光照对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响

研究光照对藻类生长竞争的影响对于揭示如何通过控制环境因子促进有益藻类生长繁殖、抑制有害藻类生长繁殖,并最终实现利用藻类调节养殖生态环境和提高水体初级生产力具有重要意义。为此,试验设置了660、2200、4400、6 6001×4个光照梯度,通过测算比生长速率、生长曲线、竞争抑制参数,研究不同光照强度对普通小球藻(Chlorella vulgaris)和鱼腥藻(Anabaena sp.strain PCC)生长和种间竞争的影响。结果表明:单种培养条件下,鱼腥藻和普通小球藻的最大藻细胞浓度呈现出随着光照强度的增强而升高的趋势;普通小球藻在660、2200、4400、66001x光照强度下达到最大藻细胞浓度的时间分别为14、15、17、17 d,最大藻细胞浓度分别为961.2×10~4、1858.3×10~4、3 258.8×10~4、3227.2×10~4 cells·mL~(-1);鱼腥藻在4个光照下达到最大藻细胞浓度的时间分别为17、18、21、21 d,最大藻细胞浓度分别为4 018.3×10~4、8 325.0×10~4、10552.8×10~4、10 073.4×10~4 cells·mL~(-1)。共同培养条件下,光照强度对两种藻的竞争作用产生显著影响。同时,种间竞争抑制参数的测算结果表明,4组光照强度下,鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)均小于普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β);光照强度66001x时,普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β)最大,为7.94;光照强度44001x时,鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)最大,为0.45。根据Lotka-Volterra竞争模型中两物种的种间竞争结局可初步判断,光照强度22001x时,普通小球藻在竞争中占优势;光照强度为660、4400、66001x时,鱼腥藻和普通小球藻不稳定共存。     

氮磷质量浓度对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响

研究氮磷质量浓度对藻类生长竞争的影响,对于揭示如何通过控制环境因子促进有益藻类生长繁殖、抑制有害藻类生长繁殖,并利用藻类调节养殖环境和提高水体初级生产力具有重要意义。设置了4个氮磷质量浓度梯度(N 0.18μg·m L-1,P0.025μg·m L-1;N 0.36μg·m L-1,P 0.050μg·m L-1;N 0.72μg·m L-1,P 0.100μg·m L-1;N 3.60μg·m L-1,P 0.500μg·m L-1),通过测算比生长速率、生长曲线、竞争抑制参数,研究了不同氮磷质量浓度对普通小球藻(Chlorella vulgaris)和鱼腥藻(Anabaenasp.strain PCC)生长和种间竞争的影响。结果表明,在单种培养体系中,普通小球藻和鱼腥藻的最大藻细胞数量均随氮磷质量浓度的增加而增加,最大藻细胞数量分别为198.9×105 cells·m L-1和424.8×105 cells·m L-1;氮磷质量浓度对藻类的竞争能够产生明显影响,在共培养体系中,鱼腥藻的最大藻细胞数量表现为:中高氮磷组(208.9×105 cells·m L-1)中低氮磷组(98.3×105 cells·m L-1)高氮磷组(64.7×105 cells·m L-1)低氮磷组(45.3×105 cells·m L-1)。同时,种间竞争抑制参数的测算结果表明,4组氮磷质量浓度下鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)分别为2.599、0.564、0.772、1.618,普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β)分别为0.434、0.321、0.466、-8.899,鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)均大于普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β);低氮磷质量浓度时,鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数(α)最大,为2.599;中高氮磷质量浓度时,普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数(β)最大,为0.466。根据Lotka-Volterra竞争模型中的两物种竞争结局可初步判断,低、中高氮磷、高氮磷质量浓度时,鱼腥藻在竞争中占优势;中低氮磷质量浓度时,鱼腥藻和普通小球藻稳定共存。     

