细菌对城市污水中小球藻生长和油脂积累的影响

利用城市污水培养微藻,可在实现污水无害化处理的同时,培养微藻回收生物质能源.污水为微藻的培养提供氮、磷等营养组分和所需水源,同时污水中的细菌可分解污水中的有机物产生CO_2,为微藻提供生长所需碳源.菌藻混合培养既可以收获藻类,又可以净化污水,由于城市污水含有大量的原生菌类,且微藻与细菌之间存在着互生、拮抗等复杂的相互关系,因此,需要筛选出既能够适应于城市污水又能促进微藻生长和油脂积累的优势菌种.本文从不同来源的13种细菌中筛选出2种能够显著促进蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长和油脂积累细菌,并分析了微藻培养结束后城市污水的菌群结构.结果表明:污水中光合细菌初始吸光度D600为0.01,W4菌初始吸光度D_(600)为0.02时,对小球藻的干重和油脂产量促进作用最显著,油脂产量分别可达0.114 g·L~(-1)、0.113 g·L~(-1),油脂产量比空白对照组分别提高了22.58%、21.50%.通过对生成的脂肪酸甲酯进行气相色谱分析,结果显示光合细菌和W4菌的添加并未改变小球藻脂肪酸成分,但提升了单不饱和脂肪酸的含量,有利于提升所得生物柴油的品位.培养结束后污水的菌群结构分析显示投加细菌会降低污水中菌群的丰富度和多样性,初步判断是投加的菌在藻液中能够成为优势菌群,且实验组中丛毛单胞菌属(Comamonas)和假单胞菌属(Pseudomonas)的丰度大于对照组.     

基于污泥资源化利用的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)培养研究

利用废水或者废弃物培养微藻,不仅可使废弃物得到合理利用,还可为微藻培养提供廉价原料.以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为研究对象,以污泥抽提液部分或全部替代SE(selenite enrichment)培养基,研究基于污泥资源化利用的微藻细胞培养方法.结果表明,当SE培养基与污泥抽提液比例为1∶9和2∶8时,相同条件下接种蛋白核小球藻培养14 d后,在波长为680 nm下其光密度分别为0.858和0.845,显著高于其它处理,当两者比例为0∶10和10∶0时,相应光密度分别为0.571和0.247.通过测定其色素和次生代谢产物含量时发现,当SE培养基与污泥抽提液比例为2∶8时,蛋白核小球藻的叶绿素、β-胡萝卜素和蛋白质含量最高.因此,剩余污泥抽提液可以部分作为培养蛋白核小球藻的良好基质,并且其培养效果明显优于其标准培养基.在本试验条件下,蛋白核小球藻培养的最佳条件是污泥抽提液比例为80%,该条件下蛋白核小球藻的生长状况较好,并且叶绿素与蛋白质含量最高.     

纳米氧化镍对3种绿藻的毒性效应

通过配制不同浓度(0,60,120,180,240,300mg/L)纳米氧化镍(nNiO)悬浊液,对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)和羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)进行连续胁迫10d的毒性试验,测定nNiO对3种绿藻生长状况、叶绿素a、蛋白质、脂质过氧化物丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的影响.结果表明,nNiO胁迫对四尾栅藻、普通小球藻和羊角月牙藻的生长均有一定抑制作用,在同一时间段内,总体呈明显剂量效应;nNiO低浓度(60~120mg/L)胁迫对供试藻的影响表现为“抑制—促进—抑制”,在一定时间内对供试藻有促进生长的作用;nNiO胁迫对四尾栅藻、普通小球藻和羊角月牙藻的毒性效应表现为叶绿素a和蛋白质含量减少,MDA含量升高,抗氧化活性降低;羊角月牙藻对nNiO的耐受性较强,四尾栅藻和普通小球藻较敏感.     

