植物化感作用在抑藻方面的研究进展

藻类爆发性生长是水体富营养化带来的问题之一,利用植物化感作用抑制藻类生长具有生态安全和快速高效的优点,对湖泊富营养化的生态控制具有非常重要的意义.本文介绍了利用植物化感作用抑制藻类生长的研究进展和现状,并讨论了植物化感抑藻作用研究过程中所使用的方法、化感作用的机制、抑藻机理及化感物质的分离方法.最后对植物化感作用在抑藻方面的研究前景进行了展望.     

植物化感作用在抑藻方面的研究进展

藻类爆发性生长是水体富营养化带来的问题之一，利用植物化感作用抑制藻类生长具有生态安全和快速高效的优点。对湖泊富营养化的生态控制具有非常重要的意义。本文介绍了利用植物化感作用抑制藻类生长的研究进展和现状，并讨论了植物化感抑藻作用研究过程中所使用的方法、化感作用的机制、抑藻机理及化感物质的分离方法。最后对植物化感作用在抑藻方面的研究前景进行了展望。     

水生植物化感抑藻作用机制研究进展

富营养化引起的藻华问题是当前许多水体面临的重大环境问题。化感抑藻现象的发现为这一问题的解决提供了一种新思路。目前,已发现很多水生植物具有化感抑藻效应,通过恢复受污染水体的水生植被群落来进行水体修复的工程案例逐渐增多,但对水生植物抑藻机制的研究还不够深入,化感作用机理的揭示对于藻生理生态研究和水华的控制有重要意义。文章主要从生理生化的角度介绍最近几年水生植物及其化感物质的抑藻机制研究进展,指出化感物质可能的抑藻机制,包括:化感物质对细胞膜,呼吸作用和光合系统Ⅱ(PSⅡ)造成影响,化感胁迫后胞内活性氧(ROS)水平升高而导致藻氧化胁迫,NO作为化感作用的信号分子,介导藻细胞的程序性死亡。不同化感物质作用靶点的探寻,化感物质在胞内转化途径,化感物质介导信号分子调控网络以及化感物质诱导的程序性死亡的研究将会是今后化感抑藻机理研究的重要方面。     

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.     

藻华防控方法及灭活与捕获新技术研究进展

近年来水体富营养化引起的藻类爆发性生长在世界范围内频繁发生,严重破坏水生态系统,影响水体景观与水产养殖,藻毒素的释放甚至危及人类健康,开发新型、高效、安全的防控技术是当前富营养化水体藻华防控的热点课题。该文考虑到传统方法中化学方法药剂残留问题明显,物理方法则人力或设备成本高,生物方法存在不稳定、见效慢等缺陷,且较少考虑到藻华发生不同时期的水体中不同藻密度条件下防控策略选择的差异性,针对性进行了常见富营养化水体藻华防控方法的总结与分析。尤其对可用于控制低密度藻快速生长的局部增强电场处理细胞灭活技术以及清除高密度藻的磁性纳米材料微藻捕获技术这2类备受关注的新技术,从技术应用原理、技术特点与应用效果等多角度介绍了最新的研究进展,并分析展望了今后的发展趋势。     

陆生植物化感作用抑制有害藻应用研究进展

植物化感物质由于对藻类抑制的高效性和选择作用性,以及对环境无污染等特点而备受关注,有望成为具有应用价值的安全性生物抑藻技术。文章探究了利用植物化感作用抑制有害藻类生长的进展,从藻细胞密度、叶绿素含量、超微结构及生长代谢、抗氧化酶活性等方面分析了化感抑藻作用效果的评价方法,重点阐述了陆生植物对水华藻、赤潮藻主要藻种的抑制作用,包括草本植物中一些农作物和药用植物以及木本植物中的常见树木,同时对这些陆生植物中所含抑藻物质开展了探索与分析,为开发新的抑藻制剂提供理论指导,深入讨论了陆生植物化感物质抑制丝状藻的潜在价值,实现了抑藻对象的多元化,提出了陆生植物化感抑藻研究中存在的主要问题,并对其应用前景进行展望。     