Cu2+对普通小球藻的光合毒性：初始藻密度的影响

为了研究Cu2+对普通小球藻的光合毒性以及初始藻密度对Cu2+光合毒性的影响,将初始密度为107mL-1的普通小球藻暴露于Cu2+的6个浓度(0、5、10、20、30和40μmol.L-1)中进行96 h的毒性暴露实验,在2、48和96 h分别利用叶绿素荧光仪(MAXI-Imaging-PAM)测定各项叶绿素荧光参数,同时,针对3个不同初始密度的普通小球藻(2×106、5×106和2×107mL-1),测定并比较了其暴露于0、20和40μmol.L-1的Cu2+12 h后,叶绿素荧光参数的变化。不同初始藻密度的毒性实验结果显示,初始藻密度为2×106mL-1时,20和40μmol.L-1Cu2+可完全抑制普通小球藻的光合作用;当初始藻密度增加到5×106和2×107mL-1时,40μmol.L-1Cu2+对普通小球藻的实际光合作用效率仅有约75%和25%的抑制。这表明初始藻密度越大,Cu2+的光合毒性越弱。但随着初始藻密度的增加,初始藻密度的变化对Cu2+光合毒性的影响减弱。初始藻密度为107mL-1时的毒性实验结果显示,暴露于20~40μmol.L-1Cu2+2 h后,普通小球藻的光合作用即受到抑制,且该抑制程度随Cu2+浓度的增加而增强,并随着暴露时间的延长有所缓解。随着Cu2+浓度的增加,最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量(Yield)、相对电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)逐渐降低,非光化学淬灭系数(NPQ/4)逐渐上升。研究结果表明,Cu2+对普通小球藻的光合作用有一定的抑制作用,其机理可能为通过引起PSII系统反应中心的部分失活,导致PSII系统反应中心的开放比例减少,引起电子传递速率降低以及ATP和NADPH的合成减慢,从而使光合作用速率下降;初始藻密度对Cu2+的光合毒性大小有较大的影响,故在进行藻类的毒性实验时,也应关注初始藻密度的影响。     

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。     

5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻生长及叶绿素含量的影响

近年来,抗癌药的环境污染特征及其生态风险引起了广泛关注。为获取典型抗癌药5氟尿嘧啶的基础生态毒性数据,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和羊角月芽藻(Selenastrum capricornutum)为受试生物,考察了5氟尿嘧啶对2种绿藻的生长和叶绿素含量的影响。结果表明,5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻的生长具有抑制作用,随着暴露浓度升高,细胞生长抑制率增强。5氟尿嘧啶对2种绿藻的96 h半数抑制浓度(EC50)分别为450.36 mg·L~(-1)和692.30 mg·L~(-1),属于低毒性物质。暴露96 h后,低浓度5氟尿嘧啶(32 mg·L~(-1))对蛋白核小球藻和羊角月芽藻叶绿素含量有一定的促进作用,高浓度5氟尿嘧啶(32~500 mg·L~(-1))则抑制了2种绿藻的叶绿素含量,且两者具有明显的负相关关系。和叶绿素b相比,叶绿素a对5氟尿嘧啶胁迫更为敏感。     

暹罗鱼腥藻氢代谢的调节

暹罗鱼腥藻（Ａｎａｂａｅｎａｓｉａｍｅｍｓｉｓ）能代谢分子氢，其固氮酶和氢酶的放氢和吸氢均受其生长环境因子的影响。ＣＯ２对暹罗鱼腥藻之固氮酶的放氢和氢酶的放氢及吸氢显示不同程度的促进作用。在含５％ＣＯ２的空气条件下生长，藻细胞的氢酶放氢和吸氢活位分别为空气条件下的２．５倍和１．３倍；固氮酶的放氢活性为９６ｎｍｏｌＨ２ｍｇ－１ｃｈｌ－１ｈ－１，而在空气中生长的细胞则检测不出该活性，培养基中加１０ｍｍｏｌ／ＬＫＮＯ３和／或１０ｍｍｏｌ／ＬＮａＮＯ２，对其氢酶放氢活性影响不大，但其需氧吸氢和固氮酶的放氢均明显受到抑制。ＤＣＭＵ和Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６等抑制剂对氢酶活性有不同程度的影响，一些金属离子对氢酶放氢有刺激作用，其中尤以Ｎｉ２＋和Ｍｏ２＋明显。     

MTBE与雌二醇对螺旋鱼腥藻的联合毒性

以螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides)为实验材料,采用每天测定数据,连续跟踪10d的方法,研究了甲基叔丁基醚(Methyl tert-buty1 ether,MTBE)与雌二醇对螺旋鱼腥藻的单一毒性以及在不同毒性单位配比下的联合毒性,选用毒性单位(TU)、相加指数(AI)、混合毒性指数(MTI)和毒性增大指数(TEI)进行联合毒性评价.结果表明,MTBE与雌二醇共存时,在实验周期(10d)内,其联合作用方式基本表现为协同作用.此外,MTBE和雌二醇的单一毒性和联合毒性数据随着培养时间的变化而产生剧烈变化,毒性数据在培养时间3～7d比较平稳,在4～5d最佳.     