利用处理含4-氯苯酚模拟废水的剩余污泥培养普通小球藻

利用处理含4-氯苯酚(4-CP)模拟废水的剩余污泥经离心得到的上层清液和下层污泥的提取液分别培养普通小球藻(Chlorella vulgaris),以达到处理剩余污泥上清液和提取液与培养小球藻的双重目的.试验在500 m L的锥形瓶中进行,将BG-11培养基与处理含4-CP模拟废水的剩余污泥提取液和上清液分别按不同比例混合,在光暗比14∶10条件下培养小球藻.试验考察了藻细胞数目、叶绿素a,藻细胞酶活性,油脂、液相总氮(TN)、总磷(TP)、总有机碳(TOC)、毒性等指标.结果表明,小球藻培养过程中,可有效降低污泥提取液与上清液中的营养物质含量及毒性,其中TN和TP去除率分别达到40%和90%以上;污泥提取液可促进藻密度的增殖但不利于合成叶绿素a;培养10 d后,50%污泥提取液组的藻密度增加20倍,但其单位藻细胞的叶绿素a含量却小于空白组.纯污泥提取液和上清液组的小球藻单位藻细胞超氧化物歧化酶(SOD酶)高于空白组,这说明污泥提取液和上清液的毒性物质对小球藻具有一定的刺激效应.以小球藻内油脂积累作为其资源化价值的关键评价指标,结合液相氮磷和毒性物质的去除,最优的小球藻收集时间为培养第5 d.     

川蔓藻对两种常见浮游藻类的化感作用

选取沉水植物川蔓藻与浮游藻类普通小球藻、铜绿微囊藻为研究对象,测定在川蔓藻共培养胁迫下2种藻单独存在和按1：1（V：V）混合情况下的光密度、叶绿素a、最大光化学量子产量、相对电子传递速率、可溶性糖、丙二醛以及超氧化物歧化酶活性的变化.结果表明：在川蔓藻存在的条件下,普通小球藻、铜绿微囊藻和二者混合藻的生长被快速强烈抑制,抑制率在第6d时达到最大值,分别为80.95%、94.18%和94.01%.3个处理组的光密度值、叶绿素a、可溶性糖及最大光化学量子产量等指标均低于对照组,且随时间呈明显的下降趋势,说明其光合能力逐渐减弱.而丙二醛和超氧化物歧化酶指标在0~6d却高于对照组,表明可能发生了浮游藻类膜质过氧化过程.     

新型微藻组合工艺去除典型抗生素的方法研究

以蛋白核小球藻和普通小球藻为实验材料,探讨了通过微藻与微藻或藻液之间的组合方案,考察去除头孢拉定、头孢他啶及阿莫西林3种抗生素的效果。结果表明微藻与微藻组合方案对于头孢拉定去除效果优于微藻与微藻培养液组合方案;抗生素浓度与微藻比生长速率呈负相关,且抗生素浓度越高,微藻比生长速率越低;等浓度混合的抗生素对于微藻生长抑制作用与单一浓度抗生素并无明显区别;"普通小球藻+蛋白核小球藻"的组合方案对与抗生素处理效果最好,头孢拉定、头孢他啶及阿莫西林在12 h内总去除率最高,分别达到了80.85%、57.98%和82.82%;头孢拉定、头孢他啶及阿莫西林等3种抗生素同时存在的条件下,微藻对于它们的处理能力在不同区段内明显不同,但同种抗生素在不同微藻中最高去除区段却相同。     

化感物质肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻生长及生理特性的影响

探讨了肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻生长及生理特性的影响,从叶绿素a含量,抗氧化系酶活性,活性氧自由基(ROS)水平,丙二醛(MDA)含量以及光合活性的变化研究了其抑藻的生理生化机制.结果表明,肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻具有快速抑制效应,随着浓度的增加抑制效果越明显.其96 h半效应浓度EC50值为5.45 mg·L-1.肉桂酸乙酯引起细胞内叶绿素a含量下降,活性氧(ROS)的过度累积和MDA含量的增加.由此,说明肉桂酸乙酯通过引起活性氧的过度产生,导致膜脂过氧化,引起藻细胞膜系统受损,代谢发生紊乱.为了清除ROS,细胞通过提高抗氧化系酶的活性来保护其免受氧化损伤.肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻细胞光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量和潜在活性具有一定的急性毒性效应,但随着时间的延长藻细胞可以通过自身调节在一定程度上恢复其光合活性.     

