海洋卡盾藻无细胞滤液对赤潮微藻的作用及其与微藻的共培养

实验模拟条件下,研究了海洋卡盾藻无细胞滤液对四种微藻生长的影响及其与东海原甲藻和塔玛亚历山大藻的共培养。结果表明:卡盾藻无细胞滤液对三角褐指藻、东海原甲藻和塔玛亚历山大藻细胞的生长速率都有显著的抑制效应(P<0.01),而对中肋骨条藻的生长抑制作用较弱,当卡盾藻滤液在高浓度(15 mL、20 mL)/40 mL下,中肋骨条藻的生长才受到显著抑制,而低浓度下没有明显影响。海洋卡盾藻与甲藻的共培养明显促进了卡盾藻的生长,抑制了甲藻的生长,对东海原甲藻的抑制作用较强。共培养的结果可能是由于海洋卡盾藻与甲藻之间存在化感作用或营养盐竞争作用,而无细胞滤液对微藻的作用表明海洋卡盾藻对微藻产生化感效应。     

几种典型有害藻对皱纹盘鲍急性毒性及其抗氧化酶活性的影响

为更好地了解有害藻华对鲍的影响及其原因,本文选择米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）、东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和抑食金球藻（Aureococcus anophageffferens）4种典型有害藻,开展对皱纹盘鲍（Haliotis discus hannai）的急性毒性及其成体抗氧化酶活性研究。研究发现,米氏凯伦藻和链状亚历山大藻均可致皱纹盘鲍幼虫、幼鲍和成体死亡。在米氏凯伦藻藻华现场密度下（5000/mL）,皱纹盘鲍幼虫的致死效应最显著,96 h时的存活率为4.7%。暴露在4000/mL藻密度链状亚历山大藻中,96 h时幼虫存活率为25.5%,暴露在10000/mL藻密度链状亚历山大藻中,48 h时幼鲍和成体存活率降至3.3%和6.7%。东海原甲藻和抑食金球藻对幼鲍和成鲍没有急性毒性影响,但能够降低皱纹盘鲍幼虫的存活率。米氏凯伦藻和链状亚历山大藻能够抑制皱纹盘鲍鳃的SOD酶活性和CAT酶活性、肝胰组织的SOD酶活性和GSH-Px酶活性,对皱纹盘鲍免疫系统造成损伤,而东海原甲藻和抑食金球藻对鲍体内的3种抗氧化酶活性的影响不明显。以上结果表明,米氏凯伦藻和链状亚历山大藻藻华能对鲍养殖产业造成严重威胁,东海原甲藻和抑食金球藻藻华可对鲍的资源补充存在不利影响。     

海洋底栖甲藻——利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对三种赤潮藻的化感作用

为明确利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对其它生物可能存在的化感作用,考察了利玛原甲藻培养物、无藻细胞滤液以及腹泻性贝类毒素(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)租提物对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chauondla marina)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)3种赤潮藻生长的影响.结果显示,共培养时利玛原甲藻对其它3种赤潮藻的生长有不同程度的抑制作用,其生长也受到3种赤潮藻的影响;无藻细胞滤液对东海原甲藻和海洋卡盾藻有抑制作用,其中对东海原甲藻的抑制作用更明显.但对塔玛亚历山大藻的影响不大;比较而言,DSP粗提物对3种藻的影响最为明显,甚至可完全抑制海洋卡盾藻的生长.这些结果提示.利玛原甲藻与赤潮藻间存在交互抑制作用,可能会通过分泌化感物质、细胞间接触抑制等途径抑制其它藻的生长;利玛原甲藻具有一定的化感作用,但DSP毒索并非利玛原甲藻发挥化感效应的主要原因.     

溶藻菌Serratia sp.对蓝、绿藻的去除研究

水体富营养化对水环境造成严重影响,利用微生物去除富营养化水体中藻类的方法具有广阔前景。该研究以实验室分离出的一株溶藻菌Serratia sp.为研究对象,将其分别加入富营养化水体中常见的蓝藻(水华束丝藻)和绿藻(四尾栅藻)藻液中,通过监测共培养体系中藻细胞密度、叶绿素a浓度、p H、总氮、总磷的变化,探讨溶藻效果,并通过光谱技术分析溶藻产物。结果表明：溶藻菌Serratia sp.对两种藻都具有较好的溶藻效果,且溶藻菌Serratia sp.浓度越高,溶藻效果越好;添加原菌液的实验组蓝、绿藻的叶绿素a去除率分别为64.3%和85.1%,藻细胞密度分别下降71.4%和83.9%;藻液中总氮分别下降17.84 mg/L和10.82 mg/L,而总磷分别下降7.75 mg/L和5.68 mg/L,总氮去除效果更佳;初步推断溶藻产物中含有N-H、O=N-O-(-NO₂)、C-H、C-N、C-O、CH₂等键,结合三维荧光的扫描结果,推断为类色氨酸物质和类腐殖酸物质。     

