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.     

镉胁迫对蛋白核小球藻生物膜生理特性的影响

文章以附着在聚氯乙烯载体上的蛋白核小球藻生物膜为研究对象,研究了镉胁迫下蛋白核小球藻生物膜的生理活性、抗氧化性和生物累积性等生理特性。结果表明:蛋白核小球藻生物膜在低浓度镉的胁迫下能保持相对稳定的增长,20.0 mg/L镉浓度对蛋白核小球藻生物膜的生长则表现出抑制作用,生物量仅为对照组的79.19%,胞外多聚糖的产量可达(99.28±1.19) mg/L;15.0 mg/L镉浓度胁迫下蛋白核小球藻生物膜超氧化物歧化酶活性最大值达到(290.50±4.55) U/g;过氧化氢酶活性随着镉浓度和处理时间的不断增加而增加,在20.0 mg/L镉浓度最高值达到(528.75±20.17) U/g;蛋白核小球藻生物膜对镉的生物累积量可达4.72 g/kg;傅里叶变换红外光谱表征分析得出蛋白核小球藻生物膜的生物累积效果可能与藻细胞表面存在的-NH_2、C-H等官能团有关;伪二阶动力学更适合描述蛋白核小球藻膜对镉的吸附过程。     

a-萘酚对小球藻谷胱甘肽及其还原酶的影响

研究了a-萘酚对2种小球藻谷胱甘肽(包括还型谷胱甘肽GSH与氧化型谷胱甘肽GSSG)含量及其还原酶(GR)活性的影响.结果表明,低浓度a-萘酚对藻细胞的谷胱甘肽水平和GR活性有显著的激发作用,随着a-萘酚浓度的升高,普通小球藻和蛋白核小球藻的GSH含量、谷胱甘肽总量及GR活性均有所提高,并分别在5mg/L和10mg/L时达到最大值,而GSSG均不断下降且在相同浓度下(2mg/L)至最小后开始上升.GSSG/GSH先降后升的变化说明藻细胞在a-萘酚胁迫下膜脂过氧化加剧,而GSH、GR在清除活性氧、消除过氧化方面起了重要作用     

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.      

二氯甲烷和二氯乙烷对蛋白核小球藻的毒性影响研究

研究了二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长和生化指标的毒性效应.结果表明,二氯甲烷和1,2-二氯乙烷对蛋白核小球藻生长有影响.随着2种毒物浓度的增大,其对藻生长的抑制越明显,藻细胞密度均呈现下降的趋势.二氯甲烷和1,2-二氯乙烷抑制蛋白核小球藻生长的96 h-EC50分别为550.1 mg/L和276.0 mg/L,1,2-二氯乙烷的毒性要稍强于二氯甲烷.2种毒物联合作用时基本表现为拮抗作用.叶绿素a含量随毒物浓度增加而迅速下降,SOD和CAT的活性随毒物浓度升高呈现先升高后下降的"钟形曲线".MDA的含量随毒物浓度升高而急剧上升,膜脂过氧化加剧.表明毒物通过产生活性氧自由基引起生物大分子的氧化损伤可能是其对蛋白核小球藻产生毒性效应的主要原因.     

二苯甲酮对蛋白核小球藻的毒性研究

为分析环境污染物二苯甲酮对淡水藻类的毒性效应,以蛋白核小球藻为受试对象进行了染毒和生理指标分析。结果显示二苯甲酮会抑制该种藻类的增殖,96hEC50值为3.98mg/L。染毒8天后,二苯甲酮达到或超过3.9mg/L剂量会影响蛋白核小球藻的光合作用和抗氧化能力等,表现为叶绿素含量降低、各种抗氧化酶类的活性降低、丙二醛含量升高(p<0.05)。     

α-萘酚对小球藻谷胱甘肽及其还原酶的影响

研究了--萘酚对2种小球藻谷胱甘肽-包括还型谷胱甘肽GSH与氧化型谷胱甘肽GSSG-含量及其还原酶-GR-活性的影响.结果表明,低浓度--萘酚对藻细胞的谷胱甘肽水平和GR活性有显著的激发作用,随着--萘酚浓度的升高,普通小球藻和蛋白核小球藻的GSH含量、谷胱甘肽总量及GR活性均有所提高,并分别在5mg/L和10mg/L时达到最大值,而GSSG均不断下降且在相同浓度下-2 mg/L-至最小后开始上升.GSSG/GSH先降后升的变化说明藻细胞在--萘酚胁迫下膜脂过氧化加剧,而GSH、GR在清除活性氧、消除过氧化方面起了重要作用.     

