水体扰动对铜绿微囊藻生长影响的规律及原因

在实验室条件下模拟不同扰动状态的水体,探讨铜绿微囊藻的生长与水体扰动之间的关系.结果表明,水体的扰动对铜绿微囊藻的生长同时存在促进和抑制作用.低速度扰动时,促进作用占主导地位;高速度扰动时,抑制作用占主导地位.实验发现中营养化条件下,当温度为25℃,光照为4000 lx,光暗比为12 h∶12 h时,300 r.min-1的扰动速度是铜绿微囊藻生长的临界速度.扰动过程可以为铜绿微囊藻的光合作用提供充足的二氧化碳是其能够促进铜绿微囊藻生长的潜在原因.     

四环素对铜绿微囊藻光合作用和抗氧化酶活性的影响

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为试验材料,研究了四环素暴露对铜绿微囊藻光合作用和抗氧化酶活性的影响。结果显示,0.80~35.00 mg.L-1四环素暴露胁迫4 d时,铜绿微囊藻的叶绿素荧光和潜在最大电子传递速率(Re,t,max)受到抑制,抑制作用随ρ(四环素)的增加而增强,最大抑制率分别为39.95%和44.08%;暴露7 d时,2者最大抑制率分别升高至59.48%和91.90%。抗氧化酶系统也受到四环素的影响,暴露4和7 d时,超氧化物歧化酶(SOD)活性分别下降30.36%~35.92%和25.03%~35.51%,不同四环素浓度组间差异不显著;过氧化物酶(POD)活性升高,在7 d内呈现诱导现象。可见,四环素暴露能够阻碍铜绿微囊藻光合作用,破坏抗氧化酶系统平衡,抑制藻类生物量的增长。     

一株放线菌对铜绿微囊藻的溶藻活性

从庐山土样中分离得到一株放线菌JXJ 0071,研究了该菌的孢子、菌丝体和代谢产物对铜绿微囊藻(Micro-cystis aeruginosa)的溶藻活性以及溶藻活性成分的稳定性,并对其分类地位进行鉴定。结果表明,放线菌JXJ 0071的孢子和菌丝体均能使铜绿微囊藻细胞密度显著降低。该菌代谢产物对铜绿微囊藻具有很强的溶藻活性,在藻密度为1.0×107 mL-1的藻液中加入体积分数φ为2%的该菌发酵上清液3,d后溶藻效率达98%。溶藻活性成分主要来自水溶性胞外产物,其对高温、pH和紫外线处理均具有较好的稳定性。以60℃以下的温度处理发酵液2h,溶藻活性成分的溶藻效率基本不变,保持在95%以上;pH 7.0～9.0条件下,其溶藻效率仍很高,在93.8%以上;经波长为254 nm的紫外线照射2 h,其溶藻效率仍达85.7%。基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明,该菌株属链霉菌属,与Streptomyces rectiviolaceus的序列相似性达99%,但JXJ0071与S.rectiviolaceus的部分生理生化特性有所不同,需要进一步的实验数据确定其种一级分类学单元。     

附生假单胞菌存在下不同光照时间对铜绿微囊藻生长与磷代谢的影响

通过设置8/16、12/12、16/8不同光暗比,分析了附生细菌存在下不同光照时间对铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginosa)生长及其与附生假单胞菌(Pseudom onassp.)磷代谢之间关系的影响。结果表明:光照时间越长,铜绿微囊藻生长越快,16 h光照下的比增长速率为8 h光照下的1.6倍。铜绿微囊藻的快速生长促进了附生细菌中磷的释放;藻细胞增殖越快,附生细菌释放的磷越多。铜绿微囊藻对数生长期末,8、12、16 h光照下附生细菌磷含量分别降至对数生长初期的87.8%、78.6%和64.9%。铜绿微囊藻对附生细菌磷释放的促进作用是由藻细胞生长对磷的消耗再吸收导致的。     

