星肋小环藻、铜绿微囊藻春化作用基因控制机理

实验证实了星肋小环藻、铜绿微囊藻的春化作用后,其暴发控制机理成为研究重点。该文通过分析单细胞生物基因操作原理、遗传物质转录复制控制、温度对蛋白质的作用和酶原激活过程等,研究微藻春化作用基因控制机理,提出基因控制模型:激活基因-操纵基因连锁的基因操纵模型,由基因操纵子、调节基因和激活基因组成。该模型阐释2种藻类春末夏初大规模暴发机理:春季,调节基因产生的调节蛋白原被调节蛋白激活酶激活产生的调节蛋白与操纵基因结合,启动结构基因转录合成DNA合成酶系,DNA复制完成,藻体裂殖(繁殖)群体增长;夏季,高温下温度敏感的调节蛋白激活酶变性,使调节蛋白原激活产生变构的调节蛋白,同时与操纵基因和激活基因结合,激活基因不能产生调节蛋白激活酶激活调节蛋白原产生激活蛋白,这时铜绿微囊藻进入生长被抑制状态,星肋小环藻进入高温休眠状态;进入秋季,因之前无低温出现使热变性的激活酶复性,激活产生正常的调节蛋白与操纵基因结合,启动结构基因复制繁殖所需DNA酶系,尽管秋季温光适宜,星肋小环藻不会生长活动,铜绿微囊藻可生长但生长速度低于春末夏初时的生长速度;进入冬季,低温使热变性的激活酶复性,等待来年春暖激活调节蛋白原,启动新一年的藻生长。     

二元联合作用藻红外测试方法——以重金属为例

为检验二元联合作用藻红外测试方法的可行性,用Cu~(2+)、Fe3+、Mn~(2+)、Al3+、Cr3+、Hg~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)进行了二元联合作用测试实验。结果显示:联合药液的参照浓度与单药液的参照浓度比为0.5:0.25的有15组二元组合,为2.0:1.0的有10组二元组合,为1.0:0.5的有11组二元组合;在9种重金属的36组二元联合作用测试结果中出现拮抗作用、相加作用、协同作用,表明联合作用类型表现出多样性;14组拮抗作用中单组的再现性为50%~100%、多组的再现性的出现率为93%、单组的重现性为67%~100%、多组的重现性的出现率为100%,21组相加作用中单组的再现性为50%~100%、多组的再现性的出现率为86%、单组的重现性为67%~100%、多组的重现性的出现率为100%,1组协同作用重现性67%;36组联合作用测试结果的再现性为50%~100%、再现性的出现率为86%,重现性为67%~100%、重现性的出现率为100%。上述分析可知,9种重金属的36种二元联合作用测试结果具有较好的多样性、再现性、重现性,表明测试条件、藻温测试方法、三指标评价法能够保证藻响应温差和藻响应药品评价结果的质量,参照浓度分析方法、联合作用评价方法能够控制联合作用分析结果的质量;藻响应的有毒有害物都存在敏感浓度,用参照浓度分析方法可分析出藻响应有毒有害物的参照浓度。因此,藻红外测试技术可以用于测试重金属、农药、有机药品、抗生素等的二元联合作用。     

城市污水污泥发酵制园林营养土中微生物的变化分析

通过桶装发酵装置,进行城市污水污泥发酵制园林营养土过程中微生物的变化研究,测试不同好氧-厌氧交替组的发酵温度以及细菌、真菌、放线菌数量等的变化,探讨发酵温度与微生物变化的规律.结果表明,夏季不同发酵方式的发酵温度在50℃以上的持续时间均长于冬季,且夏季好氧-厌氧交替发酵的发酵温度在55℃以上的持续时间长于好氧发酵;冬季与夏季的好氧、好氧-厌氧交替发酵后,堆料中的粪大肠菌群数量均达到了《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(CJ 248-2007)的卫生学指标要求;夏季好氧-厌氧交替发酵过程中,厌氧后发酵温度有所下降,好氧后发酵温度又有所回升;无论好氧还是好氧～厌氧交替发酵中,细菌均为优势种群,真菌、放线菌数量比细菌数量低2～6个数量级.     

有机毒害物急性毒性与藻红外辐射变化研究

基于微生物检测毒害物质的重要性和选材困难对其检测技术发展的制约,开展了有机毒害物急性毒性与藻红外辐射变化研究。试验使用便携式红外测温仪测试一定量藻液中分别加入不同种有机药剂前后的温度变化。结果表明,8种藻对10种有机毒害物毒性可产生红外辐射变化的快速响应,平均最大温差的平均值为0.15℃,平均响应时间为4.4min;羊角月牙藻最大响应温差为0.27℃,响应相对明显,为8种藻中的毒性响应敏感藻。不同浓度有机药剂分别与敏感藻进行试验,明确敏感藻可检测出的最低药剂浓度,结果表明:同类毒害物质的响应灵敏度与发光细菌相同。     

急性毒性藻红外测试中敏感藻的确定方法

敏感藻是指在急性毒性藻红外测试中对毒物响应的温差大、时间快、种类多、剂量低的特殊藻类.自然藻中是否存在敏感藻以及如何确定,是建立藻红外测试法的关键.为此,开展了敏感藻确定方法的探索性研究.试验用8种藻,重金属、有机毒物、农药各10种进行测试分析,结果表明:短线脆杆藻(Fragilaria brevistriata)对重金属、羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)对有机毒物、纤细裸藻(Euglena gracilis)对除草剂和杀虫剂、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)对杀菌剂的平均绝对温差分别为0.21℃、0.27℃、0.19～0.20℃、0.20℃,分别高出各自的总均温差0.07℃、0.15℃、0.07℃、0.08℃;4种藻的平均响应时间1.5～7.0min,较好响应药品的响应率≥80%;发光细菌对部分药品的灵敏度在0.07～50.0mg·L-1,而4种藻对相同药品的灵敏度在0.01～7.0mg·L-1.根据敏感藻定义和试验结果,确定短线脆杆藻、羊角月牙藻、纤细裸藻、水华鱼腥藻分别为重金属、有机毒物、除草剂和杀虫剂、杀菌剂的敏感藻.     