酚酸类物质对水华藻类的化感作用及其机理

研究了酚酸类物质阿魏酸和对羟基苯甲酸对水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)以及蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的化感抑制作用及其机理.结果表明,对羟基苯甲酸浓度为0.6mmol/L,阿魏酸浓度为1.0mmol/L时,对水华鱼腥藻和蛋白核小球藻均有明显的抑制作用,其中对羟基苯甲酸的化感抑制作用较阿魏酸显著,对水华鱼腥藻的抑制作用比对蛋白核小球藻显著.其抑制作用表现为藻细胞生长量以及藻细胞叶绿素a含量下降、细胞内超氧阴离子自由基增高以及膜脂质过氧化产物丙二醛(MDA)积累、细胞超氧化物歧化酶(SOD)的活力和比活力开始时应激性升高.推测酚酸类物质化感抑制作用的机理可能与自由基的产生以及膜脂质过氧化增加引起膜结构的破坏、细胞功能受损有关.2种酚酸类物质联合用时具有协同抑藻效应.     

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。     

商品氯氰菊酯农药对蛋白核小球藻的毒性效应研究

研究了氯氰菊酯对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、细胞内含物(可溶性蛋白、可溶性糖)及抗氧化酶类(超氧化物歧化酶,SOD)、膜脂氧化产物(丙二醛,MDA)的影响.结果表明,在氯氰菊酯暴露下,藻细胞的生长受到不同程度的抑制,且抑制程度随氯氰菊酯浓度的增大而增大,氯氰菊酯对蛋白核小球藻生长的72h半效应浓度(EC50)为4.89mg·L-1.藻细胞所有生理生化指标对氯氰菊酯响应迅速,在暴露初期较为敏感,24h后趋于平稳.其中,可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,中等浓度组(3.2,5.6mg·L-1)上升趋势最为显著.SOD活性则呈现出低浓度(1.0,1.8mg·L-1)促进、高浓度(>3.2mg·L-1)抑制效应.氯氰菊酯可使藻体内丙二醛(MDA)含量升高,氯氰菊酯浓度越高,藻体内MDA含量越高.研究结果表明,对藻细胞SOD活性的抑制及膜脂过氧化可能是氯氰菊酯对蛋白核小球藻产生毒害作用的重要原因.     

芦苇化感物质对藻类细胞膜选择透性的影响

以藻类渗出的K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺浓度为表征,以ICP-MS检测为手段,研究了芦苇抑藻化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(eathyl-2-methyl acetoacetate, EMA)对铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和普通小球藻细胞膜选择透性的影响. 结果表明, 在实验条件下, 铜绿微囊藻和蛋白核小球藻细胞经煮沸完全破坏细胞膜时K⁺渗出量为1 .45、1 .59 μg·(10⁹ cell)^-1, 当EMA浓度为2 mg·L^-1时, 铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的K⁺渗出量为1 .38、1 .40 μg·(10⁹ cell)^-1,当EMA浓度为4 mg·L^-1时, 铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的K⁺渗出量为1 .44、1 .58 μg·(10⁹ cell)^-1,离子渗出量达到完全破坏细胞膜最大渗出量的95%以上. EMA浓度为4 mg·L^-1时,普通小球藻的细胞内K⁺渗出量为0 .64 μg·(10⁹ cell)^-1, 仅为完全破坏细胞膜后K⁺渗出量的31 .5%. EMA对Mg²⁺、Ca²⁺的渗出量的影响规律与K⁺相同. EMA破坏了铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的细胞膜,但对普通小球藻的细胞膜透性没有显著影响.这是EMA选择性抑藻的机理之一.     

2-甲基乙酰乙酸乙酯对藻细胞膜和亚显微结构的影响

为揭示化感物质抑制藻类的机理, 研究了芦苇化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(eathyl-2-methyl acetoacetate, EMA)对蛋白核小球藻、铜绿微囊藻和普通小球藻细胞膜磷脂脂肪酸种类、含量以及藻细胞亚显微结构的影响,采用Bligh and dye法提取藻类细胞膜磷脂脂肪酸,GC-MS测定脂肪酸种类和含量,透射电镜法观测细胞亚显微结构. 结果表明, EMA使蛋白核小球藻细胞膜不饱和脂肪酸亚麻酸、亚油酸含量都增加了14%, 而饱和脂肪酸肉豆蔻酸、棕榈酸含量则下降了12%和11%. 加入EMA后, 铜绿微囊藻细胞膜中不饱和脂肪酸C18∶1和C18∶2含量分别增加了12%和10%, 饱和脂肪酸C18∶0和C16∶0含量则下降. EMA对普通小球藻细胞膜磷脂脂肪酸含量没有显著影响. EMA使蛋白核小球藻和铜绿微囊藻细胞壁脱落, 细胞膜破裂, 细胞内含物渗出, 细胞内片层结构解体, 细胞核和线粒体结构损坏. EMA对普通小球藻细胞亚显微结构没有显著破坏.     