三种抗生素对几种海洋微藻叶绿素a含量影响的初步研究

实验室条件下,研究了氯霉素(chloramphenicol ,Cm)、遗传霉素 (geneticin G418)、青霉素 (penicillin)对三种常见海洋饵料微藻:小球藻 (Chlorella vulgaris Beij. ) ,金藻8701(Isochrysis galbana Parke 8701.) 和小新月菱形藻(Nitzschia closterium Ehr.)叶绿素a含量的影响.结果表明: (1) 低于100 mg/L的氯霉素对小球藻和金藻8701叶绿素a含量影响较小(P>0.05);氯霉素浓度大于50 mg/L时,小新月菱形藻叶绿素a含量显著降低(P<0.05) .(2) 不同浓度的G418均明显抑制三种微藻叶绿素a含量的增加.(3) 低于100 mg/L的青霉素能够促进三种藻叶绿素a的增加,相对增长率随青霉素浓度的升高而逐渐下降;三种藻对青霉素的敏感性存在差异.试验结果可为微藻无菌培养体系的建立提供参考.     

产油微藻胁迫培养策略研究综述

围绕微藻的胁迫培养,介绍了不同胁迫手段影响下产油微藻的生长及产油特点,对比了不同胁迫手段下微藻产油效果及各手段优劣势,在此基础上进一步综述了各因素胁迫在微藻油脂合成代谢中的作用机理,并给出了各胁迫手段在实际生产中的选用建议.以期通过该综述,对微藻生物柴油产业化中相关胁迫策略的选择提供借鉴.     

纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响

使用硼氢化钠还原硝酸银,聚乙烯醇(PVA)作为分散剂,制备出粒径为(7 ± 3)nm的纳米银,分别使用计数法和溶解氧法,研究了纳米银对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、光合作用和呼吸作用的影响,并调查了对叶绿素a的抑制状况.结果显示,黑暗条件下加入3mg/L的纳米银,基本抑制了小球藻的呼吸作用,当暴露于4mg/L的纳米银时,小球藻生长的抑制率为93%;而光照条件下加入10mg/L纳米银时,才能抑制其光合作用,此时对小球藻生长的抑制率达到90%.光照时,叶绿素a在10mg/L纳米银的作用下,抑制率达到77%.研究表明了纳米银对小球藻呼吸作用有很强的抑制作用,对光合作用的影响可能通过抑制叶绿素a的合成或破坏叶绿体的结构来完成;光照能够明显减弱纳米银的毒性.     

Selection of microalgae for high CO2 fixation efficiency and lipid accumulation from ten Chlorella strains using municipal wastewater

As significant differences in cellular physiology, metabolic potential and genetics occur among strains with morphological similarity, the screening of appropriate microalgae species for effective CO₂ fixation and biodiesel production is extremely critical. In this study, ten strains of Chlorella were cultivated in municipal wastewater influent (MWI) and their tolerance for MWI, CO₂ fixation efficiency and lipid productivity were assessed. The results showed that the biomass concentrations of four strains (Chlorella vulgaris, Chlorella 64.01, Chlorella regularis var. minima and Chlorella sp.) were significantly higher than other strains. When the cultivation systems were aerated with 10% CO₂, Chlorella sp. showed the highest CO₂ fixation efficiency (35.51%), while the highest lipid accumulation (58.48%) was observed with C. vulgaris. Scanning electron microscopy images revealed that the cells of both Chlorella sp. and C. vulgaris kept their normal morphologies after 15 day batch culture. These findings indicated that Chlorella sp. and C. vulgaris have fairly good tolerance for MWI, and moreover, Chlorella sp. was appropriate for CO₂ fixation while C. vulgaris represented the highest potential for producing biodiesel.     

