水体悬浮颗粒物对斜生栅藻生理生化及光合活性的影响

通过研究不同浓度(30、40、50、60、70 mg·L-1)和不同粒径(0～75μm、75 ～ 96μm、96 ～150 μm、150～ 250 μm)水体悬浮颗粒物对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)叶绿素a含量、抗氧化系酶活性、脂质过氧化物丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量及光合参数变化的影响,探讨了水体悬浮颗粒物对斜生栅藻生理生化及光合活性影响的机制.结果表明,预处理与未处理悬浮颗粒物在一定浓度范围内会促进藻类生长,超过各自临界浓度(预处理为40 mg·L-1、未处理为50 mg·L-1)后,随着颗粒物浓度的增加会对藻类生长产生抑制现象未经处理的相同浓度不同粒径颗粒物对斜生栅藻都表现出抑制作用,0～75μm粒径组颗粒物作用下藻体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、MDA和可溶性蛋白质含量等均显著区别于其他粒径组的作用(p＜0.05).经过预处理的相同浓度不同粒径颗粒物中,96～150μm粒径组对藻类的生长抑制较其他粒径组明显,且小粒径组颗粒物对藻类体内SOD、CAT、MDA和可溶性蛋白质含量等影响较大.受不同浓度悬浮颗粒物胁迫的斜生栅藻相对电子传递速率随着时间延长在一定程度上降低,但这种抑制作用在藻细胞的耐受范围,藻细胞可以通过自身调节将电子传递速率恢复到正常水平甚至更高以抵抗逆境环境.     

五氯酚对斜生栅藻的毒性效应研究

以斜生栅藻细胞的生长状况、色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)及蛋白质含量的变化作为指标,研究了不同质量浓度的五氯酚(0,0.02,0.05,0.10,0.50,1.00 mg/L)对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的毒性效应.24,48,72,96和120 h五氯酚对斜生栅藻的EC50分别为0.883,0.283,0.225,0.168和0.192 mg/L.斜生栅藻生长受抑制程度随五氯酚质量浓度增加而加强,当五氯酚的质量浓度超过0.50 mg/L时,斜生栅藻的生长几乎完全受到抑制.染毒96 h的斜生栅藻色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量以及蛋白质含量随着五氯酚质量浓度的增加呈下降趋势,色素比例失调,色素对五氯酚的敏感程度为:类胡萝卜素＞叶绿素a＞叶绿素b;可溶性蛋白质含量与色素含量的减少呈明显线性相关(r=0.793,n=6).      

重金属铅、铬胁迫对斜生栅藻的生长、光合性能及抗氧化系统的影响

以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus JNU49)为研究对象,研究了重金属Pb2+、Cr3+、Cr6+对斜生栅藻生物量积累、光合性能及抗氧化系统的影响.结果表明,Pb2+、Cr3+、Cr6+对斜生栅藻的半数抑制浓度(IC50)分别为82.94、121.15、23.65μmol·L-1.半数抑制浓度胁迫下,斜生栅藻的放氧速率分别在第2~8 d(Pb2+胁迫)、1~3 d(Cr3+、Cr6+胁迫)受到明显抑制,而呼吸速率无明显变化;Pb2+胁迫下,斜生栅藻光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)、相对电子传递速率(rETR)均明显低于对照,光化学淬灭(qP)从第1~5 d高于对照,而第6~8 d则显著低于对照;Cr3+和Cr6+胁迫对斜生栅藻光合性能的影响不如Pb2+胁迫明显.斜生栅藻丙二醛(MDA)含量在重金属胁迫下变高,以第3、4 d尤为明显;超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,于第3、4 d较为明显;过氧化氢酶(CAT)活性、总抗氧化活性(T-AOC)在重金属胁迫下均小幅度提升.通过本研究发现,斜生栅藻的生物量、光合速率、叶绿素荧光参数和SOD活性等指标对重金属胁迫的反应均较为灵敏,可作为评估重金属胁迫对微藻危害的指标.     

