久效磷对海洋微藻毒性机理的初步研究III.超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的变化

报道了久效磷对3种海洋微藻细胞内2种清除活性氧的关键性酶--超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的影响.结果显示:1.在久效磷的胁迫下,扁藻和三角褐指藻细胞的超氧化物歧化酶(SOD)活性均表现出下降的总变化趋势,而叉鞭金藻细胞的SOD活性时而上升,时而下降,在整个胁迫过程中呈现出无规律性的变化.2.随着久效磷胁迫时间的延长,3种微藻细胞的过氧化物酶活性均逐渐下降,表现出相同的变化规律性.这说明不同的藻种,久效磷对其细胞内酶活性的影响不尽相同.推测超氧化物歧化酶和过氧化物酶(POD)活性的降低是微藻细胞内过量产生活性氧,进而引起藻细胞膜脂过氧化伤害的主要原因之一.     

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.     

久效磷对海洋微藻毒性机理的初步研究Ⅲ.超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的变化

报道了久效磷对３种海洋微藻细胞内２种清除活性氧的关键性酶－超氧化物歧化酶和过氧化酶活性的影响。结果显示：１．在久效磷的胁迫下，扁藻和三角褐指藻细胞的超化物歧化酶活性均表现出下降的总变化趋势，而叉鞭金藻细胞的ＳＯＤ活性时而上升，时而下降，在整个胁迫过程中呈现出无规律性的变化。２．随着久铲磷胁迫时间的延长，３种微藻细胞的过氧化酶活性均逐渐下降，表现出相同的变化规律性。     

久效磷对海洋微藻毒性机理的初步研究Ⅲ.超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的变化

报道了久效磷对３种海洋微藻细胞内２种清除活性氧的关键性酶———超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的影响．结果显示：１在久效磷的胁迫下，扁藻和三角褐指藻细胞的超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性均表现出下降的总变化趋势，而叉鞭金藻细胞的ＳＯＤ活性时而上升，时而下降，在整个胁迫过程中呈现出无规律性的变化．２随着久效磷胁迫时间的延长，３种微藻细胞的过氧化物酶活性均逐渐下降，表现出相同的变化规律性．这说明不同的藻种，久效磷对其细胞内酶活性的影响不尽相同．推测超氧化物歧化酶和过氧化物酶（ＰＯＤ）活性的降低是微藻细胞内过量产生活性氧，进而引起藻细胞膜脂过氧化伤害的主要原因之一．     

光照强度和盐度对塔玛亚历山大藻生长的影响

采用一次性培养方法,在3个光照强度(3 000 lx、6 000 lx、12 000 lx)和7个盐度(10、15、20、25、30、35、40)下,研究了光照强度和盐度对塔玛亚历山大藻生长的影响。结果表明:光照强度对塔玛亚历山大藻的生长有显著性影响(p 0.05),盐度对塔玛亚历山大藻的生长有极显著性影响(p 0.01),光照强度和盐度的交互作用无显著影响(p 0.05)。无论在哪一种盐度条件下,在3 000 lx、6 000 lx和12 000 lx 3种光照强度中,均以 6 000 lx时塔玛亚历山大藻的藻细胞密度值最大,生长情况最好。而无论在哪种光照条件下,7个盐度梯度中,均以盐度为30时藻细胞的密度值最大,生长状况最佳。即最适宜塔玛亚历山大藻生长的光照强度为6 000 lx,盐度为30,此条件下藻细胞达到最大密度值为 65.93104 /mL,最大生长速率为0.3679,平均生长速率为 0.1553 。     

电氧化杀藻过程中藻细胞活性变化的研究

由Ti/RuO2棒为阳极、不锈钢管为阴极组成电氧化管式反应装置,采用TTC-脱氢酶活性和中性红染色的活性测定方法,研究了电氧化杀藻中藻活性变化以及影响因素.结果显示,在8mA/cm2下处理30min后,以藻细胞密度计的杀藻率仅为45%,而此时TTC-脱氢酶活性下降了94%,中性红染色率为100%,藻细胞已无法再生长,已全部失活,表明活性指标比细胞密度更能准确反映杀藻处理效果.电解液种类对杀藻存在明显影响,常用电解液Na2SO4和NaNO3的杀藻效果相近,Na2SO4浓度对杀藻效果影响不大.但当电解液中含有0.1mmol/LNaCl时,杀藻效果明显提高,5min后的脱氢酶下降了87%,中性红染色率达到82%.藻样初始浓度对杀藻效果影响较大,细胞密度增大,杀藻效果急剧下降,以天然水为电解液,细胞密度达到水华时的4.4×107个/L,只需处理1min可将藻细胞全部灭活.     

