光生物反应器培养紫球藻及藻粉降血脂的研究

研究了搅拌式光生物反应器中搅拌速度、通气量对紫球藻生长、胞外多糖和藻细胞超微结构的影响．实验结果表明：在特定光照(1000μmolm^-2s^-1)和培养温度(25℃)条件下，当搅拌转速为200r／min、通气量为0．71vvm时，藻生长速度和胞外多糖含量最高；增加通气量有利于藻细胞胞外多糖及生物量的提高．对藻细胞超微结构的观察发现，与摇床培养相比，搅拌式光生物反应器使藻细胞淀粉颗粒明显增多，粘质鞘层变薄，光合片层增多．动物实验表明，紫球藻能明显降低摄食高脂饲料SD大鼠血脂TC、TG、LDL-C水平，并提高HDL-C含量．实验结果预示，紫球藻对预防动脉粥样硬化和冠心病的发生有一定的意义．图2表3参26     

硒对紫球藻生长及光谱特性的影响

低浓度的硒可以促进微藻的生长,为了探讨硒对紫球藻生长和光谱特性的影响,研究了在通入压缩空气的条件下,不同质量浓度的硒(0、0.05、0.5、1、2、5、10和50mg·L-1)添加到紫球藻(Porphyridium UTEX637)培养基中,培养20d的生长情况,以及紫球藻吸收光谱和低温荧光光谱的特征应。结果表明:不同质量浓度Se(Ⅳ)对紫球藻的特征吸收峰位和荧光峰位没有影响,低质量浓度Se(Ⅳ)对紫球藻的生长具有明显地促进作用,高质量浓度时抑制紫球藻的生长。含0.05和0.5mg·L-1Se(Ⅳ)的实验组紫球藻的吸收光谱特征峰值明显高于对照组,而1和5mg·L-1Se(Ⅳ)质量浓度实验组的特征峰值则低于对照组。0.05和0.5mg·L-1Se(Ⅳ)质量浓度实验组的荧光发射(激发波长为436nm,560nm)光谱的特征峰值与对照相比没有明显变化,但激发波长为490nm时,荧光发射光谱特征峰值高与对照组。与对照组相比,1,2和5mg·L-1Se(Ⅳ)实验组紫球藻的荧光光谱特征峰值均有不同程度的降低。10和50mg·L-1实验组紫球藻死亡。说明低质量浓度Se(Ⅳ)对紫球藻捕光色素蛋白复合体的捕光能力具有促进作用,高质量浓度有抑制作用。     

紫球藻对沼液废水中氨氮、铜离子及抗生素磺胺二甲嘧啶的处理效果

微藻处理沼液废水是一项污水资源化处理的生物技术,将富含胞外多糖的紫球藻(Porphyridium cruentum)作为研究对象,以实际沼液废水中氨氮、铜离子(Cu~(2+))和抗生素磺胺二甲嘧啶浓度为对照,分别设置不同浓度上述污染物考察其对紫球藻生长的影响,并测定紫球藻对沼液废水中氨氮、Cu~(2+)和抗生素磺胺二甲嘧啶的富集效果。结果表明,培养10 d后,在正常培养基以及ρ(氨氮)分别为50、500和2 000 mg·L~(-1)培养基中紫球藻生物量分别为1.67、1.74、0.85和0.68 g·L~(-1);在正常培养基以及ρ(Cu~(2+))分别为0.5、1.0和2.0 mg·L~(-1)培养基中,紫球藻生物量分别为2.36、1.81、1.83和1.58 g·L~(-1);在正常培养基以及ρ(抗生素)分别为5、10、20、100和200 mg·L~(-1)培养基中,紫球藻生物量分别为1.60、1.18、1.42、1.30、0.98和0.88 g·L~(-1)。此外,在最佳氨氮、Cu~(2+)及磺胺二甲嘧啶浓度条件下紫球藻对各污染物去除率分别为73.2%、54.3%和56.9%。氨氮为紫球藻的生长提供了一定量营养盐,促进紫球藻生长;Cu~(2+)和高浓度磺胺二甲嘧啶则抑制紫球藻生长。紫球藻富含胞外多糖的特性为沼液废水中难处理污染物Cu~(2+)和抗生素等的富集去除提供了新的思路。     