一株椭圆小球藻对微囊藻生长的竞争抑制研究

采用Chl b/Chl a比值指示2种藻相对数量的方法研究了一株椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)与铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginosa)之间的生长竞争关系。结果表明,分别在20和30℃条件下,BG-11培养基中和发生水华的天然湖水中小球藻的生长均远高于微囊藻。在低光照下,小球藻也同样具有较高的生长竞争能力。小球藻不是通过产生毒害物质而获得生长竞争优势,2种藻对氮磷吸收利用的研究结果显示:在高氮含量的BG-11培养基中,2种藻对氮的利用无显著差异,但小球藻对磷的吸收能力远高于微囊藻;将BG-11培养基中氮含量减少至原来的1/10,与微囊藻相比,小球藻对氮磷均具有较高的吸收。可见,小球藻是通过竞争氮磷营养而抑制微囊藻生长。因此,利用椭圆小球藻的种间生长竞争优势来抑制微囊藻具有潜在的可利用性。     

多壁碳纳米管对铜绿微囊藻生长及生理特征的影响

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。本文以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为受试材料,通过暴露实验,研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)单独作用对铜绿微囊藻的生物毒性和致毒机理。研究结果表明:低浓度(0.1 mg·L~(-1)和0.5 mg·L~(-1))的MWCNTs能刺激铜绿微囊藻的生长,超氧化物歧化酶(SOD)酶活增强;中低浓度(0.1～10.0 mg·L~(-1))范围内,MWCNTs促使光合色素合成,促进藻细胞增殖;高浓度(50mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)) MWCNTs对蓝藻生长产生抑制,严重抑制叶绿素a,藻细胞生命活力下降; MWCNTs浓度高于1 mg·L~(-1)时,SOD、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)酶活性逐渐降低,丙二醛(MDA)的含量则逐步上升;可溶性蛋白含量与MWCNTs浓度有关,MWCNTs浓度低于5 mg·L~(-1)时,蛋白质含量增加,MWCNTs浓度高于5 mg·L~(-1)时,蛋白质含量逐渐减少。     

酰胺类除草剂对铜绿微囊藻的生长影响及氧化损伤效应

酰胺类除草剂的广泛使用对水生生态环境构成了潜在风险。为探究其对藻类的毒性作用,以铜绿微囊藻为对象,分别从藻类生长和氧化损伤效应角度探讨了甲草胺、乙草胺和丁草胺对铜绿微囊藻的毒性影响。实验结果显示,酰胺类除草剂对藻类的影响存在明显的滞后效应和剂量–效应关系,低浓度暴露组刺激藻类增长,高浓度表现为抑制作用;3种酰胺类除草剂增加了铜绿微囊藻的氧化压力,并随着暴露时间的延长和浓度的增加而增强。其中,藻体内过氧化脂质降解产物丙二醛(MDA)含量明显增加,同时超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性也显著增强。经96 h暴露后,甲草胺(32.0 mg·L~(-1))、乙草胺(32.0 mg·L~(-1))和丁草胺(15.0 mg·L~(-1))暴露溶液中相对MDA含量分别为138%、204%和154%,相对SOD活性分别为116%、87%和115%,相对POD活性分别475%、278%和627%。结合生物量及氧化损伤效应实验结果可知,3种除草剂对铜绿微囊藻的毒性大小顺序为丁草胺乙草胺甲草胺。     

