基于污泥资源化利用的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)培养研究

利用废水或者废弃物培养微藻,不仅可使废弃物得到合理利用,还可为微藻培养提供廉价原料.以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为研究对象,以污泥抽提液部分或全部替代SE(selenite enrichment)培养基,研究基于污泥资源化利用的微藻细胞培养方法.结果表明,当SE培养基与污泥抽提液比例为1∶9和2∶8时,相同条件下接种蛋白核小球藻培养14 d后,在波长为680 nm下其光密度分别为0.858和0.845,显著高于其它处理,当两者比例为0∶10和10∶0时,相应光密度分别为0.571和0.247.通过测定其色素和次生代谢产物含量时发现,当SE培养基与污泥抽提液比例为2∶8时,蛋白核小球藻的叶绿素、β-胡萝卜素和蛋白质含量最高.因此,剩余污泥抽提液可以部分作为培养蛋白核小球藻的良好基质,并且其培养效果明显优于其标准培养基.在本试验条件下,蛋白核小球藻培养的最佳条件是污泥抽提液比例为80%,该条件下蛋白核小球藻的生长状况较好,并且叶绿素与蛋白质含量最高.     

光质对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）生长特征及生化组成的影响研究

采用发光二极管(light emitting diode,LED)调制光谱,研究了不同光质(红光、蓝光、白光、红蓝混光8∶1,红蓝混光8∶2,红蓝混光8∶3)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长特性及生化组成的影响.结果表明,蓝光下蛋白核小球藻生长效果最佳,其接种后培养30 d,光密度为2.4,比生长速率为0.10 d-1,生物量为0.64 g·L-1,而其它光质下光密度、比生长速率和生物量分别在1.0~1.7、0.07~0.10 d-1和0.27~0.38 g·L-1之间,蓝光条件下其光密度、比生长速率和生物量分别约为红光下的2.05倍、1.33倍和2.06倍;红蓝混光有利于蛋白核小球藻叶绿素a和β-胡萝卜素的合成,蓝光可促进叶绿素b的合成,红蓝混光8∶1其叶绿素a和β-胡萝卜素的含量分别为13.5 mg·g-1和5.8 mg·g-1,而蓝光下分别为8.4 mg·g-1和3.6mg·g-1;红蓝混光更有利于蛋白核小球藻单位细胞干重蛋白质和总脂的积累,红蓝8∶3蛋白质含量为489.3 mg·g-1,红蓝8∶1总脂含量为311.2 mg·g-1,而蓝光下蛋白质和总脂含量均较低,分别为400.9 mg·g-1和231.9 mg·g-1.     

3种重金属对蛋白核小球藻的联合毒性及机理

重金属污染日益严重,对人类具有潜在威胁。该文以绿藻蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为受试生物,3种典型重金属污染物镉(Cd)、铜(Cu)和铬(Cr)为研究对象,采用均匀设计射线法设计重金属三元混合物体系(Cd-Cu-Cr),应用时间毒性微板分析法系统考察3种重金属对蛋白核小球藻的单一毒性及联合毒性,并通过分析绿藻中叶绿素和蛋白质含量探讨3种重金属及其混合物的可能的毒性作用机理。结果表明:3种重金属对蛋白核小球藻的毒性均随着暴露时间的延长逐渐增强,呈现明显的时间依赖性;重金属处理后的蛋白核小球藻中叶绿素含量随暴露时间的延长不断减少,如在24～72 h时,Cd处理的蛋白核小球藻中的叶绿素减少率增长较快,后趋于稳定,而Cr和Cu处理后的绿藻在整个暴露时间内叶绿素减少率均增加;Cd和Cr处理后绿藻的蛋白质含量减少率随着暴露时间的延长快速增加,而Cu处理后的绿藻中蛋白质减少率在24～72 h趋于平缓,之后减少率迅速增加;5条混合物射线的毒性均为加和作用,即组分间没有发生明显的毒性相互作用;三元混合物在低浓度时对蛋白核小球藻具有促进生长作用,在高浓度时抑制其生长,即Hormesis现象;三元混合体系处理后的绿藻中叶绿素及蛋白质的含量与单一Cu处理后的变化规律相似,这表明混合物的毒性机制受单一组分的影响。     

