Effects of UV-B radiation on the growth interaction of Ulva pertusa and Alexandrium tamarense

Enhanced UV-B(280-320nm) radiation resulting from ozone depletion is one of global environmental problems. Not only marine organisms but also marine ecosystems can be affected by enhanced UV-B radiation. The effects of UV-B radiation on interaction of macro-algae and micro-algae were investigated using Ulva pertusa Kjellman and Alexandrium tamarense as the materials in this study. The results demonstrated that UV-B radiation could inhibit the growth of Ulva pertusa and Alexandrium tamarense when they were both mono-cultured, and the growth inhibition of algae was more significant with increasing doses of UV-B radiation. Alexandrium tamarense could inhibit the growth of Ulva pertusa in mixed culture, and the growth inhibition was more significant when increasing the initial cell density. However, Ulva pertusa could inhibit the growth of Alexandrium tamarense in early phase and stimulate the growth in latter phase when they were grown in mixed culture. Lower initial cell density(10^2 cell/ml) of Alexandrium tamarense could inhibit the growth of Ulva pertusa under UV-B radiation treatment,however, with the initial cell density increasing( 10^3 and 10^4 cell/ml), the growth of Ulva pertusa was stimulated under lower dose of UV-B radiation and inhibited under higher dose of UV-B radiation by Alexandrium tamarense. Compared with that in mixed culture, Ulva pertusa showed more positive inhibition to the growth of Alexandrium tamarense under UV-B radiation treatment.     

塔玛亚历山大藻经蒙古裸腹溞至美国红鱼鱼苗的麻痹性贝类毒素传递与代谢研究

首次采用枝角类作为麻痹性贝类毒素(Paralytic Shellfish Poisoning,PSP)海洋食物链传递的媒介,实验研究了PSP从甲藻塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)经枝角类蒙古裸腹溞(Moina mongolica)至美国红鱼(Sciaenops ocellatus)鱼苗的动态传递与代谢过程.结果表明,塔玛亚历山大藻为550～4900个·mL-1时,蒙古裸腹潘体内可以检测到麻痹性贝类毒素(PSP),美国红鱼鱼苗因摄入含PSP的蒙古裸腹溞而染毒.整个实验过程中,塔玛亚历山大藻、蒙古裸腹溞、美国红鱼消化腺均含有N-磺酰氨甲酰基类毒素C1 2,后者还检测到新生成的氨基甲酸酯类毒素neoSTX.毒素传递给蒙古裸腹溞时,C1 2中β型毒素C2的比例增大,传递给鱼苗时,则α型毒素C1的比例增加.毒素净化期间,鱼苗体内的C1、C2含量基本呈下降趋势,但neoSTX未呈现特定规律性;总毒素含量除藻密度550个·mL-1实验外,随净化时间的推移而下降.     

枝角类为媒介的麻痹性贝类毒素传递与代谢研究

为了弄清麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish poisoning,PSP)在海洋生态系统中的产生、转化和归宿,本文以海洋枝角类为媒介,研究了麻痹性贝类毒素在海洋食物链中的传递与代谢过程.结果表明,PSP毒素可以沿甲藻塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)→枝角类蒙古裸腹溞(Moina mongolica)→红鳍东方纯(Fugu rubripes)鱼苗进行传递和代谢.整个实验过程中,塔玛亚历山大藻、蒙古裸腹潘、红鳍东方纯均检测到C1+2,鱼苗体内还发现似新生成的neoSTX.毒素传递过程中,C1+2中低毒性的α型毒素C1比例增大;毒素在鱼苗体内净化时,各PSP成分和总毒素含量普遍随净化时间的延长而减少.该结果为解释麻痹性贝类毒素为何在海洋各营养级生物体中广泛存在提供了直接的证据,也为我国开展麻痹性贝类毒素的监测和管理提供了新的理论依据.     

氮、磷限制对塔玛亚历山大藻细胞周期及毒素含量和组成的影响

优化了塔玛亚历山大藻Alexandrium tamarense CI01细胞同步化方法,研究了N、P限制对A.tamarense CI01细胞周期及毒素含量和组成变化的影响。结果表明,采用前期驯化、细胞沉降分离和光限制诱导相结合的同步化方法,细胞同步率提高了约14%。N、P限制条件下,细胞分裂受抑制,分别停滞于G2/M期和G1期。营养盐对毒素合成及组成影响比较明显:N限制下单细胞毒素含量降低,P限制下单细胞毒素含量升高。在正常营养和P限制条件下,C1,2占毒素总量的98%以上,GTX2,3占总毒素量的2%左右;N限制条件下,C1,2所占比例下降到90%左右,而GTX2,3比例增长到约10%。根据C1,2和GTX2,3在一个细胞周期内的变化规律推测,毒素的合成受光诱导并在细胞周期G1期的特定时间内合成,细胞可能先合成GTX2,3毒素,后被转化为C1,2毒素。     