大型海藻与赤潮微藻以及赤潮微藻之间的相互作用研究

研究了2种大型海藻石莼(Ulva pertusa)和江蓠(Gracilaria lemaneiformis)对2种赤潮微藻:东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)和塔玛亚历山大藻(Alexandum tamarense)生长的影响以及2种微藻之间的相互作用,结果发现:①在大藻(石莼或江蓠)-微藻(东海原甲藻或塔玛亚历山大藻)的共培养体系中,石莼和江蓠均能明显影响与其共培养的微藻的生长,石莼对微藻生长的影响强于江蓠的作用.②在东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的双藻培养体系中,东海原甲藻的生长受到明显的抑制作用,最终被完全灭杀;体系中塔玛亚历山大藻的生长未受到明显的影响.另外,塔玛亚历山大藻的培养液滤液能明显抑制东海原甲藻的生长,但东海原甲藻滤液对塔玛亚历山大藻的生长几乎没有影响.实验室条件下模拟二者相互作用的结果显示,塔玛亚历山大藻对东海原甲藻的抑制作用是其被后者抑制作用的17倍左右.③在大藻(石莼或江蓠)-东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的多藻培养体系中,东海原甲藻和塔玛亚历山大藻的生长变化与它们在共培养体系中的变化非常类似.半数致死时间(LT50)法的检测结果显示:多藻培养体系对东海原甲藻的联合作用是协同作用,而对塔玛亚历山大藻的作用是相加作用.     

中国近岸海域优势藻种吸收利用磷的过程

通过现场采样和室内培养实验分析了藻类植物的生长状况和细胞结合态磷对磷酸盐浓度的响应.现场调查结果发现,在水华区域藻类植物的细胞磷库分布特点与非水华区域明显不同.室内培养结果发现,中肋骨条藻和东海原甲藻的最大磷酸盐吸收速率为7.71,2.39μmol/（L·d）,最大比生长率分别为0.517,0.262d^-1,磷酸盐吸收同化率为5.9×10^-8,4.7×10^-7μmol/cell,前者具有更快的磷酸盐吸收能力,更高的比生长率和较低的磷酸盐吸收同化率.2种藻细胞内结合态磷通常占细胞总磷库的50%以上,是细胞磷库主要存在形式.中肋骨条藻种群可以通过藻细胞数量增长来吸收环境中的磷源,而东海原甲藻则会优先满足细胞自身的磷储存后进行细胞增殖.在高浓度磷环境中,东海原甲藻种群的细胞不同结合态磷的质量浓度会达到饱和.磷匮乏时,中肋骨条藻和东海原甲藻的细胞内结合态磷的质量浓度与零时刻相比分别降低了45%和66%,前者明显低于后者.培养过程中,中肋骨条藻单个细胞的细胞表面吸附态磷库（95%）比细胞内磷库（50%）的降低幅度更大,东海原甲藻则与之相反.     

石油烃类污染物对中肋骨条藻和微型原甲藻的毒性效应研究

选择中肋骨条藻（Skeletonema costatum）,微型原甲藻（Prorocentrum minimum）作为受试生物,测定了原油、燃料油分散液（WAF）以及添加溢油分散剂后的乳化液（DWAF）对两种微藻的毒性效应参数。结果表明:低浓度的原油WAF和DWAF以及燃料油DWAF均对中肋骨条藻的生长起促进作用,其中,当原油WAF浓度为0.3 mg/L时,促进作用最强;而原油DWAF浓度低于0.5 mg/L时,开始促进生长,当浓度低至0.1 mg/L时,种群增长速率最大。两种微藻在4种不同石油烃类污染物体系中的96 h-EC₅₀差异较大,96 h-EC₅₀值介于0.07~30.77 mg/L之间;其中燃料油DWAF毒性最强,对中肋骨条藻和微型原甲藻的96 h-EC₅₀分别为0.45 mg/L和0.07 mg/L;而微型原甲藻对原油WAF毒性效应敏感性最低,其96 h-EC₅₀高达30.77 mg/L。     

吐纳麝香对东海原甲藻的毒性作用机制

为研究吐纳麝香(AHTN)对海洋微藻的毒性作用机制,以东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)为受试对象,测定5种浓度的AHTN(1,10,50,200和400μg/L)对微藻的生长、光合色素含量、细胞形态结构、细胞膜通透性、抗氧化系统和光合系统的影响.结果表明,AHTN显著抑制东海原甲藻的生长,...     