软脂酸和硬脂酸对铜绿微囊藻生长的抑制作用

研究了软脂酸和硬脂酸对产毒铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa生长的抑制效应,比较了长链饱和脂肪酸抑藻的构效关系。选用的藻种是购于中国科学院水生生物研究所的产毒铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa FACHB-912,且实验藻种处于对数生长期。软脂酸和硬脂酸在藻液中的4种最终质量浓度为：30、60、90和120mg·L-1。实验周期为6d,每天定时定量取藻液,测量A（650nm）,叶绿素a含量,藻蓝蛋白含量。实验结束后,采用SPSS（13.0版本）软件和DPS（7.05版本）分析加入这2种脂肪酸的藻液的3个指标与空白对照之间的差异显著性。结果表明,2种饱和脂肪酸的4种质量浓度对产毒铜绿微囊藻均有显著的抑制作用,浓度越大,抑藻效果越明显。其中,2种饱和脂肪酸在相同浓度的条件下,软脂酸比硬脂酸的抑制作用要明显。实验技术方面有2个创新点：①因为长链饱和脂肪酸无法溶于蒸馏水,实验采用乙醇来溶解脂肪酸。②因为溶于乙醇的长链饱和脂肪酸溶液无法用高压灭菌锅灭菌,实验采用微孔滤膜对脂肪酸溶液进行灭菌。     

不同温度下铜绿微囊藻和斜生栅藻的最佳生长率及竞争作用

以温度为主要控制因子,研究了单独培养和按不同接种密度比混合培养下铜绿微囊藻(Microcystis aerugino-sa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的生长状况。结果表明,在温度为7～35℃条件下,微囊藻比增长率随着温度的升高而增大,而栅藻增长率随着温度的升高先增大后减小。竞争体系对2种藻的比增长率均有影响,微囊藻在微囊藻与栅藻接种比例为10∶1的混合培养体系中增长最慢,栅藻则在微囊藻与栅藻接种密度比为1∶10的混合培养体系中增长最慢。不同温度条件下在2种藻不同接种密度比的混合培养体系中,微囊藻对栅藻的竞争抑制能力均大于栅藻对微囊藻的竞争抑制能力。藻种间的竞争抑制能力因温度的变化而得到不同程度的强化或减弱,铜绿微囊藻具有更强的竞争能力。     

一株溶藻细菌对铜绿微囊藻的溶藻机理初探

为确定溶藻细菌S7（Chryseobaterium）对铜绿微囊藻的溶藻方式,分别采用高温灭菌（121~123℃）、离心（10 000 r.min-1）、0.22μm滤膜过滤等方式对S7菌液进行处理,检测其对铜绿微囊藻的去除效果。并通过对溶藻过程中叶绿素a和丙二醛（MDA）含量的测定,藻细胞显微结构的观察和细胞成分的红外光谱分析,初步探讨菌株S7对铜绿微囊藻的作用机理。结果表明,S7是通过释放胞外活性物质间接溶藻,该物质具有很强的热稳定性,不属于蛋白质类物质。该活性物质对铜绿微囊藻的叶绿素a有明显的去除效果,并可导致藻细胞膜脂过氧化产物MDA积累量的显著提高和藻细胞解体。藻细胞红外光谱分析表明,经过溶藻物质作用的藻细胞,其蛋白质结构遭到破坏。通过试验结果,推测出菌株S7的溶藻机理：溶藻物质先损伤铜绿微囊藻的细胞壁和粘质胶被,然后通过改变膜的选择透过性进入藻细胞内部,分解叶绿素a,破坏蛋白质,造成藻体正常生理功能的丧失,最终导致藻细胞破裂。     

