赤潮异弯藻毒素的溶血活性检测

以实验室纯种培养的赤潮异弯藻为对象,研究了赤潮异弯藻毒素的产生部位,分析了藻毒素浓度与溶血活性的相关性,并对理化因子对藻毒素溶血活性的影响进行了探讨。结果表明,去藻过滤液、细胞内含物、细胞再悬液和细胞碎片的百分溶血度分别为35.68%、65.62%、88.23%和83.21%,细胞再悬液和细胞碎片的溶血活性显著高于其他组分,赤潮异弯藻溶血毒素主要来自于细胞内和细胞结构物质。赤潮异弯藻毒素存在浓度相关的溶血性,但不存在光敏感性,并在中性偏酸时溶血活性最高。Mg2+、Zn2+、Cu2+抑制了溶血活性,Ca2+、Mn2+、Co2+对溶血活性的抑制作用不显著。金属鳌合剂EDTA对赤潮异弯藻毒素的溶血活性没有明显的影响。     

集胞藻钙化对Cd胁迫的生理响应

为了研究在藻体钙化情况下Cd对集胞藻的胁迫作用,采用实验室模拟方法,通过不同浓度Ca2 、Cd2 配比下培养基中生物量、光合溶解氧、叶绿素等一系列生理指标的变化来反映钙化条件下Cd2 对集胞藻细胞的胁迫程度.结果显示,钙离子的存在能够使Cd2 对藻细胞的毒害作用减小并保护其受到进一步损害;二因素影响下交互试验,发现Ca2 、Cd2 分别与生物量呈现明显的负相关(|FCa2 |＞F0.05|FCd2 |＞F0.05),两者的交互作用与其呈显著正相关(FCd2 ＞F0.05).SEM和EDS观察到钙化层的产生.这说明重金属Cd对藻体胁迫压力的减小是由于钙化层的保护作用.     

营养盐水平对念珠藻胞外有机物产生的影响

以我国湖泊典型固氮蓝藻发状念珠藻(Nostoc flagelliforme)为研究对象,考察了氮、磷营养盐对发状念珠藻生长特性及其胞外有机物产生的影响.采用藻细胞浓度计数法表征发状念珠藻生长特性;分别采用溶解性有机碳(DOC)、三维荧光光谱(EEM)和紫外-可见光谱法,从总量和主要物质方面分析了发状念珠藻胞外有机物的产生规律.结果表明,在不同氮、磷营养水平下,发状念珠藻的4个关键生长时期基本相同,氮是控制发状念珠藻生长的关键营养控制要素;氮营养元素浓度的增高,有利于发状念珠藻产生胞外有机物,其产生量逐渐增大,而磷营养元素浓度的增高对胞外有机物产生量贡献较小,氮营养盐是发状念珠藻产生胞外有机物的关键限制因子;通过EEM谱图分析,发状念珠藻胞外有机物主要以类氨基酸类物质和类富里酸物质为主.以磷为控制营养盐时,类富里酸是主要的胞外有机物之一,以氮为控制营养盐时,类富里酸产生量极低;作为主要的胞外有机物,蛋白质和碳水化合物的产生规律显著不同,其中蛋白质含量显著高于碳水化合物含量.     

亚甲基蓝与次氯酸钠对塔胞藻胁迫作用的比较

实验选取养殖生产常用消毒药品亚甲基蓝C16H18ClN3S.3H2O和NaClO作为外源物质,探讨二者对塔胞藻(Pyramimimonas.sp)的毒理学影响及塔胞藻在逆境状态下的适应性变化。结果表明:NaClO对塔胞藻的胁迫表现为低浓度的刺激效应,细胞生理指标变化反映出明显的氧化毒害症状;C16H18ClN3S.3H2O对塔胞藻的胁迫表现为明显的抑制作用,塔胞藻对C16H18ClN3S.3H2O的降解作用显著,细胞所受到的氧化损伤轻微。胁迫作用下叶绿素含量、叶绿素a/b值降低,SOD活力、MDA含量升高;SOD在塔胞藻的氧化抗性机制起着重要作用。     

光照对东海典型赤潮藻生长及硝酸还原酶活性的影响

选用东海赤潮高发区两种典型赤潮藻种:东海原甲藻和中肋骨条藻,采用实验室一次性培养,参照东海海水的实际光照,研究了不同自然光强对两种赤潮藻生长及硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明在30～60 W.m-2光照范围内,东海原甲藻和中肋骨条藻均能正常生长,生长曲线皆为S型;而光强为9 W.m-2和0 W.m-2时,东海原甲藻和中肋骨条藻几乎无法生长.在实验设定的0～60 W.m-2范围内,两种藻的硝酸还原酶活性最大值NRAmax、最大生长速率μmax和终止生物量Bf随光照的变化趋势一致,说明光的强弱通过影响细胞硝酸还原酶活性大小间接影响藻类的生长.中肋骨条藻的最大生长速率及单位体积的NRAmax在数值上均远大于东海原甲藻,表明相对于东海原甲藻而言,中肋骨条藻能更好地利用硝酸盐.     