1,4-二氯苯对蛋白核小球藻的毒性效应

研究不同质量浓度的1,4-二氯苯(1,4-DCB)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的生长状况、蛋白质含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶活性(SOD酶活性)和脂质过氧化丙二醛(MDA)含量的影响,检测1,4-DCB对海洋微藻的毒性效应及其毒性机理.结果表明:1,4-DCB对蛋白核小球藻的生长有一定的抑制作用,该效应表现出一定的浓度和时间依赖性;1,4-DCB处理4 d后,蛋白核小球藻细胞蛋白质含量和叶绿素含量下降,SOD酶活性降低,MDA含量升高,这表明1,4-DCB通过产生活性氧自由基引起脂质及其他生物大分子的氧化损伤可能是1,4-DCB对蛋白核小球藻产生毒害效应的主要机制,受有机物污染后藻类作为饵料的价值降低.      

芦苇抑藻化感物质的分离及其抑制蛋白核小球藻效果研究

采用乙醇提取、溶剂萃取法从芦苇中分离出2组能抑制蛋白核小球藻生长的化感物质. 该2组化感物质对蛋白核小球藻的半效应浓度(EC₅₀)分别为0.68mg/L和2.65mg/L. 将前者用碱性氧化铝层析柱分离得到一组抑藻活性更强的化感物质和一组能够促进蛋白核小球藻生长的化感物质: 前者对蛋白核小球藻的EC₅₀为0.50mg/L, 是目前报道的抑藻能力最强的化感物质; 后者在浓度为0.63mg/L时能显著促进蛋白核小球藻的生长. 芦苇化感物质可以用来控制淡水中有害藻类.     

缺镁胁迫对普通小球藻光合生理及油脂积累的影响

小球藻是一种重要的生物资源,它在生产微藻燃料、提取生物活性物质以及水环境修复等方面具有广阔的应用,因此研究小球藻的生理生化特性具有重要的意义.镁离子在微藻的生长过程中起到了很重要的作用,不仅是叶绿素结构的中心原子,还是一些代谢途径中关键酶的辅因子.采用批次培养的方法,在对普通小球藻(Chlorella vulgaris)光合自养培养过程中,研究了在缺镁胁迫条件下的普通小球藻的光合生理及油脂积累的变化.结果表明,在缺镁胁迫条件下,普通小球藻的生物量、蛋白含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量分别降低了20%、43.96%、27.52%、28.07%,而总油脂含量增加了19.60%;普通小球藻的最大光能转化效率Fv/Fm降低了22.54%,而非光化学淬灭qN显著高于正常培养条件.本研究结果表明缺镁胁迫抑制了普通小球藻中叶绿素的合成,从而影响了光合作用的进行,导致普通小球藻生长受到抑制、蛋白质合成受阻,从而使其碳同化进入油脂的合成代谢,增加了普通小球藻油脂含量.     

非离子表面活性剂对水生生物的影响

脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)常作为日常家用洗涤剂中的主要活性物质及印染业中的均染剂和剥色剂而大量使用,AEO的残留量大量进入环境水体对水体生态产生影响引起了人们的关注。该文通过监测在AEO污染的水体中指示微生物草履虫和蛋白核小球藻的各项生理指标来评估AEO对水体生态的影响。实验用AEO残留液培养草履虫和蛋白核小球藻,考察草履虫种群增长情况和蛋白核小球藻中叶绿素和可溶性蛋白含量变化。结果表明高浓度的AEO溶液(80 mg/L)会抑制草履虫的生长,而低浓度会促进草履虫的生长,AEO的存在会抑制蛋白核小球藻的叶绿素和可溶性蛋白的合成,AEO残留量对水体生态有负面影响,对水体微生物有毒害作用。     

基于提高乙醇产率的常压室温等离子体微藻诱变育种

以普通小球藻FACHB-25为研究对象,利用常压室温等离子体在不同功率条件下对其诱变处理,在功率100W、120W条件下筛选出3株优势藻株,依次编号为S100-7、S120-4、S120-9.其中S120-9藻株培养末期生物量增加明显且多糖产量是原始藻株产量的1.34倍,达到237.98mg/L;S120-4碳水化合物含量占比为37.55%,较原始藻株提高了43.48%.对比了各藻株在光合性能、细胞组分以及细胞形态等方面差异.通过同步糖化发酵（SSF）,碳水化合物含量最高的S120-4藻株乙醇产量达到1.58g/10g藻,但其生物量积累受到限制.考虑生物量积累情况,推算出S120-9藻株单位体积藻液乙醇产量最高达到0.1033g/L.     

