土壤中Ｎ２Ｏ释放的影响进行了研究。结果表明，化感物质对土壤Ｎ２Ｏ释放的明显的抑制作用，且随着浓度的增大，其抑制效果越显。在土壤水分为１６．５％的状态下，１００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ和５００ｐｐｍ浓度的苯甲酸处理（培养温度２５－３０℃）可减少４７．４％－７５．３％Ｎ２Ｏ从土壤中释放；而当土壤水分     

北疆地区MODIS 3km气溶胶光学厚度与PM10质量浓度的相关性分析

利用2016年MODIS 3 km分辨率的气溶胶光学厚度(AOD)日产品、PM_(10)质量浓度以及相关气象数据,开展了北疆地区AOD与PM_(10)质量浓度的相关性分析.结果表明,AOD与PM_(10)质量浓度的直接相关程度较低,相关系数仅为0.294.对比分析了利用能见度数据对AOD进行垂直订正,然后再用相对湿度数据对其进行二次订正(AOD垂直-湿度订正)和利用能见度数据对AOD进行垂直订正和相对湿度数据对PM_(10)质量浓度进行订正(AOD垂直订正-PM_(10)湿度订正)两种订正方法,结果指出"AOD垂直订正-PM_(10)湿度订正"可显著提高二者之间的相关性.订正之后,北疆地区AOD与PM_(10)质量浓度的相关系数达到0.755,呈显著正相关;阿勒泰的订正效果最好,相关系数为0.837.最后,基于垂直订正后的AOD和湿度订正后PM_(10)建立两者之间的最优拟合模型,并利用新建的模型反演了北疆地区PM_(10)质量浓度.反演得到的PM_(10)质量浓度与经过湿度订正后PM_(10)呈显著正相关,相关系数为0.688;昌吉和伊宁的反演效果最好,相关系数分别为0.910和0.829.本研究结果表明MODIS 3 km AOD产品经过垂直和湿度订正后,可作为北疆地区监测PM_(10)质量浓度的一个有效手段.     

对羟基苯甲酸对2种赤潮微藻生长的影响

通过测定藻细胞密度和细胞体积,观察藻细胞形态,分析藻细胞内硝酸还原酶(NR)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量等生理指标的变化,研究了对羟基苯甲酸对2种赤潮微藻-米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻生长的影响。结果表明,浓度1.6mmol/L时,对羟基苯甲酸能明显地抑制这两种微藻的生长。同时发现,添加对羟基苯甲酸的藻细胞运动能力降低,藻细胞体积减小,并出现空洞、破碎以及部分抱团现象。进一步研究发现,对羟基苯甲酸明显降低了塔玛亚历山大藻NR和SOD活性,但对POD活性无明显影响;其低浓度时能增大米氏凯伦藻NR、POD和SOD活性,高浓度时则明显降低此三种酶的活性;它显著提高了两种微藻细胞内的MDA含量。     

2000～2021年成渝城市群PM2.5时空变化及驱动机制多维探测

研究成渝城市群PM_2.5浓度时空变化和驱动机制，对区域大气环境保护和国家经济可持续发展具有重要意义.基于PM_2.5遥感数据、 DEM数据、基于站点的气象数据、 MODIS NDVI数据、人口密度数据、夜间灯光数据、路网数据和土地利用类型数据，采用Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall显著性检验等方法，结合地理探测器，在多时空尺度上分析成渝城市群PM_2.5时空变化，并探测影响其变化的驱动机制.结果表明，2000～2021年成渝城市群PM_2.5浓度整体呈波动下降态势，冬季PM_2.5污染最为突出.PM_2.5浓度具有明显的空间异质性，呈现出“中间高，四周低”的空间分布特征，PM_2.5浓度高值区主要集中在自贡、内江、资阳和广安，PM_2.5浓度呈显著下降的区域主要集中在重庆西部等地.因子探测结果表明，成渝城市群PM_2.5浓度空间分异受气候、地形、植被和人文因子共同影响.高程、...     

植物化感物质壬酸和焦酚对大型溞生长繁殖的毒性效应

为评估植物化感抑藻物质的生态安全性,通过48 h急性毒性实验和21 d慢性毒性实验,研究了穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）典型化感物质壬酸和焦酚对大型溞（Daphnia magna）生长和繁殖的毒性效应.结果显示,壬酸对大型溞24 h和48 h的LC₅₀分别为75.08 mg·L^-1和38.55 mg·L^-1,焦酚对大型溞24 h和48 h的LC₅₀分别为18.89 mg·L^-1和13.71 mg·L^-1.21 d慢性毒性实验中,2.0 mg·L^-1的壬酸和焦酚对大型溞生长仍没有显著影响（p>0.05）,但在高于0.5 mg·L^-1浓度水平即显著延长大型溞首次产溞时间,降低其产溞个数（p<0.05）.大型溞净增殖率和内禀增长率随壬酸和焦酚浓度增加而减小,2.0 mg·L^-1壬酸和焦酚对大型溞净增殖率的抑制率分别为42.40%和38.86%,对大型溞内禀增长率的抑制率分别为25.00%和20.83%.研究表明,壬酸和焦酚对大型溞的繁殖过程产生一定程度的影响,但仍需结合原位试验在更大尺度上评估植物化感抑藻物质的生态安全性.     

Pre-oxidation with KMnO4 changes extra-cellular organic matter''s secretion characteristics to improve algal removal by coagulation with a low dosage of polyaluminium chloride

Microcystis aeruginosa was used to study the effect of KMnO4 pre-oxidation on algal removal through coagulation with polyaluminium chloride (PAC).KMnO4 pre-oxidation improved the coagulation efficiency of algal at a low dosage of PAC.The optimal KMnO4 feeding period was in the stationary growth phase of Microcystis aeruginosa.KMnO4 traumatized the algal cells and stimulated cellular release of organic matter,contributing to the pool of extra-cellular organic matter (EOM).KMnO4 also decomposed EOM,especially small molecular weight EOM.Lower concentrations of KMnO4,such as 2 mg/L,induced algae cells to produce moderate amounts of new EOM with molecular weights of 11,280,and 1500 kDa.These relatively large molecules combined easily with PAC,promoting coagulation and removal of algae.High concentrations of KMnO4 lysed algae cells and produced much high-molecular-weight EOM that did not enhance flocculation by PAC at lower dosages.