电氧化杀藻过程中藻细胞活性变化的研究

由Ti/RuO2棒为阳极、不锈钢管为阴极组成电氧化管式反应装置,采用TTC-脱氢酶活性和中性红染色的活性测定方法,研究了电氧化杀藻中藻活性变化以及影响因素.结果显示,在8mA/cm2下处理30min后,以藻细胞密度计的杀藻率仅为45%,而此时TTC-脱氢酶活性下降了94%,中性红染色率为100%,藻细胞已无法再生长,已全部失活,表明活性指标比细胞密度更能准确反映杀藻处理效果.电解液种类对杀藻存在明显影响,常用电解液Na2SO4和NaNO3的杀藻效果相近,Na2SO4浓度对杀藻效果影响不大.但当电解液中含有0.1mmol/LNaCl时,杀藻效果明显提高,5min后的脱氢酶下降了87%,中性红染色率达到82%.藻样初始浓度对杀藻效果影响较大,细胞密度增大,杀藻效果急剧下降,以天然水为电解液,细胞密度达到水华时的4.4×107个/L,只需处理1min可将藻细胞全部灭活.     

集胞藻胞外聚合物(EPS)与氯霉素的相互作用

通过利用激发-发射矩阵(EEM)荧光光谱,研究蓝藻集胞藻EPS(胞外聚合物)与CAP(氯霉素)的相互作用.结果表明:EPS含有6个峰,其中峰A(Ex/Em=205/304)、峰B(Ex/Em=230/302)、峰C(Ex/Em=235/354)和峰D(Ex/Em=260/372)为类蛋白峰,峰E(Ex/Em=275/446)和峰F(Ex/Em=350/452)为类腐殖质峰.除峰F外,其他各峰都能被CAP猝灭,说明它们所代表的物质能够与CAP发生作用;而峰F则几乎不被CAP猝灭,即荧光峰F不与CAP发生作用.CAP与EPS中荧光基团的反应属于静态猝灭,生成稳定的不发荧光的EPS-CAP络合物,其有效猝灭常数为3.28～4.49,结合常数为4.54～8.13.EPS与CAP强的络合作用意味着环境中普遍存在的EPS可能深刻地影响CAP在水环境中的迁移与转化.      

磷对四尾栅藻代谢有机物生成规律的影响

通过改变培养基中ρ(TP),并结合TOC(总有机碳)分析、考马斯亮蓝法、蒽酮硫酸法和茚三酮法研究不同ρ(TP)对水华中常见绿藻——四尾栅藻的生长规律及其IOMs(胞内有机物)和EOMs(胞外有机物)中TOC、蛋白质、碳水化合物和氨基酸代谢规律的影响. 结果表明,随着ρ(TP)的增加,四尾栅藻生长的指数期变长. ρ(TP)为0.01 mg/L时有利于四尾栅藻EOMs中碳水化合物的形成与积累,ρ(碳水化合物)在指数期达到最大,为89.25 mg/L;ρ(TP)为0.20 mg/L时则有利于四尾栅藻EOMs中氨基酸的形成,并且ρ(氨基酸)在稳定期达到最大,为13.72 mg/L. ρ(TP)为0.01 mg/L时有利于四尾栅藻IOMs中氨基酸的形成,ρ(氨基酸)在指数期达到最大值(21.85 mg/L). 利用EEM(三维荧光)对四尾栅藻的EOMs和IOMs进行表征发现,ρ(TP)的改变会对四尾栅藻IOMs和EOMs中不同物质的峰强产生影响;同时,随着藻细胞的生长,ρ(TP)也会影响四尾栅藻EOMs中的物质组成.      