藻细胞在固体表面附着特性的初步研究

针对平板式光生物反应器,以补充有碳源的SE(Brostol's solution)培养基作为普通小球藻生长的水环境,研究了载体表面粗糙度、藻细胞接种量、培养液pH值和液体流量对小球藻细胞在固体基质表面吸附特性的影响.结果表明:藻细胞在各载体表面的吸附密度均随时间进行呈现先快速增大再逐渐趋于平缓的变化趋势;在实验条件下,随载体表面粗糙度和藻液中藻细胞接种量增大,载体表面对小球藻细胞的吸附率均增大,吸附密度也增大;当藻液pH值为6左右时,小球藻在载体表面的吸附密度达到最大;液体流量为0.65 mL·min-1时,载体表面对小球藻细胞的吸附能力最强.各参数对藻细胞吸附密度影响的重要程度依次为藻细胞接种量、培养基pH值、液体流量.     

毒性有机物BPA与普通小球藻的相互影响特性研究

考察了不同浓度双酚A(BPA)对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长特性的影响,以及普通小球藻生长过程对BPA的去除效能.研究表明,低浓度BPA(0~20 mg·L-1)对普通小球藻生长具有促进作用,而高浓度BPA(20~50 mg·L-1)对普通小球藻生长具有抑制作用,且抑制效应与BPA浓度呈正相关关系.低剂量BPA(<20 mg·L-1)对叶绿素含量并无明显的影响,高剂量BPA(>20 mg·L-1)造成叶绿素含量降低.在BPA初始浓度2~50 mg·L-1的范围内,普通小球藻对其都有一定的去除效能,单位普通小球藻对BPA去除速率与其初始浓度呈正相关关系.BPA投加量为50 mg·L-1时,BPA去除速率最大,且最大速率出现于延滞期与对数期之间.     

不同喜树碱制剂对普通小球藻的毒性比较

以普通小球藻（Chlorella vulgaris）为试验材料,连续10d测定了新型生物农药喜树碱3种不同的制剂对普通小球藻的毒性.结果表明：0.2%喜树碱乳油对普通小球藻毒性最高（EC50值在0.0368～0.2547mg.L-1）,其中第3天的EC50值最小为0.0368mg.L-1;0.5%喜树碱钠盐的毒性较低（...     

Enhanced metronidazole removal by binary-species photoelectrogenic biofilm of microaglae and anoxygenic phototrophic bacteria

High efficient removal of antibiotics during nutriments recovery for biomass production poses a major technical challenge for photosynthetic microbial biofilm-based wastewater treatment since antibiotics are always co-exist with nutriments in wastewater and resist biodegradation due to their strong biotoxicity and recalcitrance. In this study, we make a first attempt to enhance metronidazole (MNZ) removal from wastewater using electrochemistry-activated binary-species photosynthetic biofilm of Rhodopseudomonas Palustris (R. Palustris) and Chlorella vulgaris (C. vulgaris) by cultivating them under different applied potentials. The results showed that application of external potentials of -0.3, 0 and 0.2 V led to 11, 33 and 26-fold acceleration in MNZ removal, respectively, as compared to that of potential free. The extent of enhancement in MNZ removal was positively correlated to the intensities of photosynthetic current produced under different externally applied potentials. The binary-species photoelectrogenic biofilm exhibited 18 and 6-fold higher MNZ removal rate than that of single-species of C. vulgaris and R. Palustris, respectively, due to the enhanced metabolic interaction between them. Application of an external potential of 0V significantly promoted the accumulation of tryptophan and tyrosine-like compounds as well as humic acid in extracellular polymeric substance, whose concentrations were 7.4, 7.1 and 2.0-fold higher than those produced at potential free, contributing to accelerated adsorption and reductive and photosensitive degradation of MNZ.     