三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯对微拟球藻的毒性效应

通过研究新型杂环类溴代阻燃剂三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯(TBC)对微拟球藻的毒理效应,探索TBC对海洋初级生产力的作用机制.实验选用微拟球藻(Nannochloropsis sp.)为供试藻种,以微藻急性毒性、生长率、抑制率、叶绿素浓度和光合活性的变化为参数,研究微拟球藻对不同浓度的TBC产生的毒理效应.结果表明,藻细胞密度随TBC浓度增加而明显下降,且呈现较好的剂量-效应关系;微拟球藻叶绿素浓度与TBC浓度存在剂量效应关系,即微拟球藻叶绿素浓度随TBC浓度升高呈现下降的趋势,TBC微拟球藻光合色素含量的增加有抑制作用.本研究为TBC对海洋生态毒理学的研究提供了一些新的科学依据.     

几株光合细菌的气体代谢及对产甲烷细菌甲烷生成的影响

三株分别属于光合细菌三个主要类群（紫无硫细菌、紫硫细菌和绿硫细菌）的菌种和两种产甲烷细菌进行了混合培养试验，结果表明，自养生长的光合细菌减少了产甲烷菌有ＣＨ４生成，而异养生长时紫无硫细菌Ｒｈｏｄｏｐｓｅｕｌｏｍｏｕｓ ｐａｌｕｓｔｒｉｓ能利用乙酸放出ＣＯ２供产甲烷菌利用。在光照厌氧条件下，三株光合细菌的生长培养物和静止细胞都能利用有机酸产氢，有时还伴随着ＣＯ２产出。同时试验了不同ｐＨ值、温度和光照     

重组钝顶节旋藻藻蓝蛋白基因在聚球藻中的表达

藻蓝蛋白(Phycocyanin)具有抗氧化、消炎、抗癌、增强免疫等生理活性和荧光特性.本研究从钝顶节旋藻(Arthrospira platensis)中克隆藻蓝蛋白基因,构建重组藻蓝蛋白并在聚球藻7942(Synechococcus sp.PCC 7942)中表达.利用PCR技术克隆钝顶节旋藻藻蓝蛋白α亚基(cpc A)与β亚基(cpc B)基因,在cpc A的5’端及3’端加入编码6×His标签基因,克隆Hiscpc A基因,并构建同源重组表达载体p U BCA3D-1.通过自然转化法将p UBCA3D-1转入聚球藻中,经筛选鉴定获得了转基因藻株.PCR验证结果表明,目的基因整合到聚球藻基因组中的概率为86.6%.转基因聚球藻在无抗生素筛选条件下连续培养2个月,仍能稳定表达重组Cpc A.以上结果表明,重组钝顶节旋藻藻蓝蛋白在聚球藻中稳定表达;研究结果为节旋藻cpc A基因改造、重组Cpc A进一步分离纯化以及重组藻蓝蛋白的生产奠定了基础.     

欧洲红豆杉细胞培养的研究

从欧洲红豆杉（Ｔａｘｕｓｂａｃｃａｔａ）的嫩茎及什叶诱导出愈伤组织，并对之进行了愈伤组织培养及细胞悬浮培养研究；利用ＨＰＬＣ方法测定了培养物合成紫杉醇的能力．探索了提高培养细胞生长率及紫杉醇含量的一些措施．结果表明，欧洲红豆杉愈伤组织及悬浮培养细胞的生长速率已分别达到０．２７ｇ·Ｌ－１·ｄ－１和０．３５ｇ·Ｌ－１·ｄ－１，紫杉醇含量分别为０．００３１％和０．０１７％。     