偶氮染料对斜生栅藻的毒性作用及结构活性相关性研究

为了揭示不同结构染料对水生生态系统的毒性作用,研究９种偶氮类及２种蒽醌类染料对斜生栅藻的生长抑菌作用,并通过剖析毒性一结构之间的相关关系,探讨了偶氮染料的毒作用机理,１１种染产对斜生栅藻的４８ｈＥＣ５０在１．０９－４１．２２ｍｇ．Ｌ＾－１之间,偶氮染料分子中所包含偶氮键的个数及芳香环上取代基的亲水性和电性均影响染料的毒性,进一步证实偶氮染料的毒同理为Ｎ－Ｎ键不宾为一ＮＨ２后,形成Ｎ＋离子活性民生物     

鲴对食微囊藻鲢鳙排泄物及藻活性的作用研究

开展室内模拟实验,研究鲢、鳙和鲴不同混养系统中排泄物的量及微囊藻活性的变化.实验设置鲢鳙组合,鲢鳙鲴组合以及对照组,其中鲢鳙生物量放养比例为3：1,鲢鳙鲴组合中生物量放养比例为3：1：1,实验周期14d.结果显示,鲢鳙组和鲢鳙鲴组均能降低微囊藻密度,两组无显著差异（P>0.05）,但是均极显著小于对照组（P<0.01）.混养鲴鱼可以降低排泄物的量及微囊藻的被消化率,鲢鳙鲴组排泄物的量在第4d开始下降,实验结束时是鲢鳙组的16.08%.鲢鳙鲴组微囊藻的被消化率,第5d后快速增长,至实验结束达到85.9%,极显著高于鲢鳙组（P<0.01）.鲢鳙组和鲢鳙鲴组排泄物中的氨基酸和总氮含量相比未被摄食微囊藻减少率分别为33.17%、53.62%和34.97%、54.27%.鲢鳙鲴组和鲢鳙组排泄物光能活性（Fv/Fm、Fv/Fo、Yeld、qP及NPQ表示）和生长活性差异（EPS、Chla表示）较大,鲢鳙组微囊藻叶绿素荧光参数（除NPQ外）值经过短暂的下降后开始增长,而鲢鳙鲴组Fv/Fm、Fv/Fo、Yeld及qP在培养过程中下降显著,且至第5d后叶绿素荧光参数（除NPQ外）均极显著低于鲢鳙组（P<0.01）.鲢鳙鲴组NPQ呈上升的趋势,且第7d后极显著高于鲢鳙组（P<0.01）.在排泄物培养期间,鲢鳙鲴组排泄物中微囊藻的胞外多糖（EPS）含量、叶绿素a（Chl a）浓度不断下降,至实验结束极显著低于鲢鳙组（P<0.01）.结果表明,在鲢鳙控藻的基础上,混养鲴鱼可以减少鲢鳙摄食微囊藻后的排泄物,同时降低排泄物中微囊藻活性,减少了因鲢鳙排泄物引起的水环境污染和生态影响.     

Responses of Synechocystis sp. PCC 6803 (cyanobacterium) photosystem Ⅱ to pyrene stress

In order to explore the mechanism of acute toxicity for pyrene to cyanobacterial organisms, the responses of Synechocystis sp. PCC 6803 photosystem II (PS II) under pyrene stress were studied. The results showed there was no significant di erence about the oxygen evolution under 0.125 mg/L pyrene stress when compared with control, but it was significantly lower than control at 0.625 mg/L pyrene. Polyphasic chlorophyll-a fluorescence transients in cells of Synechocystis sp. PCC 6803 exhibited a typical increase including O, J, I, and P phases. Fluorescence yield at phases J, I and P declined slightly at 0.125 and 0.625 mg/L pyrene, and significantly lower than control at 3.125 mg/L. According to the parameters deviated from JIP-test, no modification was induced by pyrene both at the donor side and at the acceptor side of PS II, and the reaction centre of PS II is the primary damaging target. Based on the expressing of four key genes (psbA, psbB, psbC and psbO) of PS II, only psbA showed significant di erence at 3.125 mg/L pyrene when compared with control.     

转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因聚球藻7002净化重金属废水的研究

以转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因(mMT-I)聚球藻7002为对象,研究了其在含Cd2 、Pb2 和Hg2 的培养基中的生长特性及其对重金属的净化性能.结果表明,无论从生长速率还是对重金属的耐受特性来看,转 m MT-Ⅰ聚球藻7002均明显优于野生藻;随着培养进程的延续和细胞浓度逐渐提高,体系中Cd2 、pb2 和Hg2 的浓度逐渐降低,降幅最大的时间约在试验开始后1-3 d左右;经3 d培养,转mMT-Ⅰ聚球藻细胞对Cd2 、pb2 和Hg2 的净化率分别为63.90%、65.99%和96.27%,吸附量分别为10.75、58.89和112.61 mg·g-1,而野生聚球藻的吸附量分别为3.40、27.01和1.12 mg·g-1,前者分别是后者的3.16、2.18和100.45倍;并建立了操作时间和细胞浓度对净化率的单因子模型,以及总括动力学模型方程,模型对实验结果拟合良好.     

