不同氮磷比对铜绿微囊藻及附生假单胞菌磷代谢的影响

以铜绿微囊藻及其附生假单胞菌X菌株为研究对象,研究了不同氮磷比对铜绿微囊藻和假单胞菌之间磷代谢的影响.结果发现,无论有无附生菌存在,铜绿微囊藻在氮磷比为16：1时,生长情况最好,此时微囊藻能迅速有效地吸收水中的磷,而且附生菌的存在能促进藻的生长.而在氮磷比为4：1时,藻的生长情况最差,在实验后期,藻细胞死亡分解后把一些含磷化合物释放到了水中,附生菌的存在能够加速藻细胞的衰亡和藻体内磷的释放.     

不同氮磷比对淡水藻类生长的影响及水环境因子的变化

在实验室水族箱内建立微型生态系统,研究氮磷比[m(N)/m(P)]对微型生态系统中叶绿素-a、总有机碳、溶解氧、pH的影响,并用多重比较检验法分析试验所得数据。试验发现,Chl-a、TOC、DO、pH在不同氮磷比的处理间均有一定的差异,其中DO、pH在不同处理间的变化比Chl-a、TOC更为显著。但它们随氮磷比的变化均没有表现出明显的规律性。还发现在各处理中,Chl-a与DO、pH间存在明显的正线性相关性;与TOC的相关性不显著。结果认为,氮磷比对这些环境因子的影响主要还受制于它对处理中浮游植物生长的影响,氮磷比对这些环境因子的影响并不显著。     

苯酚对两种微囊藻生长的作用效应

用不同浓度的苯酚处理无毒铜绿微囊藻和有毒铜绿微囊藻。结果显示不加苯酚处理时，有毒藻生长量明显高于无毒藻；100μg／mL的苯酚促进无毒藻生长而抑制有毒藻的生长；苯酚浓度增至200μg／mL，无毒藻的生长才受到抑制。高浓度苯酚胁迫下的藻细胞：光合速率大幅度降低；可溶性蛋白含量减少；细胞膜透性增大；超氧阴离子(O2^-)产生速率和丙二醛(MDA)相对含量升高；超氧化物歧化酶(SOD)活性降低。这些变化有毒藻较无毒藻更显著。表明：有毒微囊藻是水华中的优势种群；两种藻中有毒藻对苯酚的敏感性更大。     

两种外源性磷及振荡对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响

为了探索富营养化水体“水华”形成机理 ,研究了甘油磷酸钠和磷酸二氢钾这两种外源性磷和振荡与否对铜绿微囊藻生长的影响 .试验结果表明 :在静止培养时 ,外源性磷能提高铜绿微囊藻的生长速率 ,提高的程度随着外源性磷浓度的上升而下降 .该有机磷比无机磷更有利于对数期铜绿微囊藻的生长 .同静止培养相比 ,振荡能大大降低铜绿微囊藻的生长速率 .在振荡时 ,只有添加高浓度的外源性磷才能促进铜绿微囊藻的生长 .因此 ,在“水华”暴发过程中 ,虽然水体中外源性磷数量是影响铜绿微囊藻生长的重要因素之一 ,但是其它的环境因子可能起到更重要的作用 ,模拟风搅动的振荡就是重要的环境因子之一 ,振荡对铜绿微囊藻生长产生的不利影响要远远大于外源性磷的种类和数量所产生的影响 .图 6表 2参 6     

NaCl和Na2SO4盐胁对铜绿微囊藻生长影响的对比研究

利用实验模拟研究了NaCl和Na2SO4两种盐对铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa生长的影响。通过向M11培养液中添加不同浓度的NaCl和Na2SO4,设定0.5、1、2、4 g·L-14个盐度梯度,研究NaCl和Na2SO4两种盐对藻细胞密度及叶绿素a的影响。实验结果表明,铜绿微囊藻可耐受2 g·L-1的NaCl和Na2SO4盐度胁迫,当盐度超过2 g·L-1后对微囊藻的生长起明显抑制作用。Na2SO4对藻密度及叶绿素a的影响较NaCl更显著。研究显示盐度可能是抑制咸水湖泊蓝藻水华发生的重要影响因素之一,因此制定我国西北地区湖泊富营养化控制标准时,建议应考虑盐的主要种类及盐浓度的影响。     