小球藻对新杀虫剂HNPC-A9908的富集与降解

HNPC-A9908[O-(3-苯氧苄基)-2-甲硫基-1-(4-氯苯基)丙基酮肟醚]是国家南方农药创制中心湖南基地研制成功的具有自主知识产权的一种新型杀虫剂.作者研究了蛋白核小球藻对HNPC-A9908的富集与降解.结果表明,蛋白核小球藻具有降解HNPC-A9908的能力,在20,100,400mg/L的浓度下,5d内HNPC-A9908的降解率分别为90.50%、66.02%和43.19%,日平均降解速率分别为3.60,13.20,34.55mg/L,其降解动力学方程可用二级反应动力学方程很好地拟合,拟合度达到83%以上.此外,蛋白核小球藻对HNPC-A9908也具有一定的富集能力,当浓度为20,100,400mg/L时达到最大富集的时间分别为24,48,48h,富集量分别为11.58,15.15,16.42mg/gFW,此后随时间的延长而逐步降低.     

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.     

铜、锌、镉对固定态和悬浮态小球藻的除磷效果比较

采用海藻酸钙凝胶包埋固定,对人工污水进行静态模拟净化试验,研究了在pH为4,5,6,7和8的条件下,无重金属及ρ(Cu2+),ρ(Zn2+)和ρ(Cd2+)分别为0.05,0.5和5 mg/L时,固定态和悬浮态蛋白核小球藻对污水中磷的净化效率.结果表明:①相对于悬浮态,固定态小球藻由于海藻酸钠的包埋稳定性较强,磷的去除率较高;②小球藻磷的去除率受ρ(重金属)影响,随着ρ(重金属)的升高,磷的去除率降低,重金属产生的胁迫作用增强;③Cu2+对固定态和悬浮态小球藻的胁迫作用较Zn2+和Cd2+大,而Zn2+和Cd2+对固定态和悬浮态小球藻的胁迫作用随着ρ(重金属)的变化而有所差异;④pH对小球藻磷的去除率的影响随重金属种类、质量浓度及时间的变化而不同,Zn2+和Cd2+存在时,小球藻磷的去除率最高一般出现在pH为8的弱碱条件下,而Cu2+存在时小球藻磷的去除率受pH的影响差异不显著(P>0.05).     

Effect of nutrient conditions on the toxicity of naphthalene to Chlorella pyrenoidosa

The toxicity of naphthalene to a freshwater microalga, Chlorella pyrenoidosa, and the subsequent recovery of algae from the damage were investigated under two nutrient conditions, either enriched with nitrogen (N) and phosphorus (P), or starved of N and P. Results showed that C. pyrenoidosa was more sensitive to naphthalene under N,P-enriched condition, and the inhibitory rate generally increased at first and then decreased gradually with the evaporation of naphthalene under both nutrient conditions. Enriched N, P reduced the inhibitory rate at initial naphthalene concentration of 5 and 10 mg/L, but enhanced it at 100 mg/L, at which more severe ultrastructure damages were found than those under N,P-starved condition. Observed damages included partly or totally disappearance of nucleolus, nuclear, and plasma membranes. According to the chlorophyll content and cell density measurements, C. pyrenoidosa could recover from naphthalene damage with initial concentrations 6 50 mg/L in 7 days under both nutrient conditions, while they could not recover if the initial concentration of naphthalene was at 100 mg/L. Under the N,P-starved condition, the inability of C. pyrenoidosa to recover from the naphthalene damage was consistent with the results of high inhibitory rate, low value of specific growth rate (SGR, 0.05 day??1), and the severe destruction of cell structure. However, under the N,P-enriched conditions, the observed lower inhibitory rate, higher value of SGR (0.55 day??1), and the intact cell structure of most cells suggested that algae could potentially recover from the naphthalene damage.     

芦苇化感物质EMA对铜绿微囊藻生长及藻毒素产生和释放的影响

研究了芦苇化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯（ethyl-2-methylacetoacetate,EMA）对铜绿微囊藻PCC7806的生长抑制特性以及对微囊藻毒素MC-LR产生和释放的影响.结果表明,EMA在培养1周内对铜绿微囊藻PCC7806具有较强的抑制作用,EC_50,7d值为2.0 mg·L^-1,但EMA的抑制效果随时间的延长而减弱.整个培养期间,EMA对MC-LR的胞外释放无显著影响.培养7　d后,单位藻细胞内MC-LR的含量随EMA浓度的增加而升高,EMA投加浓度为1.5　mg·L^-1时,单位藻细胞MC-LR的含量为25 ng·(10⁶个)^-1,比对照组增加了39%.但单位体积培养液中MC-LR总量（胞内和胞外的总和）随EMA浓度增加先略微升高后显著降低,EMA投加浓度为3 mg·L^-1时,培养液中MC-LR胞内胞外总量为28 μg·L^-1,约为对照组的一半;16　d后,EMA对单个细胞内MC-LR的含量以及MC-LR总量均无显著影响.     

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。