高浓度氨氮胁迫对纤细裸藻的毒性效应

采用室内培养方法,通过检测纤细裸藻生长、光合色素含量、抗氧化酶活性及DNA损伤(彗星实验)研究了高浓度氨氮胁迫对纤细裸藻(Euglena gracilis)的毒性效应,以期为氨氮的水生态风险评价以及藻类污水净化提供科学依据.结果表明,氨氮在所设定的浓度范围内抑制藻类的生长,浓度越高,抑制越明显,2 000 mg·L-1时相比对照抑制率达55.7%;叶绿素含量随氨氮浓度增加先升高后下降,蛋白质含量与叶绿素变化趋势基本吻合;抗氧化酶系统中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性随氨氮浓度增加而上升,2 000 mg·L-1时比对照分别增加了30.7%和49.4%,提示氨氮胁迫可诱导抗氧化酶活性增加;彗星实验中,纤细裸藻细胞DNA损伤程度随氨氮浓度增加而加重,表明高浓度氨氮具有潜在的致突变性.     

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。     

重金属胁迫对三角褐指藻生长及叶绿素荧光特性的影响

利用调制式叶绿素荧光仪研究了不同浓度的重金属Cu2+、Zn2+、Cd2+胁迫不同时间(24、48、72和96 h)后,三角褐指藻叶绿素荧光特性的变化情况.测定的主要参数有:光系统II(PSII)的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(Yield=ΦPSII)、相对光合电子传递效率(rETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ).研究结果表明,重金属(Cu2+、Zn2+、Cd2+)胁迫下三角褐指藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR和qP均明显降低,并且随着重金属离子浓度的增加,胁迫时间的延长,下降幅度逐步增大;NPQ先上升后下降或者逐渐上升;细胞密度和叶绿素含量也显著降低.对3种重金属离子的半抑制浓度(EC50)的计算结果表明,3种重金属毒性大小顺序为Cd2+> Cu2+> Zn2+.     

一株丝状蓝藻的分离鉴定及其对原油耐受性能的研究

从石油污染的港口水域分离筛选到一株丝状蓝藻GH1,通过形态学和分子生物学分析鉴定为颤藻.从生长情况和抗氧化酶活性方面研究了这株颤藻对原油的耐受性.在0～20d培养过程中,原油培养条件下GH1的叶绿素增长更快,第7天即达到生长稳定期;可溶性蛋白含量随时间的变化呈先上升后下降的趋势,原油样品的可溶性蛋白含量始终要显著高于空白样.在0～1%体积浓度范围内,第7天测定原油样品中颤藻叶绿素和可溶性蛋白含量均明显高于空白样.对抗氧化酶系统而言,在原油培养条件下,培养初期超氧化物歧化酶SOD(Superoxide Dismutase)和过氧化氢酶CAT(Catalase)活性显著高于空白样,随着培养时间增加,SOD和CAT活性呈下降趋势,而过氧化物酶POD(Peroxidase)活性一直呈上升趋势.低浓度原油能刺激3种抗氧化酶活性都升高,高浓度原油对SOD和CAT活性有抑制作用,但POD活性仍能随原油浓度增加而升高.在原油中毒性物质的胁迫下,POD与SOD、CAT的响应表现为互补的变化趋势,3种酶共同防御作用是颤藻GH1耐受原油胁迫的主要机制.     

栅藻LX1在水产养殖废水中的生长、脱氮除磷和油脂积累特性

利用高含油脂微藻处理废水,可以实现废水处理与生物柴油生产的耦合,已成为废水处理领域新的研究方向.研究了1株高含油脂的淡水栅藻LX1（Scenedesmus sp.LX1）在水产养殖废水中的生长、脱氮除磷和油脂积累特性.结果表明,栅藻LXl在该废水中的内禀生长速率、最大种群密度和最大种群生物量增长速率分别为0.44 d-1、7.46×106个.mL-1和0.82×106个.（mL.d）-1.培养至稳定期后,栅藻LXl对废水中的氨氮、亚硝态氮、硝态氮和磷的去除率分别为95.5%、96.3%、85.8%和98.8%;其生物量干重为0.38 g.L-1,单位藻细胞油脂含量高达31.6%.因此,栅藻LXl在水产养殖废水的净化和资源化方面具有较大优势,适于作为耦合工艺的优选藻种.     