氮磷等营养盐对尖刺拟菱形藻生长的影响

尖刺拟菱形藻Pseudo-nitzschiapungensHalse是我国沿海常见的赤潮生物。通过对采集和分离于珠江口大亚湾海域的尖刺拟菱形藻藻种,在实验室条件下,研究不同浓度氮、磷等营养盐限制下该藻生长增殖的关系和特征,以及氮磷比(c(N)/c(P))变化等对该藻生长的影响。实验结果表明:尖刺拟菱形藻对氮、磷的依赖性较强,随浓度的变化而变化,属于营养依赖型藻类。实验进一步发现,尖刺拟菱形藻的生长对氮、磷的需求并不是越多越好,而要求有一定的比例范围,得出c(N)/c(P)在10～32范围内有相对较大的生长,而当c(N)/c(P)<5或c(N)/c(P)>100时,尖刺拟菱形藻的生长明显受到抑制。     

污水氮磷浓度对云南本地浮萍生长及氮磷去除的影响

为揭示污水氮磷浓度对不同浮萍生长及水处理的影响规律,研究了户外条件下云南本地的4个浮萍品种,本地绿萍(Lemna japonica)、本地少根(Landoltia punctata)、本地多根(Spir odela polyrhiza)和本地芜萍(Woffi a globosa)在不同氮磷浓度污水中的生长情况.结果表明:随着污水氮磷浓度升高,浮萍处理系统对氮磷的去除总量升高,利用率降低;不同浮萍品种在不同氮磷浓度污水中的最大生长速率、氮磷含量和氮磷固定能力存在明显的种属差异.其中本地多根有最高的生长速率(7.38 g m-2 d-1)和氮固定能力(336.47 mg m-2 d-1),本地绿萍有最高的磷含量(2.35%)和磷固定能力(123.07 mg m-2 d-1),本地芜萍有最高的蛋白含量(37.32%).针对本地绿萍的进一步研究表明:本地绿萍在不同氮磷浓度污水中的生长与体内的氮磷含量和pH有关,高氮磷含量的本地绿萍可以利用体内储存的氮磷在寡营养水体中短时间内进行快速生长;废水的氨氮浓度小于20 mg L-1,pH 8(±0.5)时本地绿萍生长较快;当废水氨氮浓度大于20 mg L-1时,pH 6.5(±0.5)时可防止NH4+大量转化为NH3,减少对本地绿萍的毒害作用.本研究揭示了污水氮磷浓度对不同浮萍品种的生长、氮磷含量和氮磷去除的影响不同,实际应用中可根据不同的目的选用不同的浮萍品种.     

曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响

采用实验室模拟，研究了曝气复氧对富营养化水体底泥氮磷释放的影响，结果表明，①溶解氧是影响底泥氮磷释放的重要因素，厌氧状态会加速底泥氮磷的释放。②正常条件下曝气复氧可以有效的控制底泥总磷的释放；曝气条件下高pH值无法控制底泥总磷的释放，搅动会对底泥总磷的释放产生轻微的影响，上覆水总磷浓度较高时底泥会发生吸磷现象，而温度则影响较小。③正常条件下曝气复氧可以控制比较封闭水体底泥氨氮的释放；曝气条件下温度对底泥氨氮和总氮的释放影响较大，即温度越高，抑制氨氮和总氮的释放效果越好，且低温会导致底泥氨氮和总氮的大量释放；曝气条件下搅动导致底泥释放更多的氨氮和总氮。     

不同外源氮素对西湖湖区藻类生长的影响

正自Science上报道了太湖由于营养盐超负荷引起的蓝藻水华对水生生态系统的破坏和人类健康的威胁后[1],中国淡水湖泊的富营养化问题成为水环境领域的研究热点之一.西湖作为杭州地标之一,其生态系统平衡的维护关乎区域的可持续发展.本文针对西湖富营养化问题,通过对杭州西湖4个湖区(西湖、岳湖、北里湖和西里湖)氮、磷化学形态和叶绿素分布的分析,结合人工气候室的模拟研究,探索外源氮素输入对西湖优势藻类生长的影响,揭示不同外源氮素(NH+4和NO-3)对西湖各湖区藻类生物量的调控.     