MBFA9对蛋白核小球藻生长的影响研究

以蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）实验生物,以生物量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活力的变化为指标,研究了不同浓度的高效微生物絮凝剂MBFA9对蛋白核小球藻的毒性效应,结果表明：低浓度短时间内MBFA9可以抑制蛋白核小球藻的生长,随着时间的延长,抑制作用减弱并最终消失;高浓度MBFA9最终可以轻微促进蛋白核小球藻生长,但SOD比活力和POD比活力稳定,表明未启动抗氧化酶系统和非酶抗性系统,对藻细胞不构成伤害。初步证明,絮凝剂MBFA9无急毒反应,是一种安全的、无毒的、对生态环境友好的微生物发酵制品。     

化感物质肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻生长及生理特性的影响

探讨了肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻生长及生理特性的影响,从叶绿素a含量,抗氧化系酶活性,活性氧自由基(ROS)水平,丙二醛(MDA)含量以及光合活性的变化研究了其抑藻的生理生化机制.结果表明,肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻具有快速抑制效应,随着浓度的增加抑制效果越明显.其96 h半效应浓度EC50值为5.45 mg·L-1.肉桂酸乙酯引起细胞内叶绿素a含量下降,活性氧(ROS)的过度累积和MDA含量的增加.由此,说明肉桂酸乙酯通过引起活性氧的过度产生,导致膜脂过氧化,引起藻细胞膜系统受损,代谢发生紊乱.为了清除ROS,细胞通过提高抗氧化系酶的活性来保护其免受氧化损伤.肉桂酸乙酯对蛋白核小球藻细胞光合系统Ⅱ的最大光化学量子产量和潜在活性具有一定的急性毒性效应,但随着时间的延长藻细胞可以通过自身调节在一定程度上恢复其光合活性.     

扑草净和渗透剂OT对蛋白核小球藻的联合毒性

研究了扑草净和琥珀酸酯磺酸钠(OT)对蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)的单种毒性效应和联合毒性效应.结果表明,无论扑草净和OT是单独使用还是混合使用,低浓度下对蛋白核小球藻均表现出一定的刺激生长的效应,藻细胞密度升高,叶绿素和可溶性蛋白含量呈上升趋势,抗氧化酶SOD和POD活性均上升.随扑草净和OT浓度的增加,刺激生长效应消失,抑制生长作用增强,叶绿素和可溶性蛋白含量均下降,SOD和POD活性呈先上升后下降趋势,同时丙二醛含量急剧升高,引起细胞膜脂过氧化.在混合使用时,两者均为低浓度,刺激生长现象比两者单独使用时更加明显;两者均为高浓度时则对蛋白核小球藻的抑制作用更强.表明不同浓度条件下扑草净和OT表现出相加、拮抗和协同3种不同的效应.     

白洋淀两种生境中芦苇地上生物量及其影响因子分析

文章在野外调查的基础上,在白洋淀台田和沼泽中各选择6个样区,统计分析了2种生境芦苇地上生物量;运用冗余分析方法(RDA),分析了芦苇生长季(4～9月)平均水深、土壤/底泥有机质、全氮和全磷等对两类生境中芦苇地上生物量的影响.结果表明,台田、沼泽中芦苇地上生物量分别为1 408.2±527.5 gDW/m2、723.2±...     