蔓茎堇菜细胞悬浮培养的研究

对蔓茎堇菜细胞悬浮培养的条件进行了选择，并测定悬浮培养的生长动态。结果表明：蔓茎堇菜细胞悬浮培养的最适接种量为２．０～３．５ｇ（５０ｍＬ）；最适培养基为ＭＳ＋２．０ｍｇ／Ｌ２，４－Ｄ＋１．０ｍｇ／Ｌ ＺＴ＋３００ｍｇ／Ｌ ＬＨ＋２００ｇ／Ｌ蔗糖（或葡萄糖），ｐＨ５．８；细胞悬浮培养一个周期过程中细胞数目增长的动态基本上是一条Ｓ型曲线，对数生长期明显；细胞鲜重（ｍＦＷ）和细胞干重（ｍＤＷ）则与细胞     

雪松聚球藻对重金属镉的抗性和解毒作用

培养液中不同浓度（c）的重金属镉（Cd）对雪松聚藻（Synechococcuscedrorum）有相当的致毒作用，当c（Cd）＞2μmol／L时，藻体的生长和光合作用均明显受到抑制，c＞10μmol／L时，藻细胞出现解体，光合放氧量几近0,然而，当按梯度逐级提高培养基中c（Cd）时，雪松聚球藻则相应产生对有毒金属Cd的抗性，在即使c（Cd）达20μmol／L的培养基中亦生长良好．为探讨该藻对重金属致毒的抗性产生机理及其解毒作用，对藻体蛋白和胞内Cd进行了分离检测，结果表明：Cd在进入藻细胞后，与胞内多肽结合形成一种大分子量的色素蛋白复合体，和一种低分子量的金属结合蛋白，特别是后一种蛋白在藻细胞中的含量明显受外界Cd的诱导，并起解毒作用．     

三相鼓泡塔生物反应器培养黄孢原毛平革菌合成木素过氧化物酶系

利用三相鼓泡塔反应器固定化培养黄孢原毛平革菌，可以高效地合成木素过氧化物酶系，固定化载体为聚氨酯泡沫塑料．实验表明，合成木素过氧化物酶和锰过氧化物酶的最佳通气量均是1．0vvm。在此通气量下，最大木素过氧化物酶的酶活达367U/L，最大锰过氧化物酶的酶活达4．72U／mL。在使用相同的培养基和固定化载体单位体积用量条件下，与摇瓶培养相比，酶活分别增大1倍和1．2倍．一定条件下，在三相鼓泡塔中可以进行重复间歇培养生产木素过氧化物酶，连续进行了5批培养，每批最大木素过氧化物酶的活力均在250U／L以上，最高酶活出现在第二批为480U／L，总培养时间达22d．图9参15     

大豆根系分泌物和根细胞壁对难溶性磷的活化

探讨了不同磷效率大豆品种根系细胞壁和根分泌物对难溶性铝磷的活化与吸收能力。结果表明，砂培条件下，磷高效品种(巴西10号)对难溶性铝磷的吸收显著高于磷低效品种(本地2号)。铝磷处理条件下，根系总表面积巴西10号是本地2号的131％，而钾磷处理二者没有明显差异。根系细胞壁对铝磷的活化表明，大豆苗期根系细胞壁对铝磷的活化量显著高于成熟期。苗期、成熟期巴西10号对铝磷的活化量为本地2号的119％、176％。不同栽培方式根系细胞壁对铝磷的活化量表现为水培大于砂培，水培条件下两个大豆基因型对铝磷的活化量没有差异。不同生育时期、栽培方式根分泌物对铝磷的活化量表现为，成熟期大于苗期，砂培大于水培。巴西10号根分泌物对铝磷的活化量比本地2号分别高出69．3％(成熟期)和40．1％(砂培)。上述研究结果表明，大豆根分泌物和根细胞壁对难溶性铝磷的溶解具有促进作用，有利于大豆对铝磷的吸收。     

