芦竹和睡莲对铜绿微囊藻的生长抑制效应

在实验室条件下,以南太湖水华蓝藻铜绿微囊藻为材料,研究了挺水植物芦竹和水生浮叶植物睡莲的组织和提取液对铜绿微囊藻生长的抑制效应。结果表明,芦竹叶、芦竹杆、等质量的芦竹叶和杆以及睡莲叶、睡莲茎、等质量的睡莲叶和茎及其提取液对铜绿微囊藻均有不同程度的抑制作用。05％芦竹组织提取液的抑藻效果优于0.01％、0.05％和0.1...     

老化聚苯乙烯纳米塑料对铜绿微囊藻的影响

为探究新生和老化聚苯乙烯纳米塑料（PSNPs）对铜绿微囊藻生长和产毒特性的影响,本研究通过紫外老化制备了50nm的老化PSNPs,开展了不同浓度（0.1,1,10mg/L）新生和老化PSNPs对铜绿微囊藻的长期（37dd）暴露试验.结果表明,紫外老化处理使PSNPs表面出现裂纹,平均粒径变小,羰基指数由0.023上升至1.055.两种PSNPs均会在铜绿微囊藻细胞表面聚集,其中老化PSNPs暴露造成的细胞形态损伤更严重,并对铜绿微囊藻造成剂量正相关的生长和光合抑制,氧化损伤,促进了微囊藻毒素（MC-LR）的合成和释放.在相等暴露剂量下,老化PSNPs对铜绿微囊藻上述生理过程的调控作用更强.其中,10mg/L新生和老化PSNPs暴露下,最终藻密度比对照组分别降低了26.65%和45.07%,丙二醛（MDA）含量的最大值是对照组的1.74和1.93倍,最终胞外MC-LR含量是对照组的1.26和1.44倍.老化PSNPs对胞外MC-LR相对更强的促进作用,是由其诱导的MC-LR合成增加和细胞膜破损所共同导致的.     

伊乐藻中有机酸的GC-MS分析及其抑藻作用研究

防治湖泊富营养化和藻类水华是当代资源、环境、生态领域重大的科学和技术问题与热点之一。利用水生植物化感作用抑制藻类生长作为一种新型的生物抑藻技术在近年来开始受到研究者的重视,并取得了一定的研究成果。文章采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析了伊乐藻超纯水浸提液的乙酸乙酯萃取浸膏的化学成分,共鉴定出20种有机酸,还研...     

不同水生植物抑藻效果及机理研究

对水芹、美人蕉、黄菖蒲、菹草4种水生植物对铜绿微囊藻的化感特征进行了研究。不同的植物组织器官及不同的植物处理方式下,抑藻效果不同,最具抑藻潜力的植物为黄菖蒲和美人蕉。经黄菖蒲和美人蕉种植水培养5d后,铜绿微囊藻的抑制率达70.12%~77.25%。质量分数为0.53%的黄菖蒲叶提取物,经11d的培养后,对铜绿微囊藻的抑制率为65.30%。抑藻机理可能在于化感物质的胁迫使微囊藻细胞内活性氧自由基过量堆积,进而引起对藻细胞的伤害和影响藻类正常的光合作用。SOD酶活性与藻的比增长率均呈现较好的负相关关系。     

荷花和睡莲种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用研究

在实验室条件下,通过测定培养液中铜绿微囊藻的藻细胞浓度和叶绿素a含量,研究了具有较高观赏价值的水生植物荷花和睡莲种植水对铜绿微囊藻生长的抑制效应.结果表明,不同浓度的荷花和睡莲种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用不尽相同,表现为明显的低促高抑现象;而连续滴加荷花和睡莲种植水对铜绿微囊藻的生长也有较明显的抑制作用,使藻细胞基本失去了进行正常光合作用的能力,其中睡莲种植水的抑制效果比荷花的更明显;另外,扩大实验中通过测定铜绿微囊藻的SOD活性、MDA积累量表明,藻细胞在共培养过程中受到了胁迫和伤害.灭菌方法对种植水的抑藻试验也有影响,不能采用高温灭菌来代替微膜过滤,说明荷花和睡莲分泌物中含有热不稳定性的物质.     

乳酸对铜绿微囊藻的抑藻效应及机理

以铜绿微囊藻为实验对象,研究了乳酸对铜绿微囊藻的抑藻效果及可能的抑藻机理.结果表明乳酸对铜绿微囊藻的生长有很强的抑制作用,72h,除最低浓度实验组对铜绿微囊藻的抑制率为60%外,其余浓度实验组的抑制率均达到了80%以上;在乳酸胁迫下,藻液中核酸和蛋白质含量增加,电导率上升,细胞中丙二醛(MDA)和氧自由基(O₂^·)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;透射电镜图片显示,细胞的超微结构发生了明显改变.推测乳酸可能的抑藻机理是改变了藻细胞膜的通透性及其细胞结构,降低了其抗氧化能力,最终使得藻细胞裂解死亡.     