氟喹诺酮类抗生素对淡水微藻的毒性效应研究

工农业生产及人类生活使用了大量抗生素及其衍生品,抗生素的大量使用造成严重的环境污染。该研究选取在水环境中检测频率较高、生态风险较大的氧氟沙星（OFL）、环丙沙星（CIP）以及诺氟沙星（NOR）等代表性氟喹诺酮类抗生素为研究对象,以典型原核微藻铜绿微囊藻以及真核藻类斜生栅藻作为受试生物,通过藻细胞密度、叶绿素a以及抗氧化应激水平的变化综合分析喹诺酮类抗生素对铜绿微囊藻和斜生栅藻的潜在毒性效应及作用机理。结果表明,典型氟喹诺酮类抗生素暴露会显著抑制铜绿微囊藻的生长,各抗生素处理组藻密度下降1～2个数量级,抑制率高达99.37%,同时叶绿素a浓度急剧下降直至低出检测限。氟喹诺酮类抗生素可引发藻细胞产生大量活性氧自由基（ROS）,进而引起脂质过氧化。铜绿微囊藻经暴露后,超氧化物歧化酶（SOD）与对照组相比有着十分显著的升高,丙二醛（MDA）与对照组相较有着显著的降低（P≤0.01）。而氟喹诺酮类抗生素暴露对斜生栅藻则起到促进作用,藻密度随着环丙沙星浓度的升高而增加。处理组SOD的波动水平与对照组差异不显著,但处理组MDA的含量变化与对照组差异显著升高（P≤0.05）,斜生栅藻虽受到一定氧化损伤...     

S-异丙甲草胺与镉对斜生栅藻光合作用的影响

采用毒性试验标准方法研究了Cd2+与S-异丙甲草胺单独及联合作用对斜生栅藻叶绿素含量及叶绿素荧光特性的影响.暴露96 h后,Cd2+和S-异丙甲草胺单独作用对斜生栅藻叶绿素含量和叶绿素荧光参数F0、Fv/Fm、Fv/F0、Y(Ⅱ)、qP、NPQ和rETR均有一定影响,表明Cd2+和S-异丙甲草胺对斜生栅藻光合作用产生影响,PSⅡ受损,抑制光合作用的原初反应,阻碍光合电子传递的过程,对热能的耗散能力逐渐丧失.Cd2+对斜生栅藻叶绿素含量和叶绿素荧光参数影响要显著大于S-异丙甲草胺的影响,影响程度随有毒物质浓度的升高而增加,光强为231μmol·(m2·s)-1时,空白组Y(Ⅱ)的平均降幅为62.5%,Cd2+处理组随Cd2+浓度的升高平均降幅分别为68.0%、82.5%和100%,S-异丙甲草胺处理组平均降幅分别为66.1%、72.1%和79.6%.Cd2+与S-异丙甲草胺联合作用对叶绿素荧光参数的影响主要是Cd2+的影响.     

水稻秸秆浸泡液对蓝藻和绿藻生长选择性抑制作用

运用流式细胞仪研究了水稻秸秆浸泡液(RSE)对藻类生长、形态学特征(细胞大小)和生理参数(叶绿素荧光强度)的影响.RSE对有毒、无毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、有毒水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)、鱼害微囊藻(Microcystis ichthyoblabe)这4种蓝藻和羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)这3种常见绿藻生长的抑制作用具有选择性.RSE浓度为2.0~10.0 g·L~(-1)时,可以显著抑制蓝藻的生长,同时强烈影响了藻细胞的叶绿素荧光强度和细胞大小.有毒水华鱼腥藻、鱼害微囊藻、有毒和无毒铜绿微囊藻的7d EC50分别为1.72、2.21、2.92和5.72 g·L~(-1).暴露于RSE的蛋白核小球藻和斜生栅藻,细胞生长被促进了并观测到有群体形成;而对羊角月牙藻来说,当RSE浓度为1.0~4.0 g·L~(-1)时月牙藻生长和叶绿素荧光强度被抑制,但是当RSE浓度为8.0~10.0g·L~(-1)时,月牙藻生长被显著促进.总之,RSE对蓝藻生长的抑制效果强于羊角月牙藻、蛋白核小球藻和斜生栅藻,蓝藻光合系统Ⅱ反应中心的敏感性和绿藻群体的形成可能是造成两者对水稻秸秆敏感性不同的重要原因.     

固定化栅藻对污水的净化及其生理特征的变化

将斜生栅藻包埋固定在褐藻酸钙凝胶胶珠中。对人工配制的污水进行净化,研究其对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率以及净化过程中藻类的生长,叶绿素α含量、光合强度和过氧化物酶活性的变化。并与未固定的斜生栅藻（悬浮藻）进行对照比较,结果表明,由于固定化提高了斜生栅藻的合成代谢生理活性,延迟衰老,对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率明显提高     

头孢拉定及光降产物对藻类生长影响的研究

文章研究头孢拉定和经紫外光降解不同时间的头孢拉定产物对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长及叶绿素a含量的影响.结果表明,头孢拉定对两种藻均有抑制作用,且随着浓度的增加抑制作用加强,但两者的抑制效果不同;3 mg/L的头孢拉定能显著抑制铜绿微囊藻的生长以及叶绿素a含量的增加,但对斜生栅藻只有微弱的抑制作用,即便是10 mg/L的头...     