普通小球藻引发水中苯胺光降解的研究

研究了普通小球藻引发水中苯胺的光降解 ,结果表明 :在 2 5 0W高压汞灯 (λ≥365nm)的照射下 ,藻浓度为 2 0× 1 0 1 0 个·1 - 1 时 ,苯胺的光降解率可达 37% ;苯胺浓度为0 0 0 4— 0 0 2mmol·l- 1 范围内 ,苯胺的光降解速率与初始浓度的降低成反比 ,反应是假一级 .另外 ,还研究了光强、藻悬浮液浓度和苯胺初始浓度等对反应体系的影响     

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。     

Effect of pH on Pb biouptake by the freshwater alga<Emphasis Type="Italic"> Chlorella kesslerii</Emphasis>

The effect of pH on Pb bioaccumulation by Chlorella kesslerii was studied. Both Pb uptake fluxes and Pb bound to membrane transport sites increased with an increase in pH from 4.0–5.0, were relatively stable in the pH interval 5.0–6.5, and increased again at pH 7.0 and 8.0. Protons affected Pb adsorption to the algal surface by competing directly for surface sites, by modifying the overall algal surface charge and by modifying the chemical speciation of Pb in solution. These results indicate a failure of the free-ion activity or biotic ligand models above pH 6.5, possibly due to the bioaccumulation of hydroxo or carbonato Pb complexes.     

非稳态条件下藻类种间非生物资源竞争理论及研究进展

从理论及实验研究的角度论述了藻类非稳态种间资源竞争研究进展。实验室内稳态条件下的竞争理论得到了大量实验验证,由于自然水体处于非稳状态,非稳态条件下藻类种间资源竞争日益成为藻类水华形成机制研究的重点。主要理论包括Tilman的R*法则和资源比假说,Grover的拾遗者-机会主义者交替竞争假说(VIS),中度干扰假说(IDH)及关键光强(CLIH)假说。这些假说的提出丰富了藻类资源竞争的理论体系,为研究自然状态下藻类增殖和竞争行为奠定理论基础。今后的藻类种间资源竞争的研究重点为非稳态下物理条件变化以及物理、化学和生物资源共同变化下藻类种间关系及生物多样性的研究。     

悬沙对小球藻生长的影响

在实验生态条件下研究了不同浓度和粒径大小的悬沙对小球藻(Chlorella sp.)生长的影响.结果发现:在泥沙与小球藻直接混合培养体系中,小球藻的种群增长可用Logistic增长模型拟合,拟合后的生长参数表明,随着悬沙浓度的增加,小球藻的环境负载能力a和种群瞬时增长率K显著减小,但到达拐点时间Tp的变化趋势在不同悬沙粒径组中存在差异.结果对于利用泥沙条件抑制水华爆发有着重要的意义.     

Biological Decolorization of C.I. Basic Green 4 Solution by Chlorella sp.： Effect of Operational Parameters

In recent years, the ability of microorganisms to decolorize textile wastewater has received great attention due to the environmental persistence and toxicity of these pollutants. In this paper biological decolorization of triphenylmethane dye, C.I. Basic Green 4 (BG 4), by Chlorella species was investigated. The effect of operational parameters (temperature, pH, initial dye concentration and algal concentration) on decolorization efficiency was examined. Results indicated that the desired initial pH was 9. The stability and efficiency of the algae in long-term repetitive operations were also examined. Michaelis-Menten kinetics was employed to describe the apparent correlation between the decolorization rate and dye concentration. The optimal kinetic parameters, Vmax (specific decolorization rate) and Km (maximum specific decolorization rate) were 4.6 mg dye g cell-1 h-1and 151.0 mg L-1, respectively. Fig 10, Tab 2, Ref24     

己烯雌酚与四溴双酚A对小球藻生长效应的影响（Effects of Diethylstilbestrol and Tetrabromobisphenol A on Growth of Chlorella pyrenoidosa）

采用化学品对藻类毒性测试的标准试验方法,分别研究了己烯雌酚和四溴双酚A单组分对小球藻生长及光合色素含量的影响,并用相加指数法评价了己烯雌酚和四溴双酚A双组分对小球藻的联合毒性效应.结果表明,藻细胞密度和光合色素含量随己烯雌酚和四溴双酚A浓度增加而明显下降,且均表现出较好的浓度-效应关系,其对小球藻的96h-EC50值分别为0.0248mg·L-1和0.0455mg·L-1;两者对小球藻96h的联合毒性效应为拮抗作用.     