凤眼莲和双氧水协同抑藻及改善水质效果研究

为了探明双氧水(H₂O₂)和凤眼莲协同作用下去除蓝藻水华以及净化水质的效果,该文通过室内模拟实验分别研究了双氧水、凤眼莲及其组合处理对纯培养铜绿微囊藻的抑制作用和去除水体氮、磷的效果与主要机制。结果表明,H₂O₂处理组、凤眼莲处理组、H₂O₂+凤眼莲处理组对铜绿微囊藻(FACHB-7806)的抑制及对水质的改善效果存在显著差异,其中H₂O₂(15 mg/L)处理组短期抑藻效果最佳,48 h后叶绿素a浓度下降了69%,铜绿微囊藻光合系统Ⅱ的最大光量子产量(F_v/F_m)显著降低,4 h后F_v/F_m值趋于0,且48 h内无明显恢复,此后因H₂O₂完全分解而不再有抑藻效果,导致7 d后铜绿微囊藻的光合活性缓慢恢复;凤眼莲处理组48 h内对铜绿微囊藻光合活性无显著抑制效果,但7 d后铜绿微囊藻...     

低剂量多次暴露焦性没食子酸的抑藻效果初步研究

目前实验室对化感物质抑藻效应的研究多在EC50水平上进行,而水生植物释放化感物质具有微量、持续性的特征。本研究试图探索在化感物质暴露总量相同的前提下,全剂量一次性暴露与低剂量多次暴露在抑藻效果上是否存在差异,以便为今后开展进一步研究提供依据。实验以能够诱导藻细胞产生活性氧进而引发氧化损伤的化感物质焦性没食子酸作为研究对象,以细胞密度、细胞内O2·ˉ、H2O2及OH·的产生水平和细胞膜损伤情况作为指标,比较了低剂量多次暴露(0.25 mg/L×4次×5 d,间隔4 h)与单次暴露(5 mg/L)对铜绿微囊藻的致毒效应。实验结果显示,就生长速度而言:单次暴露组<低剂量多次暴露组<对照组;而低剂量多次暴露下样品藻细胞内的O2·ˉ、H2O2及OH·水平则呈逐步升高趋势(P<0.01),且当累计暴露量仅为设计暴露总量的一半时就超过了单次暴露下的相应水平,到实验的第5天分别达到相应单次暴露组的1.10(O2·ˉ)和1.06(H2O2及OH·)倍;而膜损伤的情况,单次暴露与低剂量多次暴露均能造成藻细胞膜的损伤,且相对膜损伤水平(%)实验后期还维持在160%上下。从上述实验结果看出,低剂量多次暴露的方式很可能具有比单次暴露更强的持续抑藻能力,因而开展对低剂量多次暴露条件下化感抑藻效应的研究十分重要,其结果将更接近水生植物释放化感物质的低剂量、持续性特征。     

典型挺水植物多酚含量及其抑藻活性的测定

利用植物化感作用抑制有害藻类生长具有廉价、生态安全等优点,近年来备受关注。采用两种多酚提取方法提取并测定了4种挺水植物(菖蒲、香蒲、梭鱼草、水花生)的多酚含量,并研究了植物体内多酚物质对铜绿微囊藻的化感作用。结果表明:不同挺水植物体内多酚含量各异,其浓度范围为2.420~7.298mg/g,且多酚对铜绿微囊藻的生物量增长均具有抑制作用。该研究可为利用植物多酚控制水华的发生提供理论基础。     

美人蕉根系对铜绿微囊藻的化感作用

通过在铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)培养物中添加美人蕉(Canna indica)种植水的方式,研究了美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制效应. 结果表明:①以蒸馏水培养3 d收集获得的美人蕉种植水对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制作用; 在与铜绿微囊藻共培养20 d后,美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制率最高可达64.4%,对照组铜绿微囊藻中ρ(Chla)是种植水的1.98倍. ②美人蕉种植水(根系分泌物)中有乳酸、己二酸、棕榈酸、乙二醇和硬脂酸等10种脂肪酸,其根系提取物中有乳酸、3-儿茶酚乳酸、亚油酸和棕榈酸等19种物质. ③美人蕉种植水和根系提取物中乳酸含量均最高,美人蕉根系提取物中化合物种类多于种植水,美人蕉种植水中绝大部分化合物在其根系提取物中均可找到. 推断美人蕉自身代谢产生的化感物质释放于水体中,可有效抑制铜绿微囊藻的正常生长.      