铁限制对铜绿微囊藻光系统活性变化的影响

通过研究铁限制时铜绿微囊藻光系统活性的变化,了解铁限制控制铜绿微囊藻水华过程的机制.结果表明,铁限制使光合效率Fv/Fm明显降低,光系统Ⅱ接受的能量总体上呈减少趋势.超低温荧光发射光谱显示,铁缺乏限制了藻细胞光系统Ⅰ的活性,而相对促进了光系统Ⅱ荧光叶绿素复合物的产生,说明铁限制使铜绿微囊藻细胞的光能分配更趋向于光系统Ⅱ,其中的CP47蛋白荧光几乎完全消失,CP43蛋白荧光则相对增加.     

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。     

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.     

不同氮磷比下入侵种五爪金龙和本地种鸭脚木的竞争表现

以在华南地区危害十分严重的入侵种五爪金龙Ipomoea cairica和其主要危害的本地植物之一鸭脚木Schefflera oc-tophflla为研究对象,通过竞争实验,分析了在3个不同氮磷比(5、15、45)下两种植物的生理生态特征,三个氮磷比在3个不同营养量下重复.结果表明,氮磷比、营养量以及两者的交互作用对五爪金龙和鸭脚木的多数生理生态指标具有显著的影响.在低营养量下,氮磷比最低(5)时五爪金龙具最佳生长,入侵潜力最大;随着氮磷比的增大,五爪金龙入侵潜力下降,鸭脚木生物量、Pmaz、SLA增大,有利于鸭脚木的生长;在中等营养量下,氮磷比最大时最不利于五爪金龙生长,氮磷比为15时最不利于鸭脚木的生长;在高营养量下,氮磷比最大时鸭脚木生长状况最好,而五爪金龙生物量、Pmax、SLA则减小.氮磷比的升高,更有利于鸭脚木的生长.另外,在低营养量时,随着氮磷比的升高,五爪金龙茎叶中的氮磷比反而明显下降,表明五爪金龙的生长更易受磷水平的限制.     

流速对太湖铜绿微囊藻生长的影响

通过室内模拟试验研究了不同流速条件对太湖水中铜绿微囊藻生长的影响.结果表明:在温度为25 ℃、[光]照度为3 300 lx、光暗比为10 h: 14 h的条件下,流速在0～75 cm·s-1范围内,适合藻类生长的最佳流速条件为u=30 cm·s-1,当流速u＜30 cm·s-1或u＞30 cm·s-1时,藻类生长均受到不同程度的影响.尤其当流速u≥50 cm·s-1时,藻类生长受到明显限制,数量无明显增加.     

光合细菌对铜绿微囊藻生长的抑制效应

为了探讨光合细菌对水华藻类的控制作用,在实验室条件下,通过菌藻共同培养,研究了沼泽红假单孢菌(Rhodopseudomonas palustras)、球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)及其混合培养物对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的抑制效应.实验结果表明,光合细菌混合培养物对铜绿微囊藻抑藻作用最强,培养5 d时,铜绿微囊藻生物量降低率达58.9%,培养时间、培养温度、菌体投加量及培养基pH值等对光合细菌混合培养物的抑藻作用均有不同程度的影响.光合细菌混合培养物发挥抑藻作用的适宜条件为培养温度25℃,培养时间≤5 d,光合细菌投加量(V_(光合细菌菌悬液):V_(藻培养液)=1:80),藻培养基pH为8.0左右.     

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     

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。     

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。