芦苇化感组分对斜生栅藻Scenedesmus obliquus生长特性的影响

水华或赤潮现象是备受关注的环境问题之一。利用植物化感作用抑制藻类生长作为一种新型的生物抑藻技术在近年来开始受到研究者的重视,并取得了一定的研究成果。文章研究了从芦苇PhragmitiscommunisTrin中分离得到的化感组分对斜生栅藻Scenedesmusobliquus生长特性的影响。在藻类的对数生长期向培养液中投加不同浓度的化感组分,分别测定并观察了培养期间受试藻种藻密度、藻细胞结构和群体形态的变化。结果表明,该化感组分在培养初期对斜生栅藻藻密度的增长具有明显的抑制作用,半效应质量浓度(EC50,4d)值为0.45mg·L-1,但在培养6d后,出现促进作用,且随投加浓度的增加而增强。斜生栅藻生长受到抑制期间,藻细胞形态变大,投加0.5mg·L-1化感组分时,藻细胞平均宽度是对照组的2倍。TEM观察观察结果表明藻细胞亚显微结构受到破坏。另外,EMA提高了斜生栅藻的沉降性和吸附性。     

人工生物浮床技术治理富营养化水体研究现状

本文综合介绍了人工生物浮床技术治理富营养化水体研究现状．其构建方式包括泡沫板栽培、人工蛭石袋栽培等；栽培植物多达八十余种；对TN、TP、COD、SS以及重金属等都取得了良好的去除效果；但对人工生物浮床治理富营养化水体的机理研究尚不够深入．文章认为人工生物浮床的良好综合效益使之可能成为治理富营养化水体技术的一个重要发展方向．     

An ecosystem model for estimating potential shellfish culture production in sheltered coastal waters

A generic ecosystem model has been developed for estimating the potential production of shellfish culture and the effect of that cultivation on the pelagic ecosystem in sheltered coastal waters. The model describes the dynamics of a simple food web, nutrient cycling and growth of shellfish. The design of the model is closely tied to the temporal and spatial scales that are important in determining the sustainable production level for a particular embayment. The pelagic ecosystem, mussel energetics, population dynamics and hydrodynamics are coupled to allow fully dynamic predictions of the effect of the shellfish density. When applied to Beatrix Bay, an intensive culture embayment in the Pelorus Sound of New Zealand, the model successfully captured main features of the observed system behaviour. The hydrodynamic regime of the bay controls mussel growth and production. Although high fluxes of water into the bay suppress nutrient and carbon cycling signals in the system, the model simulations demonstrated that the mussel cultivation can have considerable effects on the ecosystem of the bay including food depletion and nutrient cycling. One of the most obvious effects is nutrient enhancement through mussel excretion at low cultivation densities, which promotes primary production particularly during the N-limitation period in summer. The sensitivity analysis identified uncertainty in some parameters and indicated areas for which experimental studies could lead to model improvement. The modelling exercise has established a primary predictive tool for managing mussel aquaculture of a coastal embayment to estimate relationships between the stock level and the growth rate of mussels, and the potentially achievable harvest and stocking density.     

基于宏基因组技术获得的对厌氧氨氧化菌代谢的新理解

厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)是化能自养菌,由于其生理代谢的奇异性、细胞结构的特殊性以及对氮素循环的重要性,已成为环境工程、微生物以及海洋生物学等领域的研究热点.然而,AAOB未能实现纯培养的现状已成为AAOB代谢途径研究的巨大障碍.近年来兴起的宏基因组技术(Metagenomics)为AAOB代谢途径的研究提供了新手段.采用宏基因组技术,可直接研究微生物群体中某特定微生物基因组的结构与功能,摆脱了传统微生物学研究对纯培养的依赖,使未培养微生物的认识和开发成为可能.本文首先简述获取AAOB宏基因组信息的过程,然后通过比较由传统代谢研究方法和宏基因组技术获得的AAOB代谢途径的研究成果,论述基于宏基因组技术获得的对AAOB代谢的新理解,得出以下结果和结论:1)AAOB的碳素固定途径为乙酰辅酶A途径,碳素固定的还原力来自NADH或者QH2;2)AAOB氮素转化的重要中间产物是NO,而非NH2OH,并提出了以NO为核心的AAOB代谢的改进模型;3)AAOB的ATP合成途径为氧化磷酸化,推测的电子传递途径为N2H4—QH2—细胞色素bc1复合体;细胞色素bc1复合体再将电子用于NO2-还原和N2H4合成.AAOB的宏基因组技术使AAOB代谢途径的研究更具方向性.随着分子生物学理论和技术的不断发展,宏基因组学的升级技术(如宏转录组学、宏蛋白质组学)将为AAOB代谢途径的研究提供新的方法与平台.图3表1参51     