海水中的红霉素与营养盐对微藻的复合影响

大量的抗生素及其代谢产物最终会进入海洋,其对海洋生态系统的潜在威胁值得关注.研究了不同浓度的红霉素和营养盐对2种甲藻——米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和1种硅藻——中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生物量、光合色素含量、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响,以此来探究海水中红霉素与营养盐限制是否会对微藻产生复合影响,评估不同的营养状态下红霉素对海洋生态的影响.结果表明,营养盐限制会降低米氏凯伦藻、东海原甲藻和中肋骨条藻对红霉素的耐受限度.本实验范围内(0～1 000μg·L~(-1)),红霉素对米氏凯伦藻的生长无显著影响,高浓度的红霉素(≥100μg·L~(-1))会显著抑制东海原甲藻和中肋骨条藻的生长,这3种微藻中中肋骨条藻对红霉素敏感性最高.     

3种赤潮藻对褶皱臂尾轮虫的急性毒性效应

应用急性毒性试验方法,研究了可控生态条件下不同密度的东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)、赤潮异弯藻 (Heterosigma akashiwo Hada)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense Balech) 对褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）的致死率和种群增长参数的影响. 结果表明,东海原甲藻、赤潮异弯藻和塔玛亚历山大藻对褶皱臂尾轮虫24 h的LC₅₀分别为3.56、 1.21和0.49 (×10⁴　cells/mL); 3种赤潮藻在对褶皱臂尾轮虫的致毒过程中均表现了明显的密度效应; 10⁴cells/mL的东海原甲藻藻体,10⁵cells/mL的赤潮异弯藻滤液和藻内容物以及10³ cells/mL的塔玛亚历山大藻滤液、藻内容物和藻体对褶皱臂尾轮虫有显著的抑制效应,且抑制作用随藻密度的增加而增强.     

纳米二氧化钛对三价砷在大型蚤体内累积与毒性的影响

nTiO₂（纳米二氧化钛）可作为其吸附污染物的运输载体而影响污染物在生物体内的累积与毒性,为明晰nTiO₂吸附As（Ⅲ）（三价砷）后作为As的运输载体对水生物体内As累积与毒性的影响,以大型蚤（Daphnia magna）为受试生物,通过室内培养试验,研究了不同nTiO₂浓度、As（Ⅲ）不同暴露水平相互作用下蚤体中As与Ti的累积含量、毒性及其潜在作用机制.结果表明,nTiO₂可在30 min内吸附As（Ⅲ）至平衡,其中2、20 mg/L的nTiO₂对75 μg/L As（Ⅲ）的吸附率分别可达31.38%、51.84%,蚤体内As的累积含量分别为对照组的2.9和3.8倍,表明nTiO₂可作为运输载体提高As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积;但不同As暴露水平下蚤体As和Ti含量的相关关系表明,nTiO₂作为载体的运输作用可能会因As暴露水平的增加而减弱.另外,nTiO₂虽然作为运输载体提高了As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积,但并未增加As（Ⅲ）对大型蚤的毒性.添加2、20 mg/L的nTiO₂后,As（Ⅲ）对大型蚤的24 h IC₅₀（半抑制浓度）分别从0.93 mg/L增至2.53和2.97 mg/L,表明nTiO₂降低了As（Ⅲ）对大型蚤的毒性.研究显示,nTiO₂虽增加了As（Ⅲ）在大型蚤体内的累积,但却降低了As（Ⅲ）对大型蚤的毒性,这有利于对nTiO₂及其复合重金属污染风险的深入认识.      

两株凯伦藻对轮虫急性毒性的研究

本实验初步研究了两株凯伦藻Karenia selliformis和Karenia umbella对褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）的毒性效应。通过设置不同浓度的藻细胞培养液,在48 h内对褶皱臂尾轮虫进行急性毒性观察试验,研究结果表明,K.selliformis和K.umbella对褶皱臂尾轮虫具有明显的毒性作用。在短时间内（2 h）,两种凯伦藻的毒性效应均与细胞密度呈现较好的正相关性（K.selliformis,R2=0.96;K.umbella,R2=0.92）。对轮虫2 h的半致死浓度（LD₅₀）分别为2750/mL（K.selliformis）和14011/mL（K.umbella）,显示K.selliformis对褶皱臂尾轮虫的急性毒性作用较之K.umbella更强。通过进一步比较两种凯伦藻的藻液、细胞过滤液和藻细胞破碎液的毒性结果显示,仅藻液有毒害作用,而去细胞过滤液和藻细胞破碎液对轮虫没有毒害作用,说明与藻细胞的直接接触是导致轮虫死亡的关键因素。     