Construction and application of the Synechocystis sp. PCC6803-ftnA in microbial contamination control in a coupled cultivation and wastewater treatment

Inspired by iron fertilization experiments in HNLC (high-nitrate, low-chlorophyll) sea areas, we proposed the use of iron-rich engineered microalgae for microbial contaminant control in iron-free culture media. Based on the genome sequence and natural transformation system of Synechocystis sp. PCC6803, ftnA (encoding ferritin) was selected as our target gene and was cloned into wild-type Synechocystis sp. PCC6803. Tests at the molecular level confirmed the successful construction of the engineered Synechocystis sp. PCC6803-ftnA. After Fe^3 +-EDTA pulsing, the intracellular iron content of Synechocystis sp. PCC6803-ftnA was significantly enhanced, and the algae was used in the microbial contamination control system. In the coupled Synechocystis sp. PCC6803-ftnA production and municipal wastewater (MW, including Scenedesmus obliquus and Bacillus) treatment, Synechocystis sp. PCC6803-ftnA accounted for all of the microbial activity and significantly increased from 70% of the microbial community to 95%. These results revealed that while the stored iron in the Synechocystis sp. PCC6803-ftnA cells was used for growth and reproduction of this microalga in the MW, the growth of other microbes was inhibited because of the iron limitation, and these results provide a new method for microbial contamination control during a coupling process.     

类芽孢杆菌产絮凝多糖发酵条件优化及成分分析

为提高微生物絮凝多糖的产量,应用响应面方法对一株高效产絮菌株A9〔类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)〕发酵产絮凝多糖的影响因素进行分析. 结果表明:①根据P-B(Plackett-Burman)法确定,影响A9产絮凝多糖的显著因子为装瓶量、ρ(MgSO₄·7H₂O)和ρ(可溶性淀粉);②通过Box-Behnken试验设计及响应面分析,确定了优化的培养基组成与培养条件,在ρ(可溶性淀粉)为17g/L,ρ(酵母膏)为3.0g/L,ρ(K₂HPO₄)为6g/L,ρ(MgSO₄·7H₂O)为0.2g/L,ρ(NaCl)为0.10g/L,装瓶量为51mL(250mL锥形瓶),pH为8的优化条件下,絮凝多糖实际产量为2.49g/L,与理论预测值(2.50g/L)接近;③利用红外光谱法检测A9产絮凝多糖的特征基团分别为—OH、—COO-、—C—O—C—和—NHCOCH₃等极性基团;④结合A9对不同碳源利用的单因素试验结果,推测A9产絮凝多糖的主要成分分别为含有α-吡喃型糖苷键的甘露糖和葡萄糖、酸性多糖和乙酰氨基多糖等.      

不同形态氮对洋河水库螺旋鱼腥藻和惠氏微囊藻生长的影响

利用室内培养试验比较研究了硝酸盐氮和氨氮对洋河水库螺旋鱼腥藻和惠氏微囊藻生长的影响. 结果表明:ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)均在0.05～10 mg/L内时,螺旋鱼腥藻的生长曲线无显著性差异,氨氮更有利于螺旋鱼腥藻的生长;在0.05～10 mg/L内,ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)的升高能明显促进惠氏微囊藻的生长,但高浓度的氨氮可能会抑制其生长. 当ρ(硝酸盐氮) 为0.05 mg/L时,螺旋鱼腥藻比生长速率(0.239 d-1)大于惠氏微囊藻(0.166 d-1); ρ(氨氮)为0.05和0.5 mg/L时,螺旋鱼腥藻的比生长速率分别为(0.266±0.012)和(0.303±0.005)d-1,大于惠氏微囊藻的比生长速率(0.096±0.004)和(0.272±0.008)d-1. 提示在ρ(氨氮)和ρ(硝酸盐氮)较低的培养条件下,螺旋鱼腥藻比生长速率更高,更易成为优势藻种. 洋河水库近2年优势种逐渐从螺旋鱼腥藻转变为惠氏微囊藻,可能是水体中ρ(氮)的变化所致.      