纳米二氧化钛胁迫对普生轮藻的毒性效应

纳米材料独特的理化性质使其得到了广泛的应用,但其可能带来的生物安全性问题也引起了广泛关注.实验研究了胁迫浓度梯度为0、0.01、0.10、1.0、10、100mg.L-1的纳米二氧化钛(nTiO2)悬浮液单一处理普生轮藻(CharavulgarisL.)的毒性效应,在胁迫24h、48h、72h、96h后分别测定其叶绿素a含量、脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性.结果表明,随着胁迫浓度的增加和时间的延长,叶绿素a含量、SOD和CAT活性总体呈下降趋势,而MDA含量呈递增趋势,高浓度剂量组与对照组比较差异极显著,酶的活性降幅也较大,说明急性nTiO2暴露对普生轮藻具有毒性作用,且表现出剂量效应.     

Accumulation fatty acids of in Chlorella vulgaris under heterotrophic conditions in relation to activity of acetyl-CoA carboxylase,temperature, and co-immobilization with Azospirillum brasilense

The relation between fatty acid accumulation, activity of acetyl-CoA carboxylase (ACC), and consequently lipid accumulation was studied in the microalgae Chlorella vulgaris co-immobilized with the plant growth-promoting bacterium Azospirillum brasilense under dark heterotrophic conditions with Na acetate as a carbon source. In C. vulgaris immobilized alone, cultivation experiments for 6 days showed that ACC activity is directly related to fatty acid accumulation, especially in the last 3 days. In co-immobilization experiments, A. brasilense exerted a significant positive effect over ACC activity, increased the quantity in all nine main fatty acids, increased total lipid accumulation in C. vulgaris, and mitigated negative effects of nonoptimal temperature for growth. No correlation between ACC activity and lipid accumulation in the cells was established for three different temperatures. This study demonstrated that the interaction between A. brasilense and C. vulgaris has a significant effect on fatty acid and lipid accumulation in the microalgae.     

Rac-及S-异丙甲草胺对2种微藻毒性特征影响研究

应用急性毒性试验方法,在对映体水平上研究了除草剂Rac-及S-异丙甲草胺对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和普通核小球藻(Chlorella vulgaris)的急性毒性特征及腐殖酸对除草剂毒性的影响.结果表明,Rac-及S-异丙甲草胺的急性毒性与浓度及暴露时间呈正相关,Rac-及S-异丙甲草胺对微藻细胞的急性毒性存在立体选择性差异.Rac-异丙甲草胺对普通核小球藻和斜生栅藻的EC50,96 h分别是S-异丙甲草胺的2.25和1.81倍,S-异丙甲草胺对微藻细胞的生态毒性较大,而斜生栅藻对Rac-及S-异丙甲草胺的敏感性更强,且Rac-及S-异丙甲草胺对斜生栅藻和普通核小球藻的急性毒性存在一定的线性相关性.腐殖酸的加入能够改变Rac-及S-异丙甲草胺对微藻细胞生态毒性,对S-异丙甲草胺的生态毒性的影响更为明显(P<0.05).     

桑树(Morus alba)幼苗对铅污染的生理耐性和积累能力的性别差异

以桑树(Morus alba)雌雄幼苗为实验材料,研究了施铅处理对其生长发育、生理过程和铅元素积累的影响,以揭示桑树幼苗对铅污染的生理耐性和积累能力的性别差异.结果表明:施铅后桑树雌雄幼苗的可溶性蛋白(Pr)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著增加,雄株增幅略高于雌株,而丙二醛(MDA)含量和相对电导率无显著变化;雌雄幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著增加,雄株比雌株具有更高的Pn和Tr;雌雄幼苗的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及叶绿素相对含量显著增加,雄株增幅高于雌株;雌雄幼苗的形态生长与地上部生物量显著增加,根冠比显著降低,而雄株比雌株具有更高的株高、基径和总叶片数;铅在植物体内的分布为根叶茎,雄株根、叶中的铅含量和转移系数略高于雌株.综上,灌施剂量为800 mg·kg-1的铅离子对桑树雄株幼苗生长的促进作用高于雌株,雄株比雌株具有更强的生理耐性和积累能力.