水中主要阳离子对铜绿微囊藻生长及多糖的影响

通过室内培养试验,在65μmol·m-2·s-1光照度和12 h∶12 h光暗比下,模拟野外水体中铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的生长,研究了水中主要阳离子Ca、Mg、K、Na质量浓度的变化对铜绿微囊藻生长以及多糖的影响。依据自然水体中Ca、Mg、K、Na的实际浓度水平结合已有研究得到的抑制浓度,试验分别设定了5个质量浓度梯度的培养基,其中Ca质量浓度梯度为0、10、20、50、100 mg·L-1,Mg质量浓度梯度为0、2、5、10、20 mg·L-1,K质量浓度梯度为5、10、20、50、100 mg·L-1,Na质量浓度梯度为18、30、50、100、200 mg·L-1。试验测定的生理生化指标包括培养周期内每天铜绿微囊藻的藻细胞密度和对数生长期内铜绿微囊藻溶解性胞外多糖（sEPS）、固着性胞外多糖（bEPS）和胞内多糖（IPS）的含量。试验结果表明：低质量浓度的Ca对微囊藻的生长没有明显影响,高质量浓度的Ca（〉50 mg·L-1）会抑制铜绿微囊藻的生长但同时铜绿微囊藻合成多糖总量（TPS）会增加,Ca质量浓度的增大对铜绿微囊藻胞外多糖的分泌呈现先促进后抑制的趋势,并在刺激铜绿微囊藻细胞分泌多糖的同时会促进其溶解。Mg缺失时,铜绿微囊藻的生长会受到显著的抑制,较高质量浓度的Mg（〉5 mg·L-1）也会抑制铜绿微囊藻的生长但同时铜绿微囊藻合成多糖总量（TPS）会增加,Mg在适宜质量浓度（5 mg·L-1）会抑制多糖分泌、防止多糖溶解。K离子质量浓度的变化对微囊藻的生长无明显影响但铜绿微囊藻TPS的量呈现先增加后减少的趋势,K对多糖的分泌并没有显著影响,但对多糖的溶解呈现先促进后抑制的作用。Na离子质量浓度的变化对铜绿微囊藻的生长以及合成TPS的量均无明显影响,Na质量浓度增大对多糖的分泌的影响与Ca的一致,但影响的程度明显小于Ca的影响,其质量浓度的增加对多糖的溶解过程有轻微的促进作用。     

Ni2+胁迫对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和集胞藻（Synechocystis sp.）的生长和光合色素的影响(Effects of Nickel on Growth and Photosynthetic Pigments of Microcystis aeruginosa and Synechocystis sp.)

光合作用是蓝藻生长繁殖的生理基础,研究重金属胁迫下蓝藻光合色素的变化和响应,有助于揭示其受害机理.在实验室无菌纯培养条件下,研究了不同浓度Ni2+处理下铜绿微囊藻和集胞藻的生物量和光合色素随时间的变化趋势.结果表明:浓度为5mg·L-1～25mg·L-1的Ni2+对M.aerugonisa的生长有抑制作用,随着处理剂量的增加和处理时间的延长,抑制作用愈加显著;在短时间(24h)内,Ni2+对Synechocystissp.的生长没有显著影响,随胁迫时间延长呈现出抑制作用;Ni2+处理M.aerugonisa至24h及Synechocystis sp.至48h时,藻细胞光吸收能力整体上受到明显抑制;5mg·L-1～25mg·L-1的Ni2+胁迫下,M.aerugonisa和Synechocystis sp.的叶绿素a含量随胁迫时间延长而降低;在叶绿素a(Chla)、藻蓝蛋白(PC)和别藻蓝蛋白(APC)三种光合色素中,藻蓝蛋白(PC)对Ni2+胁迫最为敏感,是Ni2+伤害蓝藻的重要作用位点.Ni2+对M.aerugonisa的抑制作用比Synechocystis sp.更明显.     

溶藻放线菌对铜绿微囊藻和小球藻竞争生长的影响

从土壤中分离获得l株对铜绿微囊藻有明显抑制作用的橄榄网状链霉菌SG-001（Streptomyces olivoreticuli SG-001）,研究其对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和小球藻（Chlorefla pyrenoidosa）竞争生长的影响。结果表明：SG-001菌株的活性物质主要存在于无菌滤液中,能够强烈抑制铜绿微囊藻的生长,但对小球藻的生长具有明显的促进作用。当混藻中两种藻细胞初始接种浓度均为4.0×106 mL-1时,在BG11纯培养条件下,添加SG-001无菌滤液有利于小球藻生长,但对铜绿微囊藻抑制作用不明显;而SG-001无菌滤液对天然加富水样中的铜绿微囊藻具有明显抑制作用,在同时接种有铜绿微囊藻和小球藻的混合藻液中,添加SG-001无菌滤液能够明显提高小球藻的生长竞争能力,且水体中氨氮和可溶性总磷的去除率可分别达到85%和93.33%,而铜绿微囊藻在第8天时生长基本被小球藻抑制。     