混合抗生素对铜绿微囊藻的生物效应

选取SP(螺旋霉素)和AM(阿莫西林)为目标化合物,研究二者的混合物对铜绿微囊藻的生长、Chla(叶绿素a)合成及微囊藻毒素合成与释放的影响. 结果表明:SP与AM以等毒性〔ρ(SP)∶ρ(AM)为1∶7,ρ(SP+AM)为4~15 μg/L〕混合时,铜绿微囊藻的生长及Chla的合成均受到抑制,并且ρ(SP+AM)越高,抑制作用越明显,在ρ(SP+AM)为15 μg/L时生长抑制率最大,为109.86%;SP与AM以等浓度〔ρ(SP)∶ρ(AM)为1∶1,ρ(SP+AM)为1~10 μg/L〕混合,ρ(SP+AM)≤4 μg/L时促进铜绿微囊藻的生长,ρ(SP+AM)为1 μg/L时促进作用最明显,铜绿微囊藻的比生长率高出对照组39.13%;ρ(SP+AM)≥5 μg/L时则抑制铜绿微囊藻生长;而Chla的合成在各试验浓度下均受到抑制. SP与AM对铜绿微囊藻的联合毒性表现为拮抗作用. 混合抗生素在各试验浓度和混合配比条件下,均导致藻细胞内藻毒素合成量的上升,并引起胞外藻毒素的释放量增加,ρ(SP)∶ρ(AM)为1∶7且ρ(SP+AM)为5 μg/L组释放比例最高,达到37.96%. 因此,混合抗生素的存在可导致铜绿微囊藻对水环境的危害进一步加深.      

水生观赏植物红掌对铜绿微囊藻的化感作用

为研究红掌根部浸提液和红掌种植水对铜绿微囊藻生长的化感抑制作用,考察了红掌根添加量(以ρ计)分别为0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 g/L及红掌种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用,同时研究了不同红掌根添加量下铜绿微囊藻的光合作用指标及生理活性指标的变化. 结果表明,红掌根部浸提液能有效抑制铜绿微囊藻的生长,在红掌根添加量(3.0、4.0 g/L)较高时,对铜绿微囊藻的抑制率超过90%. 藻类的光合活性也受到极大的损伤,具体表现为最大光量子产量和有效光量子产量的降低,最大相对电子传递速率的降低等. 铜绿微囊藻细胞内的酶系统工作也受到抑制,细胞膜和细胞器膜受自由基严重攻击,细胞受损伤程度较大,具体表现为MDA(丙二醛)的快速积累和POD(过氧化物酶)活性的急剧降低. 随着红掌根添加量的升高,其对铜绿微囊藻生长的化感抑制效果显著加强. 与对照组相比,高红掌根添加量组(3.0、4.0 g/L)的光量子产量降低了0.3,c(MDA)升高了10 nmol/mL以上,POD活性降低了3 U/mg. 试验第18天时,对照组、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 g/L红掌根添加组ρ(Chla)分别为515.80、396.35、246.44、160.50、3.67和4.13 μg/L. 红掌种植水对于铜绿微囊藻的生长具有抑制作用,其抑制效果差于高红掌根添加量试验组的抑制效果.      

激光对铜绿微囊藻的抑制效果及机理研究

为探索激光抑藻的效果及其机理,研究了不同波长激光对铜绿微囊藻的抑制效果,探讨了激光对铜绿微囊藻光合活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和细胞形态结构的影响。结果表明,650 nm红光激光的抑藻效果最好;功率1 W波长650 nm激光照射铜绿微囊藻10 min抑藻率达到93.88%;激光照射15 min的铜绿微囊藻生长不可恢复;激光照射10 min可破坏铜绿微囊藻光合系统,使最大光化学量子产量(Fv/Fm)降至0;激光照射15 min后铜绿微囊藻SOD活性升到18.25 U/mgprot,高于对照组(5.87 U/mgprot,P0.05);激光照射可破坏铜绿微囊藻细胞类囊体、拟核和细胞壁等结构。     

温度对铜绿微囊藻细胞浮力的调控机制

为了探讨温度对铜绿微囊藻细胞浮力的调控机制,将铜绿微囊藻分别置于10、15、20、25、30℃条件下,利用改良的percoll密度梯度离心法测得细胞密度,计算出细胞浮力大小,同时测量细胞内比生长速率、光合活性、NAD(P)H依赖型氧化还原脱氢酶活性、糖含量、蛋白含量和漂浮细胞百分比.结果显示,在实验温度范围内(10~30℃),随着温度升高,铜绿微囊藻的漂浮细胞百分率增加,浮力变大;同时,细胞内糖含量减少,蛋白含量增加,光合作用和NAD(P)H 依赖型氧化还原脱氢酶活性增强.10、15℃条件培养7d,细胞的密度分别增加了2.7%和1.3%,糖含量分别增加了95.3%和65.5%,漂浮细胞百分比分别降低了23.8%和18.3, NAD(P)H依赖型氧化还原脱氢酶活性分别降低了23.8%和18.3%;而20、25和30℃条件培养7d,细胞的密度则分别减少了2.8%、3.8%和3.2%,糖含量分别减少了8.5%、2.9%和19.4%,漂浮细胞百分比分别增加了0%、7%和8.5%,NAD(P)H依赖型氧化还原脱氢酶活性分别增加了0%、7%和8.5%.研究结果显示:温度主要通过影响铜绿微囊藻细胞的光合速率、生长代谢速率和伪空胞含量来改变细胞密度实现浮力调节.低温下糖含量增加是浮力消失的主要原因,细胞漂浮与沉降的温度阈值在15~20℃之间.     