水动力条件对嘉陵江重庆主城段藻类生长影响的数值模拟

为研究水动力条件对嘉陵江重庆主城段藻类生长繁殖和富营养化的影响,通过对现有藻类生长率计算式中的流速影响函数进行改进,引入表征藻类生长最佳流速与流速范围的参数,构建了二维非稳态藻类生长动力学模型,并用实测数据以及现有的实验成果对其参数进行率定与优化.针对三峡水库水华高发时段的气候条件和研究河段现有的营养盐状况,就不同水位下的叶绿素a浓度的时空分布进行数值仿真、对可能发生水华的位置和范围进行分析和预测.结果表明,对于嘉陵江重庆主城段,流速在0.04m·s-1左右最有利于藻类的生长繁殖.     

三峡175米蓄水期间春季嘉陵江出口段藻类变化

为认识三峡大坝175m蓄水对春季嘉陵江藻类的影响,开展了春季嘉陵江出口段藻类活动频繁时期的现场调研。结果表明,与2007年春季相比,三峡大坝175m实验性蓄水期间,2009年春季嘉陵江出口段水位上涨、流速减缓、水体容量增大,营养盐受到一定程度稀释;硅藻为嘉陵江出口段绝对优势藻种,其中星肋小环藻与极小冠盘藻为水华藻种,星肋小环藻具有快速增长性,流速变缓不利于硅藻繁殖,致使总藻密度降低,总藻种数增加,其中绿、蓝、硅藻增加百分比较大,藻类多样性增大。     

嘉陵江出口段硅藻水华发生规律

嘉陵江是三峡库区最大支流,是重庆主城区重要的饮用水源,其主城段硅藻水华的发生预示着水质下降. 2005年8月—2008年3月连续对嘉陵江出口段水体水华硅藻密度进行监测并对数据进行分析. 结果表明:水华优势藻种为星肋小环藻(原变种)(Cyclotella asterocoststs),于每年的冬、春之交(1—3月)发生,生长速度快,发生数量有明显峰值并在总藻比例中绝对占优(0.02＜优势度＜0.28),4月以后水华现象消失直至次年同期再次发生,具有明显的年规律性. 水华发生时,污染物含量较高的磁器口右岸与朝天门右岸2个采样点的水华现象严重,尤其在2008年3月,磁器口右岸小环藻密度达到269×104 L-1,占同期总藻密度的92%. 较短的生活世代(5～7 d)使小环藻在适宜的生境中迅速增殖并在短期内迅速成为嘉陵江出口段富营养化敏感水体水华的优势藻种.      

急性毒性藻红外测试中联合作用评价法的重现性

为认识藻红外联合作用评价法的稳定性,用苯(C6H6)、甲苯(C6H8)、二甲苯(C8H10)、氯苯(C6H5Cl)、三氯甲烷(CHCl3)和羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)进行了重现性实验,通过测试实验藻对5种药品不同组合的响应温差,用联合偏差系数法评价联合作用类型,分析药品联合毒性的重现性及联合作用评价法的评价效果。结果表明:二元组合中,重现性50%的5组,重现性75%的5组,平均重现性62.5%;三元组合中,重现性50%的1组,重现性75%的8组,重现性100%的1组,平均重现性75%;四元组合中,重现性50%的1组,重现性75%的1组,重现性100%的3组,平均重现性85%;五元组合重现性100%,混合药品总平均重现性73.1%。重现性大于阈值的组合19个,占全部26个组合的73.1%。药品组合元数增减与联合作用的重现性正相关。分析可知,藻红外联合作用评价法用于联合作用分析稳定性较好。     

嘉陵江出口段春季水华藻种鉴定

嘉陵江为三峡库区最大支流,对库区水环境具有重要影响,2004年夏进行了嘉陵江出口段藻类活动规律研究,2005年春首次发现嘉陵江出口段小环藻（Cyclotella）暴发。2008年春嘉陵江出口段小环藻暴发水样经中科院武汉水生所鉴定的水华藻种为极小冠盘藻（Stephanodiscus minutulus）,由于极小冠盘藻光学显微特征与小环藻暴发水样中主要小环藻光学显微特征不一致,因此需要弄清春季嘉陵江出口段水华小环藻分类地位。为认知春季嘉陵江出口段水华小环藻种,2009年春季于嘉陵江出口段小环藻发生期间,采集水样,离心浓缩,酸化处理,经电子显微镜扫描得到主要小环藻的电子显微照片,通过中国淡水藻志第四卷硅藻门中心纲相关小环藻特征分析比较,嘉陵江出口段春季水华小环藻种为星肋小环藻（Cyclotella asterocostata Grun.）。