应用流式细胞技术研究铜对藻细胞膜完整性及脂酶活性的影响

应用流式细胞技术(FCM)及PI/FDA染色方法,在不同Cu2浓度处理后,从细胞膜完整性、脂酶活性两方面同时研究了Cu2 处理对微囊藻细胞的急性毒性作用.检测结果表明,在不同浓度Cu2 处理M.aeruginousa1h时,PI荧光检测显示藻细胞膜的完整性几乎没有受到影响,而FDA荧光检测则表明藻细胞的脂酶活性在一定浓度受到刺激.在Cu2 处理24h时,随着Cu2 浓度的增高,PI和FDA荧光强度变化的概率均呈明显的浓度抑制型变化,说明在此时Cu2 作用下FDA荧光的下降,不仅与细胞内脂酶活性受到抑制有关,而且也是高浓度Cu2 作用下细胞膜受损而导致细胞内含物外流的结果.图3参16     

肉桂酸对铜绿微囊藻和斜生栅藻的抑制作用

采用不同浓度肉桂酸溶液处理铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜牛栅藻(Scenedesmus arcuatus),研究了其对这两种藻的抑制作用及其化感作用机制.结果显示,肉桂酸浓度达到0.6 mmol/L时,对铜绿微囊藻有明显的抑制作用(P＜0.05),而达到0.9 mmol/L时时斜生栅藻有明显抑制作用(P＜0.01).抑制作用表现为:藻细胞牛长量显著降低;藻体叶绿素a含量急剧下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性则呈先升高后下降的趋势;O2-韵含量和膜脂质过氧化产物丙二醛(MDA)呈升高趋势,说明肉桂酸处理后可能是通过O2-的产生引起膜脂质过氧化增加,造成了藻细胞膜的损伤,继而影响到细胞的功能.本实验提示,肉桂酸的抑藻作用或许有望开发成新的生物杀藻剂.     

五氯酚胁迫对转基因杨树光合光响应特性的影响

以从美国引入的转基因杨树(Populus deltoides×nigra,DN34)为材料,设置0、50、100 mg·kg~(-1)三个五氯酚胁迫质量分数开展温室盆栽试验,利用Li-6400便携式光合作用测量系统研究五氯酚污染胁迫下转基因杨树对光强的生理响应.结果表明:与对照相比,相同光强下50和100 mg·kg~(-1)质量分数的五氯酚胁迫均降低了转基因杨树叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2摩尔分数(C_i)和气孔导度(G_s).因此高质量分数五氯酚比低质量分数五氯酚对转基因杨树光合作用产生更大的抑制响应.     

不同pH条件下Cr6+对3种藻的毒性效应(The Toxicological Effects of Cr6+ on Chlorella Vulgaris, Scenedesmus Obliquus and Microcystis Aeruginosa at Different pH Values)

目前我国水质量生态基准的研究较为零星、分散.研究了不同pH条件下Cr6+对3种藻的毒性效应,以期为我国水生态基准的科学制定以及基准的相关研究工作提供参考.选取小球藻、斜生栅藻和铜绿微囊藻3种典型的藻种,在pH为7.0,8.0和9.0三个条件下,依据OECD-201藻类生长抑制实验指南,以72h藻生物量为测试终点,计算3种藻的比生长率,以及Cr6+对3种藻产生毒性效应的NOEC、LOEC、EC10和EC20值.结果表明,在本实验条件下,在不同pH条件下藻种生长不同,小球藻的最适pH值为7.0,斜生栅藻和铜绿微囊藻的最适pH值为9.0;在不同pH条件下,Cr6+对小球藻、斜生栅藻和铜绿微囊藻的毒性作用不同,Cr6+对小球藻在pH=7.0时毒性最小,对斜生栅藻和铜绿微囊藻在pH=9.0时的毒性最小.在藻最适生长的pH条件下,Cr6+的毒性可以达到最小程度;铜绿微囊藻对Cr6+比斜生栅藻和小球藻更加敏感.     