大麦秆提取液对铜绿微囊藻生长的影响研究

大麦秆提取液是无害、高效的抑藻剂.未过滤大麦秆提取液对铜绿微囊藻的生长有显著的抑制效果,投加比例在10mL·L-1以上时,抑制效果与大麦秆提取液投加浓度之间无明显相关关系,6d后的抑制率均在95%以上,且培养液澄清透明;而通过0.22μm滤膜过滤后的大麦秆提取液对铜绿微囊藻的抑制效果不显著.在投加未过滤大麦秆提取液的培养液中发现大量原生动物,推测原生动物的吞食作用是大麦秆提取液抑制铜绿微囊藻生长的主要原因之一.     

光照与磷对铜绿微囊藻生长的交互作用

采用单种分批培养的方法研究了光照与磷对铜绿微囊藻比生长速率、细胞叶绿素a和P含量的交互作用。通过光照强度和培养基P浓度的双因素试验设计,设置了4种培养基P浓度,每种P浓度下又设置了6种光照强度。结果显示:铜绿微囊藻生长的饱和光照强度为40～100μmol(/m·2s),培养基P浓度对其生长速率的影响符合Monod方程;随着光照增强,细胞叶绿素a含量呈下降趋势;提高P浓度,细胞叶绿素a含量会升高,但在较低P浓度下,铜绿微囊藻也能维持一定的细胞叶绿素a含量;细胞P含量的变化趋势与比生长速率的变化趋势相似。因此,光照和P浓度对铜绿微囊藻的生长、细胞叶绿素a和P含量均存在交互作用,且微囊藻生长变化与另外两种特征变化存在一定的关联。     

氮磷对铜绿微囊藻群体形态的影响

在自然条件下,铜绿微囊藻主要以群体形态存在,其群体形态通常由10~103数量级的单位细胞组成,然而在实验室条件下经过几代培养之后,铜绿微囊藻的群体形态逐渐变为单细胞和少量双细胞. 在实验室条件〔温度为(25±1)℃,光照强度为2 000 lx,光暗比为12 h∶12 h〕下,采用不同ρ(TN)、ρ(TP)的BG11培养基培养群体形态的太湖铜绿微囊藻(FACHB912),其中T1试验组ρ(TN)、ρ(TP)分别为1.00、0.05 mg/L,T2试验组为5.00、0.25 mg/L,T3试验组为25.00、1.25 mg/L,T4试验组为125.00、6.25 mg/L,T5试验组为247.06、7.11 mg/L. 结果表明:T1、T2和T3试验组铜绿微囊藻群体形态细胞所占比例及群体大小均有所增加,T4和T5试验组则表现为减少,并且T1、T2、T3试验组与T4、T5试验组间差异显著(P<0.05). T1、T2、T3试验组出现了>100个细胞的群体,其中T2试验组的铜绿微囊藻群体最大,最大群体约由960个藻细胞组成;而T4、T5试验组中的群体却趋于消失. 相对于单细胞,群体形态的铜绿微囊藻在低ρ(TN)、ρ(TP)条件下能吸收更多的营养盐,有利于细胞的生长;高ρ(TN)、ρ(TP)条件下提供了丰富的营养盐,但可能抑制或者不能刺激胞外多糖的合成和分泌,从而不利于铜绿微囊藻群体形态的维持.      

荸荠对铜绿微囊藻的化感抑制作用研究

采取植物种植水培养、植物浸提液培养及植物共培养3种培养方式研究了荸荠对铜绿微囊藻生长的影响.结果发现:荸荠植株种植水、荸荠浸提液以及荸荠与铜绿微囊藻共培养均对铜绿微囊藻的生长产生了化感抑制作用.100%浓度的荸荠浸提液对铜绿微囊藻生长抑制率达到91.40%,而荸荠与铜绿微囊藻共培养时对铜绿微囊藻生长的抑制率为86.83%.这两者之间的差异并不显著,直接验证了荸荠能够通过不断地向水体中释放化感物质来长久、有效地抑制铜绿微囊藻的生长.