国际互联网上的生态环境资源

Intemet已成为最大的信息载体和传输工具，由于Intemet上生态环境资源具有分布广、数量巨大、高动态的特点，熟悉网上信息的检索是有效开展科研的基本要求。文章介绍互联网上生态环境资源的检索方法，并对目前互联网上所存在的生态环境资源分布状况及其相关站点进行了介绍。     

米氏凯伦藻对蒙古裸腹溞的毒性及致毒途径分析

米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi Hasen)是一种典型的鱼毒性赤潮藻,近年来在我国频繁爆发,给水产养殖业带了严重的经济损失.在实验室条件下,采用混合培养、隔离培养等手段研究了米氏凯伦藻及不同细胞组分对枝角类蒙古裸腹溞(Moina mongolica)摄食与生存的影响,分析了其致毒途径.结果表明,随着混合...     

SBAR反应器生物膜生长特性

采用载体吸附法的自固定化方式培养出活性良好的颗粒污泥———悬浮载体生物膜颗粒,并建立了生物膜物化特性和生化特性的系统分析方法。试验装置采用SBAR反应器,投加人工配水,裸载体为陶粒(湿视密度1 310 kg/m3、平均粒径0.55 mm)。试验运行了110 d,反应器内最大污泥浓度12.4 g/L,最大附着污泥浓度9.52 g/L。     

在添加醋酸钾的营养富集培养基中培养杂交瘤细胞(英)

营养富集、添加醋酸钾和灌注培养都是改善杂交瘤细胞培养的策略在Cp9B细胞的静止分批培养中，添加氨基酸和维生素延长了培养时间，但对最大细胞密度影响不大，在反应器分批培养中，营养物明显促进细胞增殖，最大细胞密度比原来提高35倍．利用添加1g／L醋酸钾的反应器灌注培养实验说明，从普通培养基转到营养富集培养基，反应器中的平均细胞密度、抗体浓度和抗体滴度得到了进一步的提高，在培养上清中，乳酸、氨和丙氨酸大量积累，葡萄糖和某些氨基酸大量消耗，以致于可能造成对细胞生长和代谢的抑制。     

Effects of cultivation strategies on the cultivation of Chlorella sp. HQ in photoreactors

Heterotrophic cultivation caused high level of ROS and high lipids accumulation. HMTC is the best culture strategy for improving the microalgal biomass. Chlorella sp. HQ had great nutrient removal capacity under five culture strategies. The effects of cultivation strategies (including autotrophic cultivation (AC), heterotrophic cultivation (HC), fed-batch cultivation (FC), heterotrophic+ autotrophic two-stage cultivation (HATC), and heterotrophic+ mixotrophic two-stage cultivation (HMTC)) on the growth and lipid accumulation of Chlorella sp. HQ and its total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) removal in secondary effluent were investigated in column photoreactors. The results showed that the TN and TP removal rates ranged between 93.72%–95.82% and 92.73%–100%, respectively, under the five different strategies. The microalgal growth potential evaluated by the maximal growth rate (R_max) was in the order of HMTC>HC>FC>AC>HATC. The values of biomass, total lipid yield, triacylglycerols (TAGs) yield, and total lipid content of the microalga cultivated in the last 5 d increased significantly, but the TAGs productivities of the five strategies were lower than those in the first 7 d. Compared with all the other cultivation strategies, the TAGs productivity and yield after 12 d of cultivation under the heterotrophic condition reached the highest values accompanying the highest level of intracellular reactive oxygen species (ROS), in which the TAGs yield reached 40.81 mg/L at the end of the cultivation period. The peaks in TAGs yield and ROS level suggested that HC was beneficial for lipids accumulation via regulating the cellular redox status and exerting ROS stress on microalgal cells. In summary, HMTC was the best cultivation strategy for improving the microalgal biomass and HC was the best strategy for microalgal TAGs accumulation to produce biodiesel.