鄱阳湖洲滩菰浸泡液对铜绿微囊藻生长的影响

为了解鄱阳湖洲滩优势植物菰浸泡液对铜绿微囊藻生长的影响,通过控温、控光的无菌培养条件下,分析菰浸泡液中铜绿微囊藻细胞密度和藻细胞的理化指标的变化。实验结果表明,菰浸泡液对铜绿微囊藻的抑制率较高;培养到第7天时铜绿微囊藻的抑制率在81%～95%之间,并随菰浸泡液生物量含量的增加而增加,当菰浸泡液生物量8 g/L时铜绿微囊藻抑制率无显著差异(p0.05)。菰浸泡液对藻细胞产生化感作用可能的原因是化感物质使藻细胞内丙二醛(MDA)含量增加,细胞膜破坏,藻细胞直径缩短,这可能是化感物质导致藻细胞死亡的原因;在培养过程中观测到藻细胞胞外多糖含量增加,这将有利于微囊藻群体的形成而抵御化感抑制。可见,鄱阳湖洲滩优势植物菰浸泡液可抑制铜绿微囊藻的生长,防止藻类水华;该研究也可为菰在水环境中控藻提供基础数据。     

盐度对化感物质青蒿素胁迫下铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光的影响

化感物质青蒿素已被证明具有良好的控制蓝藻水华的作用。为探究盐度存在情况下,青蒿素对铜绿微囊藻的胁迫作用是否受到影响,在0～15‰盐度条件下,测定青蒿素对铜绿微囊藻生长、叶绿素a含量以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明：铜绿微囊藻具有一定的适盐性,5‰的盐度可以促进铜绿微囊藻生长,但盐度>10‰则对藻产生显著抑制作用。加入化感物质青蒿素后,低盐度对藻的促进作用消失,盐度强化了青蒿素对铜绿微囊藻的抑制和对光合系统的破坏,具体体现在破坏铜绿微囊藻光合色素、光合作用结构,降低光合反应中心的活性,降低PSⅡ受体侧的电子传递能力等方面。研究成果中为青蒿素在微咸水中的应用提供参考。     

水杨梅对铜绿微囊藻和斜生栅藻的抑制作用

通过排除光抑制、营养限制因素试验,研究水杨梅对斜生栅藻和铜绿微囊藻生长的抑制作用以及对叶绿素a的影响,并考察水杨梅对水中氮磷的去除能力。结果表明:水杨梅持续释放化感物质,在高藻密度条件下,对两种藻类的抑制率可达60%以上,同时能有效地降低水中的总氮、总磷。在试验周期内,覆盖组对共培藻类斜生栅藻水中总氮、总磷去除率超过83%和35%,对共培藻类铜绿微囊藻水中总氮、总磷去除率达到60%、40%以上,表明水杨梅对藻类有较好的抑制作用,可促进富营养化水体的修复,可作为抑藻浮岛植物的选择之一。     

庆大霉素对斜生栅藻生长与光合活性的影响

抗生素滥用已成为广受关注的环境问题,为考察抗生素对藻类的毒性效应,作者采用叶绿素荧光技术,检测不同浓度庆大霉素处理下培养72 h斜生栅藻的生长及光合活性。结果表明:随着庆大霉素浓度增加,单位细胞的叶绿素a含量减少,光合系统Ⅱ(PSⅡ)活性显著降低,PSⅡ中Q_A、Q_B和质体醌之间的电子传递受到阻遏,光合能量分配失衡,这导致藻细胞生长被抑制。另一方面,斜生栅藻通过改变光合能量分配策略来保障逆境下生长代谢所需光能的正常供应,从而缓解庆大霉素胁迫,增强自身耐受能力,确保细胞的存活。由此可见,水环境中日益增加的抗生素含量将显著改变藻类的生长增殖特性,并可能引发其他连锁反应,值得引起重视和关注。