紫外线对再生水中斜生栅藻的生长抑制效果

再生水具有就近易得、水量大且稳定等突出优点,已成为景观水体的重要补给水源。但再生水中含有氮、磷等营养物质,景观回用过程中可能会加剧藻类水华爆发风险。在藻类生长的早期阶段,采用紫外线处理有可能将再生水中藻类生物量控制在低风险范围,从而预防再生水景观回用水体中发生水华。以深圳市某污水处理厂二级出水为再生水回用景观水体的典型样品,考察了紫外线（254 nm波段）对典型微藻斜生栅藻的生长抑制效果,采用流式细胞术、调制荧光技术等方法,研究了不同紫外剂量对斜生栅藻的生长抑制效果,以及对藻细胞膜完整性和光合活性的影响。结果表明:对于初始密度约为7×104个/mL的斜生栅藻,50~100 mJ/cm2的紫外线能够取得1~5 d的生长抑制期,150~200 mJ/cm2剂量能将生长抑制期延长至10 d。紫外线能迅速引起斜生栅藻光合活性下降并能逐渐引起部分藻细胞破裂,100~200 mJ/cm2剂量处理后10 d内膜损伤细胞比例达到16%~71%。可见,紫外线能够对再生水中的斜生栅藻取得显著的生长抑制效果,是具有应用前景的景观水体水华风险防控手段。     

斜生栅藻对草甘膦异丙胺盐的毒性响应

为了解有机磷农药毒死蜱污染对本土水生敏感性物种斜生栅藻的毒性效应,在实验室条件下采用静态毒性实验。研究了草甘膦异丙胺盐对斜生栅藻96 h急性毒性效应,并在急性试验基础上分析了不同浓度草甘膦异丙胺盐存在14 d后斜生栅藻叶绿素含量、可溶性蛋白以及丙二醛含量。结果表明:草甘膦异丙胺盐的96 h EC50为619.12 mg/L,属低毒农药;草甘膦异丙胺盐对斜生栅藻叶绿素a抑制作用显著,故叶绿素a可作为毒性评价敏感性指标;斜生栅藻在前期短时间低浓度胁迫作用下能促进可溶蛋白、MDA含量的上升,但在后期长时间高浓度的胁迫作用下,对斜生栅藻产生实质性的损伤至死亡,以胁迫作用后期可溶蛋白含量和MDA含量的下降体现出来。     

商品氯氰菊酯对斜生栅藻生长的影响及其生理生化效应

研究了商品氯氰菊酯对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长及生理生化指标的影响,以了解除虫菊酯农药对水生态系统的影响.在氯氰菊酯暴露下,藻细胞生长受到明显抑制,氯氰菊酯对斜生栅藻生长的72h半效应浓度(EC50)为2.37mg/L.藻细胞所有生理生化指标对氯氰菊酯响应迅速,12h到达最大促进或者抑制效果,48h后趋于平稳.其中12h处理,可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,中等浓度组的促进作用最强;超氧化物歧化酶(SOD)活性则呈现出低浓度促进、高浓度抑制效应.氯氰菊酯能促进藻细胞膜脂氧化产物丙二醛(MDA)的产生,且呈现出明显的剂量—效应关系,MDA含量可以作为监测氯氰菊酯污染的生物标记指标之一.研究结果表明,SOD活性抑制以及膜脂氧化是氯氰菊酯对斜生栅藻的重要致毒机理,但自然环境中的氯氰菊酯水平不会对淡水水体浮游藻类的生长产生抑制作用.     

离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐对斜生栅藻的毒性效应

按照毒性试验标准方法研究了不同浓度离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)对斜生栅藻的影响,测定了半数抑制浓度(IC50)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及藻细胞通透性的变化,观察了80mg/L[BMIM]Cl处理96h对藻细胞的影响.结果表明:[BMIM]Cl对斜生栅藻生长具有抑制作用,随着浓度的增大抑制率增加,叶绿素含量下降, 48h IC50、72h IC50和96h IC50分别为103.77、76.44和68.49mg/L.藻细胞对[BMIM]Cl有一定的氧化应激反应,CAT和SOD活性随[BMIM]Cl浓度升高而降低.[BMIM]Cl对藻细胞的细胞膜有一定程度的破坏作用,藻细胞通透性随浓度升高而增大,同时藻细胞的超微结构受到了[BMIM]Cl的影响,造成质壁分离,叶绿体片层断裂,线粒体嵴数量减少.     