蛋白核小球藻生物膜对镉胁迫的生理响应及去除效果分析

为研究镉胁迫下蛋白核小球藻生物膜的生理响应及其去除效果,实验设计了不同的镉初始浓度梯度,分析镉胁迫下蛋白核小球藻生物膜的叶绿素a、硝酸还原酶、胞外多聚糖（EPS）等生理特征指标,并比较了蛋白核小球藻生物膜在不同的镉初始浓度下对镉的去除效果。结果表明:镉会抑制蛋白核小球藻生物膜的生长及其硝酸还原酶的产生,并且抑制程度随着镉初始浓度的增大而增加,20 mg/L的镉还会导致部分藻类生物膜的死亡;另外,镉会抑制蛋白核小球藻生物膜EPS的产生,但随着接触时间的增加,镉会刺激藻类生物膜分泌少量EPS来阻止镉离子进入藻细胞;镉初始浓度为15 mg/L时,蛋白核小球藻生物膜对镉的去除效果最好,达到89.83%。以上成果可为藻类生物膜去除重金属镉的后续研究奠定基础。     

SiO2纳米颗粒对小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长活性的影响

从Si02纳米颗粒对小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长活性的影响来探讨纳米材料的生物安全性问题.结果表明Si02纳米颗粒降低了小球藻的生物量和蛋白含量,并可以附着在细胞表面和进入细胞内部,造成了细胞的形变和结构损伤,从而抑制了小球藻的正常生长活性.Si02纳米颗粒对小球藻具有一定的毒性效应.     

基底条件和栽培方式对芦苇和香蒲生长发育的影响

在太湖西五里湖湖滨带生态恢复示范工程区,通过人工栽培的方法研究了3种基底条件和2种栽培方式对芦苇和香蒲生长发育的影响. 结果表明,在不考虑波浪影响的条件下,芦苇在原状土基底上成活率较高,在生土和生土上覆湖泊底泥基底上,芦苇成活率较差. 芦苇群落侧重于靠增加其分蘖数来提高对植物地上部生物量的贡献,而香蒲则利用增加地上部分的高度来提高对植物地上部生物量的贡献. 以西五里湖湖泊底泥作为回填土处理比采用原土回填的方式更有利于芦苇的生长发育. 由于试验选用的香蒲根部比重较大,营养吸收能力强.试验期间,基底条件和回填土处理对单株种植的香蒲成活和生长发育影响不大. 单株种植的芦苇成活率、日生长量以及地上部株高增量均不如单株种植的香蒲.虽然芦苇分蘖数较多,但从总体上看,芦苇不适合单株种植.      

磷亏缺芦苇对氮梯度变化的生理响应

研完了磷亏缺芦苇在不同氮浓度梯度下（0mg／L、2mg／L、5mg／L、15mg／L）干重、鲜重、叶面积等形态学指标和叶片叶绿素、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）等生理学指标的变化,研究结果表明：芦苇形态学指标和叶片叶绿素含量均随氮浓度的增加呈现先增加（低浓度范围：0-5mg／L）后减小（高浓度范围：5—15mg／L）的趋势。MDA及活性氧清除系统指标则呈现先降低（低浓度范围：0-5mg／L）后升高（高浓度范围：5—15mg／L）的趋势。表明在低浓度范围内,氮浓度增加可以缓解芦苇磷亏缺胁迫症状,而当氯浓度超过了芦苇的耐受阂值之后（5mg／L）,芦苇在磷亏缺和氮过量的双重胁迫下,体内活性氧清除系统被破坏。与正常磷供给相比（10mg／L）,磷亏缺芦苇对氯的耐受阈值下降了96．8％—90．6％。研究结果可为富营养化水体水生态环境的改善提供科学依据。     

塘-湿地系统中芦苇对再生水氮磷吸收能力研究

以天津市空港经济区塘-湿地组合处理系统为对象,研究了再生水补给条件下芦苇各组分氮(N)、磷(P)的吸收能力。研究发现:在一个生长周期内,芦苇不同组分(穗、叶、茎、根)N、P的质量分数为(1.17±0.82)%和(0.067±0.057)%,存在穗>叶>根>茎的特点。芦苇各组分N、P的质量分数随生境类型而变化,其中N的质量分数范围介于0.22%~2.34%,P介于0.012%~0.23%。再生水补给条件下系统地上生物量为(119.37±62.25)kg/m2,明显高于周边河道自然生长的芦苇((19.08±5.73)kg/m2),表明再生水的补给能有效提高芦苇的初级生产力,且地上部分对N、P的累积能力高于地下部分,分别为4.10和5.20倍。