两种营养状态下pH对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生长和抗氧化酶活性的影响

富营养化湖泊夏季藻类生长旺盛、光合作用强烈,湖水pH值普遍升高,因此相关生态因子变化对沉水植物生长影响的研究成为沉水植物组建和水生态恢复的基础。采用实验室模拟方法,研究了中营养(TN0.60mg·L-1;TP0.04mg·L-1)和富营养(TN4.20mg·L-1;TP0.28mg·L-1)两种状态下不同pH(7,8,9,10)对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生长、叶绿素含量、抗氧化酶和MDA含量的影响。研究发现,培养21d后,pH10时两种营养状态黑藻生长均受到明显抑制,富营养状态下抑制程度更加显著;pH7和pH8时富营养状态增加植物叶绿素含量,pH10时富营养状态叶绿素含量低于中营养状态。超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)在富营养状态下pH8时活性大幅上升,pH9时出现下降,而中营养状态下在pH9时活性才有所升高;过氧化氢酶(CAT)在两种营养状态下,pH9时活性均显著上升,pH10时在富营养状态下受到明显抑制;富营养状态下在pH7～9时,植物丙二醛(MDA)含量随着pH升高显著上升,并且均显著高于中营养状态,在pH9时与中营养状态差异达到最大。研究表明,pH对轮叶黑藻的影响与营养状态相关,当pH大于9时,两种营养状态下轮叶黑藻均受到一定胁迫,富营养状态下作用更加显著。     

不同pH与重金属Cd胁迫对紫穗槐萌发和幼苗生长的影响

为了探索紫穗槐修复酸性矸石山的机制,研究了含有0—20μmol.L-1CdCl2的不同pH(3.0—7.5)溶液对紫穗槐种子萌发和幼苗生长的影响.种子萌发结果表明,不同pH溶液处理对紫穗槐萌发率(约62%)和发芽势(约48%)无显著影响;当在不同pH(3.0—7.5)溶液中添加10—20μmol.L-1CdCl2时,10μmol.L-1Cd2+可促进种子萌发,20μmol.L-1Cd2+则抑制种子萌发.萌发露白的紫穗槐种子在不同pH溶液处理10 d时,幼苗的根长和株高在pH 4.5—5.0的酸性溶液最大,而在pH 3.0溶液中最小.添加CdCl2后,幼苗的根长变化趋势与单一pH结果一致,但均低于相应的pH.紫穗槐幼苗在单一pH与pH+10μmol.L-1CdCl2联合处理20 d时,株高和根长在pH 4.5—5.0溶液中最大,Cd可显著抑制幼苗根的生长.研究结果说明,pH 3.0—5.0酸性水不影响紫穗槐种子萌发,20μmol.L-1Cd显著抑制种子萌发;紫穗槐幼苗能耐pH 3.5—5.0酸性和10μmol.L-1Cd胁迫,为紫穗槐修复酸性矸石山提供了理论依据.     

UV-B辐射下悬沙对小球藻生长和DNA损伤的影响

研究了UV-B辐射(17μW cm-2,5 min/d)下不同浓度(0、100和1 000 mg L-1)和粒径组成(全粒径组和粒径<38μm组)的悬沙对小球藻(Chlorella sp.)生长和DNA损伤的影响.结果显示,小球藻的生长可用Logistic增长模型拟合,拟合后的生长参数表明悬沙的"遮荫效应"减轻了UV-B辐射对小球藻细胞的DNA损伤,从而对小球藻生长产生正影响.悬沙浓度越高,UV-B辐射对小球藻细胞DNA损伤程度越低,小球藻的环境负载能力a和瞬时增长率K越大.当悬沙浓度为100 mg L-1时,全粒径组a值和K值小于粒径<38μm组,且两组间小球藻细胞DNA损伤差异显著(P<0.05),但当悬沙浓度达1 000 mg L-1时,全粒径组a值和K值大于粒径<38μm组,两组间细胞的DNA损伤无显著差异(P>0.05).图3表2参24