纳米氧化镍对3种绿藻的毒性效应

通过配制不同浓度(0,60,120,180,240,300mg/L)纳米氧化镍(nNiO)悬浊液,对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)和羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)进行连续胁迫10d的毒性试验,测定nNiO对3种绿藻生长状况、叶绿素a、蛋白质、脂质过氧化物丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的影响.结果表明,nNiO胁迫对四尾栅藻、普通小球藻和羊角月牙藻的生长均有一定抑制作用,在同一时间段内,总体呈明显剂量效应;nNiO低浓度(60~120mg/L)胁迫对供试藻的影响表现为“抑制—促进—抑制”,在一定时间内对供试藻有促进生长的作用;nNiO胁迫对四尾栅藻、普通小球藻和羊角月牙藻的毒性效应表现为叶绿素a和蛋白质含量减少,MDA含量升高,抗氧化活性降低;羊角月牙藻对nNiO的耐受性较强,四尾栅藻和普通小球藻较敏感.     

鄱阳湖悬浮颗粒物絮凝沉降典型藻类的动力学研究

为了探讨鄱阳湖水动力条件改变引起的悬浮颗粒物浓度变化可能导致的鄱阳湖浮游植物群落结构的变化,本文研究了鄱阳湖悬浮颗粒物絮凝沉降3种典型藻类的动力学过程.以铜绿微囊藻(蓝藻)、四尾栅藻(绿藻)和菱形藻(硅藻)为研究对象、鄱阳湖采集沉积物为悬浮颗粒物,使用混凝试验搅拌仪模拟动力学条件,在颗粒物投加量为20 mg·L-1时分别研究了静置沉降时间、扰动强度和扰动时间对颗粒物絮凝沉降藻细胞的影响.结果表明,絮凝沉降效率:蓝藻绿藻硅藻.在扰动强度为20 s-1、扰动时间为30 min时,0.5~4 h静置沉降时间均促进3种藻类的絮凝沉降.绿藻和硅藻的絮凝沉降效率随着静置沉降时间的延长而降低,前0.5 h的絮凝沉降效率最大;而蓝藻的絮凝沉降效率变化无明显规律.扰动时间和静置沉降时间均为30 min时,随着扰动强度在2~40 s-1增加时,3种藻的絮凝沉降效率逐渐增大.扰动强度为20 s-1、静置沉降时间为30 min时,5~60 min扰动时间均促进藻细胞的絮凝沉降,并且随着扰动时间的增加,絮凝沉降效率呈先增大后降低的趋势.30 min为蓝藻絮凝沉降的最佳扰动时间,絮凝沉降效率为12.56%;45 min为绿藻和硅藻絮凝沉降的最佳扰动时间,絮凝沉降效率分别为11.93%和7.54%.因此,水动力条件的改变可以引起悬浮颗粒物与藻类的絮凝沉降效率发生变化,从而对藻类的群落结构以及水华发生规律产生影响.     

离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐对斜生栅藻的毒性效应

按照毒性试验标准方法研究了不同浓度离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)对斜生栅藻的影响,测定了半数抑制浓度(IC50)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及藻细胞通透性的变化,观察了80mg/L[BMIM]Cl处理96h对藻细胞的影响.结果表明:[BMIM]Cl对斜生栅藻生长具有抑制作用,随着浓度的增大抑制率增加,叶绿素含量下降, 48h IC50、72h IC50和96h IC50分别为103.77、76.44和68.49mg/L.藻细胞对[BMIM]Cl有一定的氧化应激反应,CAT和SOD活性随[BMIM]Cl浓度升高而降低.[BMIM]Cl对藻细胞的细胞膜有一定程度的破坏作用,藻细胞通透性随浓度升高而增大,同时藻细胞的超微结构受到了[BMIM]Cl的影响,造成质壁分离,叶绿体片层断裂,线粒体嵴数量减少.     