斜生栅藻对低浓度无机磷去除和生长情况的研究

研究分析了低磷浓度培养条件对斜生栅藻生长情况的影响,以及斜生栅藻对磷的去除效果.结果表明,斜生栅藻在初始细胞浓度为1×105个/mL时,可以在22h内将初始浓度0.02～0.10mg/L的磷全部去除.在初始磷浓度0.02～0.10mg/L范围内,随磷浓度的增加藻体的生长速度增加,且最大生物量也明显增大.研究发现磷浓度对斜生栅藻的形态有重要影响,在外源磷充足的条件下,斜生栅藻多为四聚体,但随着磷浓度的逐渐下降,藻细胞从四聚体,分离为二聚体,最后以单聚体为主要存在形式.     

壬基酚对羊角月牙藻的毒性效应研究

为研究壬基酚（NP）对淡水微藻的毒性效应特点,选取模式生物羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）为受试对象,设置5个暴露处理浓度：0.1,0.3,0.6,0.9,1.2mg/L.观察并测定羊角月牙藻的生长情况、叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量等指标,并通过植物光合效率仪测定叶绿素荧光诱导动力学参数,分析NP对光系统Ⅱ（PSⅡ）的影响.结果表明,NP限制羊角月牙藻生长的96h EC50为0.979mg/L;NP处理浓度为0.3mg/L时,可以对羊角月牙藻生长产生抑制效应,与对照组相比,主要光合色素（叶绿素）含量下降,MDA含量显著增加,过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著上升,最大光能转化效率（Fv/Fm）显著下降,ABS/RC（单位反应中心吸收光能）显著上升,DI0/RC（单位反应中心耗散能量）、ET0/RC（单位反应中心捕获用于电子传递的能量）、TR0/RC（反应中心用于还原QA的能量）也随之升高;当处理浓度≥0.9mg/L后,CAT和SOD活性、TR0/RC显著下降,DI0/RC显著升高,表明PSⅡ受到损伤.由此可知,NP能够破坏膜系统完整性、诱发抗氧化系统响应并造成PSⅡ损伤,降低光能转化效率,对羊角月牙藻具有毒性效应,对水域生态系统具有潜在风险.     

微颗粒聚苯乙烯对微藻的生长和生理代谢影响

水体中微塑料污染已是人们普遍关注的问题,微藻是维持水生态系统平衡的重要成分,对水环境中污染物非常敏感,迄今微塑料对微藻潜在的生态效应仍知之甚少.本文比较微颗粒聚苯乙烯（PS, 1μm）对3种藻类：栅藻（Scenedesmus sp.）、集胞藻（Synechocystis sp. PCC6803）以及惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii FACHB-929）生长的影响.通过测定生长曲线、叶绿素a含量、最大光量子效率（Fv/Fm）、丙二醛含量、抗氧化酶（SOD和CAT）和代谢酶（碱性磷酸酶和脂酶）活性等生理指标,揭示了集胞藻和栅藻对PS不同的生理响应.实验结果表明,100 mg·L-1 PS暴露对集胞藻和惠氏微囊藻的生长及光合作用有显著抑制作用,其中对集胞藻的抑制作用更为显著,但对栅藻的生长和光合作用具有显著的促进作用.该研究提示：PS对不同微藻会产生不同生物学效应,进入水体的PS有可能改变种群结构,影响水生态系统.     

氧化石墨烯对淡水微藻生长及生物活性物质的影响

为掌握氧化石墨烯（GO）的水环境风险,以斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）和湖泊微拟球藻（Nannochloropsis limnetica）为研究对象,探究了GO对淡水微藻生长及其生物活性物质（碳水化合物、总蛋白质、总脂）的影响.结果表明,GO对2种微藻具有中等毒性,72h EC₅₀值分别为25.63和48.44mg/L.透射电镜（TEM）观察发现,GO纳米片层既能附着于藻细胞表面也能进入藻细胞内部,造成藻细胞超微结构明显变化,包括：质壁分离;叶绿体收缩;淀粉粒数量减少甚至消失.较低浓度（10mg/L）GO会促进微藻中光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）合成;而较高浓度（100mg/L）GO暴露下,2种微藻的类胡萝卜素和斜生栅藻叶绿素a的含量显著降低.2种浓度的GO总体上刺激了藻细胞内生物活性物质的合成,这是污染胁迫下的一种主动防御机制;而较高浓度GO造成碳水化合物含量显著降低,可能原因是细胞中储能物质由淀粉向中性脂转化.     