Effects of zinc stress on growth and antioxidant enzyme responses of Kandelia obovata seedlings

This study evaluated the tolerance and accumulation potential in the mangrove Kandelia obovata under moderate and high levels of external Zn. A greenhouse experiment was conducted to investigate the effects of a range of external Zn concentrations (0–400 mg L^?1) on the growth of this species by counting the lateral root number and measuring the root length, leaf area, and total dry biomass. We also determined the Zn accumulation in plant tissues. K. obovata survived with external Zn concentrations of up to 400 mg L^?1, although the excess metal resulted in a biomass reduction of 34%. A significant increase in antioxidant enzyme activities occurred in roots of plants under high-level Zn stress, suggesting that K. obovata seedlings could tolerate up to 200 mg L^?1 zinc treatment.     

锌在不同磷源条件下对铜绿微囊藻生长与产毒的影响

针对磷和微量元素对藻类生长的共同作用,研究不同磷源条件下锌对藻细胞生长与产毒的影响。实验选用铜绿微囊藻为藻种,分别以无机磷磷酸氢二钾(K_2HPO_4)、小分子有机磷甘油磷酸钠(NaGly)和大分子有机磷卵磷脂(LEC)为磷源,研究不同锌(Zn~(2+))含量对藻细胞的藻密度、碱性磷酸酶活性(alkaline phosphatase activity,APA)以及胞内藻毒素(MC-LR)的影响。研究发现:以NaGly为磷源时微量元素锌对藻细胞生长的促进效果显著,而以K_2HPO_4或LEC为磷源时,锌含量的变化对藻细胞生长无显著影响。APA不仅与磷源有关而且与锌含量相关,以LEC为磷源时的APA显著高于以K_2HPO_4或NaGly为磷源时的APA,且锌含量越低APA越低,以K_2HPO_4为磷源时锌含量越低APA越高,而锌对以NaGly为磷源时的APA几乎没有影响。磷源与微量元素锌对藻细胞的产毒均产生影响,NaGly有利于藻毒素的产生; LEC不利于藻细胞的产毒,但锌含量越低藻细胞的产毒量越多。综上所述,磷源与微量元素锌共同作用对藻细胞的生长与产毒产生影响,小分子有机磷NaGly与锌的效果显著。     

Metabolic responses of Azolla pinnata to cadmium stress: photosynthesis,antioxidative system and phytoremediation

This present study deals with the growth, photosynthesis, oxidative stress and phytoremediation character of Azolla pinnata L. exposed to different levels (0.05, 0.1, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg·L^?1) of cadmium (Cd). Significant accumulation of Cd in Azolla fronds was noticed after 24 and 96 h of exposure and the accumulation rate was dose and time dependent. Growth of A. pinnata increased significantly after both exposure times with and without metal. At lower Cd doses (0.05 and 0.1 mg·L^?1), growth and photosynthesis of A. pinnata showed a marginal increase over the respective control, however, at higher Cd doses (0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg·L^?1), a decreasing trend was noticed. At lower doses, Azolla fronds could counterbalance the negative effect of enhanced levels of superoxide radicals (SOR) and hydrogen peroxide (H₂O₂) through the greater activity of antioxidative enzymes. The decaresing trends in catalase and peroxidase activity at higher Cd doses suggest that Azolla fronds were not able to mitigate the negative effects of H₂O₂, hence an increase in malondialdehyde content was noticed. The study concludes that up to 0.1 ,mg·L^?1 Cd, A. pinnata can flourish and be used as biofertiliser and for phytoremedial purposes in Cd-contaminated fields; beyond this concentration poor growth may restrict its application.