四种石油分散液对栉孔扇贝和刺参的急性毒性研究

选择栉孔扇贝（Chlamys farreri）和刺参（Apostichopus japonicus）作为受试生物,采用半静态试验法测定了原油、燃料油分散液（WAF）以及添加消油剂后的乳化液（DWAF）对两种生物的毒性效应。采用概率单位算法并利用SPSS 13.0进行数据处理,计算出96h-LC₅₀。结果表明,4种石油烃对栉孔扇贝和刺参的96h-LC₅₀为:DWAF_燃料油（1.14 mg/L,0.16 mg/L）> DWAF_原油（1.39 mg/L,0.74 mg/L）> WAF_燃料油（1.80 mg/L,4.10 mg/L）> WAF_原油（3.40 mg/L,6.44 mg/L）。4种石油分散液对两种生物均有明显致毒效应;轻质油（燃料油）的毒性效应较重质油（原油）大;加入消油剂后石油烃毒性增强,并且对刺参的毒性增强更明显,建议使用栉孔扇贝和刺参共同评估海洋溢油生态损害。     

大亚湾海域4种常见危化品对发光细菌的生物毒性研究

采用发光细菌法对大亚湾海域海水进行生物急性毒性实验,掌握大亚湾海域海水水质情况,并对大亚湾海域海水进行4种危化品生物急性毒性实验。结果显示,7月和11月大亚湾海域各站位海水对发光细菌的抑制率均小于30%,为低度毒性风险。4种危化品生物急性毒性实验结果显示,甲醛对发光细菌的半抑制浓度IC₅₀为8.609 mg/L,甲醇对发光细菌的IC₅₀为0.048 mg/L,甲苯对发光细菌的IC₅₀为0.002 mg/L,苯酚对发光细菌的IC₅₀为43.484 mg/L,4种危化品对发光细菌的IC₅₀为甲苯<甲醇<甲醛<苯酚。     

诺氟沙星对盐生杜氏藻、新月菱形藻和小球藻的生态毒性效应

基于室内培养实验,研究了海洋环境污染物诺氟沙星对盐生杜氏藻、新月菱形藻和小球藻的生态毒性效应。结果表明,实验浓度范围内,3种微藻生物量都随时间增加而增大,符合Logistic生长模型;诺氟沙星对3种微藻毒性效应差别较大,对新月菱形藻的毒性效应最低,EC₂₀（concentration for 20% of maximal effect）和EC₀₅（concentration for 5% of maximal effect）分别为25.36 mg/L和1.76 mg/L;对盐生杜氏藻的毒性效应较低,EC₂₀和EC₀₅分别为10.54 mg/L和1.25 mg/L;对小球藻的毒性效应最高,EC₂₀和EC₀₅分别为5.33 mg/L和0.01 mg/L;诺氟沙星对三种海洋微藻的抑制率增幅均随浓度增加趋缓。另外,在1 mg/L的浓度下,新月菱形藻的B_f值略高于对照组,这可能与毒性兴奋效应有关;小球藻的指数增长期随着诺氟沙星浓度的增大有着明显缩短的趋势。基于物种敏感性分布,得到诺氟沙星污染物对海洋生态系统的预测非效应浓度（predicted no effect concentration,PNEC）为0.096 mg/L。     

不同温度和pH下氨氮对河蚬和霍甫水丝蚓的急性毒性

水环境中氨氮毒性与pH、温度等环境因子密切相关. 采用半静态方法研究不同pH和温度下氨氮对河蚬(Corbicula fluminea)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的急性毒性效应. 结果表明:pH对氨氮毒性影响显著,其中NH₃₊NH₄+对河蚬和霍甫水丝蚓的LC₅₀(半致死浓度)随pH的增加而下降,其变化范围为11.78~83.82 mg/L,并且这2种水生生物对NH₃₊NH₄+毒性的敏感性差异不大;当温度分别为20、25和30 ℃时,NH₃₊NH₄+对河蚬的LC₅₀分别为70.86、37.85和19.14 mg/L,对霍甫水丝蚓的LC₅₀分别为65.88、42.73和21.21 mg/L,20 ℃时NH₃₊NH₄+对河蚬及霍甫水丝蚓的LC₅₀分别是30 ℃时的3.70和3.11倍. 表明水体pH和温度越高,氨氮的毒性作用越强. 通过比较氨氮水生生物基准中的FAV(最终急性值)和试验生物的LC₅₀发现,我国现有的氨氮基准能够很好地保护本土水生物种河蚬和霍甫水丝蚓.      