基于细胞尺度的光照对四尾栅藻生长的影响

以四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）为研究对象,采用平行平板流动腔装置,基于计算机视觉的藻细胞动态生长观察方法,从单细胞尺度研究不同光照强度对四尾栅藻藻细胞生长的影响.成功建立了四尾栅藻个体生长曲线模型,模型拟合效果良好.结果表明：在8000lux光照强度下,藻细胞的体积最大比生长速率最大,即四尾栅藻生长的最适光照强度为8000lux;适宜的光照条件可以增加藻细胞分裂时的大小,小于8000lux时,藻细胞分裂体积随着光照强度的增加而增加,大于8000lux时,藻细胞分裂时体积反而越来越小;较高的光照强度还有利于藻细胞适应新的环境,减少藻细胞复苏时间.     

基于细胞尺度的光照对四尾栅藻生长的影响

以四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）为研究对象,采用平行平板流动腔装置,基于计算机视觉的藻细胞动态生长观察方法,从单细胞尺度研究不同光照强度对四尾栅藻藻细胞生长的影响.成功建立了四尾栅藻个体生长曲线模型,模型拟合效果良好.结果表明：在8000lux光照强度下,藻细胞的体积最大比生长速率最大,即四尾栅藻生长的最适光照强度为8000lux;适宜的光照条件可以增加藻细胞分裂时的大小,小于8000lux时,藻细胞分裂体积随着光照强度的增加而增加,大于8000lux时,藻细胞分裂时体积反而越来越小;较高的光照强度还有利于藻细胞适应新的环境,减少藻细胞复苏时间.     

铜绿微囊藻高温胁迫后的生长补偿效应

为探究藻类受高温胁迫后的恢复生长情况,以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为材料,设置了40 ℃高温组及25 ℃对照组,分别处理3、6和12 d后转入25 ℃进行恢复培养30 d,测定生长过程中的细胞密度以及Chla(叶绿素a)、CAR(类胡萝卜素)、Pro(可溶性蛋白)、Sug(可溶性糖)和丙二醛的含量. 结果表明:40 ℃高温下铜绿微囊藻的生长受到显著抑制,胁迫至第12天时,细胞密度、ρ(Chla)和ρ(CAR)分别比对照组降低了81.08%、97.89%和90.31%. 解除胁迫后,40 ℃处理3 d组呈现一定的超补偿,细胞密度、ρ(Chla)和ρ(CAR)在恢复培养30 d的平均补偿指数分别为1.63、0.90和2.12;40 ℃处理6和12 d组呈现低补偿,恢复培养至第30天时,ρ(Pro)分别比对照组降低了14.86%和48.75%,ρ(Sug)分别比对照组降低了18.77%和53.73%. 胁迫时间越长,丙二醛含量越高,长时间(12 d)的高温胁迫会对细胞造成永久伤害. 采用Logistic方程拟合生长曲线,40 ℃处理6 d组在恢复培养24 d后出现明显的超补偿,细胞密度增大,预计39 d后超过40 ℃处理3 d组. 高温诱发超补偿生长与自然界中藻类暴发的过程具有密切关系,这种内源性因素及藻体生理特征的变化可为湖泊水华发生的理论研究提供依据.      

人工介质对水源水中藻类去除特性研究

采用人工介质富集微生物净化太湖梅梁湾水源地水体中的藻类.中试结果表明：随着介质密度和水力停留时间的增加,对藻类的去除率有所提高,增加水流速度并未降低对藻类的去除效果.当介质密度为26.8%、水力停留时间为5 d时,人工介质对藻类密度、生物量和叶绿素a的去除率分别为96.3%、88.7%、86.1%,表明人工介质对富营养化水体中藻类有较好地去除效果,同时对透明度和水下光照度也有明显的改善效果.     

南极春季海冰物理对叶绿素控制作用的统计分析

利用2006年南极威德尔海西北海域冬末春初的冰芯晶体结构,和302组冰芯温度、盐度、密度、叶绿素-a、脱镁叶绿素数据,以及冰底面叶绿素a垂直分布数据,进一步确定积雪/海冰厚度、冰内温度、盐度、密度对冰内和冰下叶绿素a的贡献.利用环境制约与生态平衡原理,阐明积雪/海冰厚度通过阻碍光通量对冰底叶绿素的效应,以及卤水体积通过冰温度和盐度体现对冰藻细胞活性的抑制作用.统计分析不仅确立了南极海冰冰内卤水体积-内叶绿素a的逻辑斯蒂上限含量曲线,并体现出粒状冰同柱状冰卤水排泄方式的差异及其对冰底春季叶绿素a快速增长的冰物理贡献.冰藻细胞活性指标小于0.5的仅占4.3%,该数据为南极冰藻是维持南极冰区浮游植物旺发的主导因子提供了重要依据.