N、P、Fe、Mn对亚历山大藻LC3生长的影响

利用正交试验研究了N、P、Fe、Mn四种物质对亚历山大藻LC3生长的影响,比较无机营养盐及微量金属元素对亚历山大藻LC3增殖影响的大小顺序,结果显示无机N对藻的生长有促进作用,882—2646μmol／L浓度时LC3生长较好,2646μmol／L下生长速率略快。无机P对亚历山大藻LC3生长的影响差异显著,一定浓度的P对LC3的生长有促进作用。Fe及Mn对藻生长均有促进作用,分别在3．5μg／L的Fe浓度下及18—36gg／L的Mn浓度下藻可获得较快的生长速率。四种元素对亚历山大藻LC3生长均有促进作用,各元素对生长影响的大小顺序依次为：P〉Mn〉N〉Fe。     

红球菌-R04生物降解多卤代联苯的影响因素研究

研究了不同取代元素以及取代元素的数量、位置等因素对 Rhodococcus sp. R04降解多卤代联苯的影响.结果表明,联苯苯环第4位上的氢分别被氟、氯、溴以及甲基基团取代后降解率由高到低依次为4-FB>4-CB34-MB>4-BrB;当取代元素相同时,随着取代原子数目的增加,多卤代联苯降解率降低;当取代元素及取代原子数目相同时,不同位置的取代对卤代联苯的降解影响较大,特别是2,6位取代会强烈抑制关键酶对卤代联苯的催化降解,导致降解率降低.     

利用鱼粉废水生产微生物絮凝剂的性能研究

假单胞菌(Pseudomonas sp.)GX-4-1可以利用鱼粉废水生产性能良好的微生物絮凝剂PSD-1,低温储存325 d内活性稳定.该絮凝剂具有良好的pH稳定性,对高岭土悬液的絮凝率高达90%以上.在pH=12时,该絮凝剂在沸水中加热30 min后,活性下降不到50%.经有机溶剂提取、冻干后获得的絮凝剂干粉活性回复率高达99.66%.考察了该絮凝剂对土壤悬液和大肠杆菌悬液的净化效果,发现在碱性条件下,以CaCl-2为絮凝助剂时处理效果良好.      

Biodegradation of benzo[a]pyrene in soil by Mucor sp. SF06 and Bacillus sp. SB02 co-immobilized on vermiculite

Two indigenous microorganisms, Bacillus sp. SB02 and Mucor sp. SF06, capable of degrading polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） were co-immobilized on vermiculite by physical adsorption and used to degrade benzo[a] pyrene （BaP）. The characteristics of BaP degradation by both free and co-immobilized microorganism were then investigated and compared. The removal rate using the immobilized bacterial-fungal mixed consortium was higher than that of the freely mobile mixed consortium. 95.3% of BaP was degraded using the co-immobilized system within 42 d, which was remarkably higher than the removal rate of that by the free strains. The optimal amount of inoculated co-immobilized system for BaP degradation was 2%. The immobilized bacterial-fungal mixed consortium also showed better water stability than the free strains. Kinetics of BaP biodegradation by co-immobilized SF06 and SB02 were also studied. The results demonstrated that BaP degradation could be well described by a zero-order reaction rate equation when the initial BaP concentration was in the range of 10--200 mg/kg. The scanning electronic microscope （SEM） analysis showed that the co-immobilized microstructure was suitable for the growth of SF06 and SB02. The mass transmission process of co-immobilized system in soil is discussed. The results demonstrate the potential for employing the bacterial-fungal mixed consortium, co-immobilized on vermiculite, for in situ bioremediation of BaP.     

红球菌BAP-1对荧蒽的跨膜运输过程

利用同位素示踪法对红球菌BAP-1跨膜运输¹⁴C-荧蒽的过程进行了研究.结果表明在有ATP抑制剂NaN₃的存在下,红球菌BAP-1细胞膜内所结合的¹⁴C-荧蒽含量几乎无变化.结合对微生物体内包涵体的观察,说明当有ATP抑制剂存在的情况下,荧蒽无法通过细胞膜进入到微生物的体内.这表明若是荧蒽无法通过跨膜运输进入到红球菌细胞内,就不能得到有效的生物降解.在不同的底物浓度条件下,微生物对¹⁴C-荧蒽的跨膜运输过程是主动运输过程;在一定底物浓度条件下,菌体膜结合污染物的量会在一定的条件下达到饱和.结合米氏方程分析了红球菌BAP-1对¹⁴C-荧蒽的跨膜运输动力学过程,结果表明底物¹⁴C-荧蒽与微生物之间一直保持较高的亲和力,较高的亲和体系有助于跨膜运输过程的顺利进行.