O#柴油分散液和乳化液对栉孔扇贝的急性毒性效应及富集差异性分析

本文以我国船舶常用燃料油0#柴油作为实验油品,以常用作海洋污染物指示的栉孔扇贝为受试生物,采用半静态暴毒实验法分别开展了栉孔扇贝对0#柴油分散液和柴油乳化液的急性毒性效应、富集与释放特征的对比研究。结果表明:（1）石油烃对栉孔扇贝具有较强的毒性效应,栉孔扇贝在柴油分散液中的96 h-LC₅₀为2.68 mg/L,在柴油乳化液中的96 h-LC₅₀为1.74 mg/L,二者均为高毒物质,消油剂的使用增加了柴油对扇贝的毒性;（2）栉孔扇贝在柴油乳化液中的稳态生物富集系数BCF₁为404.6~91.75 mg/L,动力学生物富集系数BCF₂为1973.80~327.06 mL/g,动力学吸收速率常数k_u为8.89~0.71 mL/（g·h）,均大于同浓度下在柴油分散液中BCF（292.2~49.6 mL/g、1412.4~106.5 mL/g）和k_u（6.92~0.48 mL/（g·h））,表明栉孔扇贝对柴油乳化液有更强的富集能力与富集速率。     

土壤锑胁迫下赤子爱胜蚓在个体和细胞水平的毒性效应

随着锑(Sb)矿的开采,Sb及其化合物对矿区周围生物暴露风险增大,Sb污染研究在国内外日益受到重视. 为阐明矿区Sb污染土壤对周边生物的毒性效应,本文通过向人工土壤添加焦锑酸钾(KSbO₆H₆)模拟受污染土壤,分别探究了Sb对土壤无脊椎模式生物——赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)存活、Sb富集、总蛋白、抗氧化系统酶、丙二醛(malondialdehyde, MDA)的影响,并利用生物标志物响应指数(biomarker response index, BRI)对Sb胁迫下蚯蚓的毒性效应进行综合评价. 结果表明:①蚯蚓死亡率与土壤Sb浓度和暴露时间剂量效应关系明显,经计算蚯蚓56 d LC₅₀为4 380.37 mg/kg. ②蚯蚓对Sb仅有少量吸收,最高处理组(12 800 mg/kg)在暴露56 d后Sb富集量仅为213 mg/kg. ③超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、MDA在暴露28 d内呈现先升高后降低的倒“U”型变化,过氧化氢酶(catalase, CAT)总体呈现“上升—下降—上升—下降”的变化趋势;总蛋白随时间和处理水平增加呈现不断下降趋势. ④在暴露期间共计24个含Sb处理组中,20个处理受到中等及以下水平健康影响,仅有4个处理组BRI小于2.5,属于严重健康影响. 研究显示,总蛋白、SOD、CAT、POD、MDA均对Sb比较敏感,Sb对赤子爱胜蚓的毒性效应不强,该研究结果可为我国土壤Sb污染提供关键毒理学数据.      

镉暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应研究

镉是一种具有强致畸性和致癌性的重金属. 为研究镉暴露对早期胚胎发育的毒性效应,以斑马鱼为模式动物,选取5个镉浓度来处理斑马鱼胚胎4~120 hpf (hours post fertilization, 受精后小时),计算镉的半致死(LC₅₀)浓度,研究7.50 mg/L镉对斑马鱼胚胎8个基因表达的影响. 结果表明:镉暴露导致斑马鱼胚胎产生小头、小眼、躯干弯曲、心脏发育异常以及死亡等异常. 通过原位杂交和定量PCR方法分析镉对抗氧化基因(prdx1和gstp1.2)、转录翻译相关基因(atf3、jdp2b和eif4a1b)、应激反应相关基因(hsp70l和hsp90aa1.1)以及脂肪酸结合蛋白基因(fabp7a)表达的影响,发现镉暴露将改变上述基因在组织和器官的表达及表达水平,这些影响可能与镉导致斑马鱼胚胎嗅球、侧线、神经和心脏的发育异常有关. 研究显示,镉的LC₅₀浓度为15.20 mg/L,7.50 mg/L的镉可影响斑马鱼胚胎的氧化应激、转录翻译和早期神经发育等过程,并通过影响基因表达从而干扰斑马鱼胚胎发育,进而可能造成个体嗅觉、视觉和运动等功能缺陷.