斜生栅藻与单甲脒的相互作用

为研究斜生栅藻与单甲脒的相互作用,采用评价化学品对藻类毒性的标准实验方法出了单甲凶制斜生栅藻生长的９６ｈ－ＥＣ５０为６．５ｍｇ／Ｌ。实验结果表明,在单甲脒浓度分别为２,４和８ｍｇ／Ｌ下,斜生栅藻都不具备降解单甲 能力。     

光照度对水柱中斜生栅藻生长的影响

为探索在湖库中呈不均匀分布的光照度对藻类生长的影响,在水柱中研究了不同入射光照度和斜生栅藻生物量动态变化之间的关系。结果显示,在稀释率为10%的连续流条件下,当入射光照度低于10000lux,即可获得平均光照度低于2000lux时,斜生栅藻出现负增殖,而在摇瓶试验中,在入射光照度为500lux时,斜生栅藻就表现出正增殖。研究发现采用可获得平均光照度这一指标以更好地描述水柱中藻类可获得光资源量的实际状况,可获得平均光照度和斜生栅藻的稳态生物量之间呈极显著的正相关关系。此外,水体中pH值和磷酸盐浓度的变化也从侧面反映了光照度对藻类生物量的影响。     

镉对铜绿微囊藻和斜生栅藻的毒性效应

采用不同Cd2+浓度处理铜绿微囊藻(Microcysis aeruginosa Kutz. )和斜生栅藻[Scenedesmus obliquus (Turp.) Kutz.],研究Cd对两种淡水藻的毒性效应.结果表明,Cd2+浓度低于0.1mg/L促进斜生栅藻生长,高于0.15mg/L时才转变成抑制作用,表现为毒物的低浓度促进高浓度抑制的Hormesis效应;但铜绿微囊藻对Cd2+的毒性非常敏感,0.05mg/L Cd2+作用72h后,其生长就受到明显抑制,随着浓度的升高,抑制作用越明显;受到Cd2+的胁迫,两种藻细胞均表现为细胞膜受损,藻液可溶性蛋白质和核酸含量升高,扫描电子显微镜观察显示,藻细胞表面的絮状物随着Cd2+的升高增多,尤其是铜绿微囊藻改变更为明显;同时,氧自由基( )含量升高,过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性早期均可随Cd2+浓度的增加而上升;两种藻对Cd2+均有一定吸收作用,单位藻细胞内,斜生栅藻对Cd2+的吸收能力明显好于铜绿微囊藻.镉对这两种藻的毒性机制之一可能是通过刺激氧自由基产生以及由其引起藻细胞生理生化改变而使这两种藻受到损伤,相比铜绿微囊藻,斜生栅藻不仅对Cd2+胁迫具有较好的耐受性,且对其具有良好的吸收作用,提示斜生栅藻具有开发成水体Cd2+生物处理材料的潜质.     

镉对铜绿微囊藻和斜生栅藻的毒性效应

采用不同Cd2+浓度处理铜绿微囊藻(Microcysis aeruginosa Kutz.)和斜生栅藻[Scenedesmus obliquus(Turp.)Kutz.],研究Cd对两种淡水藻的毒性效应.结果表明,Cd2+浓度低于0.1mg/L促进斜生栅藻生长,高于0.15mg/L时才转变成抑制作用,表现为毒物的低浓度促进高浓度抑制的Hormesis效应;但铜绿微囊藻对Cd2+的毒性非常敏感,0.05mg/L Cd2+作用72h后,其生长就受到明显抑制,随着浓度的升高,抑制作用越明显;受到Cd2+的胁迫,两种藻细胞均表现为细胞膜受损,藻液可溶性蛋白质和核酸含量升高,扫描电子显微镜观察显示,藻细胞表面的絮状物随着Cd2+的升高增多,尤其是铜绿微囊藻改变更为明显;同时,氧自由基(2Oi)含量升高,过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性早期均可随Cd2+浓度的增加而上升;两种藻对Cd2+均有一定吸收作用,单位藻细胞内,斜生栅藻对Cd2+的吸收能力明显好于铜绿微囊藻.镉对这两种藻的毒性机制之一可能是通过刺激氧自由基产生以及由其引起藻细胞生理生化改变而使这两种藻受到损伤,相比铜绿微囊藻,斜生栅藻不仅对Cd2+胁迫具有较好的耐受性,且对其具有良好的吸收作用,提示斜生栅藻具有开发成水体Cd2+生物处理材料的潜质.