中国东南沿海四株亚历山大藻的系统发育研究

通过核糖体基因大亚基(LSU rDNA)D1-D2区以及ITS序列分析,研究了采自于中国东南沿海的4株亚历山大藻(Alexandrium Halim)的系统发育.结果显示,本地的亚历山大藻与来自日本和韩国的藻株亲缘关系很近;而且通过构建系统发育树,发现本地亚历山大藻与东亚藻株聚成一个大族.与东亚藻株在rDNA序列上的高相似性也说明本地株亚历山大藻属于温带亚洲基因型,而从欧美传入的机会较小.结果同时显示,塔玛亚历山大藻(A. tamarense)与链状亚历山大藻(A. catenella)LUS和ITS序列相近,可能在遗传学上是同一种类.     

UV-B辐射对亚历山大藻生长及其生理生化特征的影响

通过生物化学的方法,研究了UV-B辐射对亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长及其可溶性蛋白、叶绿素a、H2O2、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响.结果表明:UV-B辐射会抑制亚历山大藻的生长并对其生理生化特征产生明显的影响;经过UV-B辐射后,可溶性蛋白和叶绿素a含量呈现降低的趋势;H2O2、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活力呈现升高的趋势;UV-B辐射产生过量的活性氧自由基是导致亚历山大藻受损伤的主要原因.     

应用铁铜双金属有机骨架活化过硫酸盐催化剂去除水中有机污染物的研究

基于MIL-101(Fe)的合成方法,首次采用合成前金属掺杂法制备了双金属有机骨架MIL-101(Fe,Cu)催化剂,并利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对催化剂进行表征.同时,以罗丹明B(Rh B)为目标降解物,研究此催化剂催化过硫酸盐降解Rh B的性能,并初步尝试将催化剂应用于邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的催化降解.XRD、FTIR、SEM和EDS等分析结果表明,铜离子的掺杂导致MIL-101(Fe)的结构与形貌发生了改变,提高了对污染物的吸附和催化降解作用.相比MIL-101(Fe),在90 min时MIL-101(Fe,Cu)对Rh B的去除率达到95%,在180 min时对DBP的去除率达到68%.此外,分析了催化剂催化性能提高的原因:配位竞争导致铁离子的不饱和趋向;形貌的变化加强了对污染物的吸附作用.     

热解温度和时间对香蒲生物炭性质的影响及生态风险评估

以典型湿地挺水植物香蒲(Typha angustifolia)为原料,采用慢速限氧热解法在200～500℃下分别热解2 h和6 h制备香蒲生物炭(TBCs),探究热解温度和热解时间对TBCs基本性质的影响,同时以微生物大肠杆菌HB101(E.coli HB101)和农作物油葵(Helianthus annuus)种子为受试生物,初步评估了其生态风险.结果表明,热解时间2 h和6 h对TBCs的性质无明显影响,而热解温度显著影响TBCs的性质.随热解温度的升高,TBCs产率降低;碳(C)和灰分含量增加,氢(H)和氧(O)含量逐渐降低;pH显著增加;表面孔隙结构增加;含氧官能团减少,芳香化程度增加;养分元素总磷(TP)和钾(K)含量显著增加.TBCs中溶解性有机质(DOM)的主要组分为腐殖酸类物质和富里酸类物质,随热解温度升高,腐殖酸类物质含量降低,富里酸类物质含量升高.所有TBCs对E.coli HB101生长和油葵种子萌发无显著影响,表明实验条件下TBCs无潜在生态风险.本研究为湿地废弃生物质资源化利用提供了一种新途径,同时也为筛选适用于贫瘠土壤改良的BC改良剂提供了重要的理论依据.     

低氮燃烧+选择性非催化还原烟气脱硝技术(SNCR)在循环流化床锅炉脱硝工程上的应用

采用低氮燃烧+选择性非催化还原烟气脱硝技术对循环流化床锅炉烟气进行脱硝处理.烟气NOx初始浓度为280 mg/Nm3时,排放浓度低于100 mg/Nm3,去除率达65％以上.达到国家《火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)》限值要求.工艺稳定运行后年处理费用为202.40万元.     

玉米叶对我国几种典型赤潮藻生长的影响研究

研究了玉米叶对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的影响,以期为筛选新的、无污染的、廉价高效的除藻剂提供思路,为不同的有害赤潮的治理提供参考.结果表明,玉米叶对塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻、赤潮异弯藻、东海原甲藻和球形棕囊藻生长的影响明显不同.玉米叶可显著抑制塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻和赤潮异弯藻的生长,但对东海原甲藻生长的影响不大,对球形棕囊藻的生长则有显著的促进作用.这些结果表明,玉米叶对赤潮藻生长的抑制作用存在一定的选择性,这种选择性与藻的种属与细胞结构并无明显的相关性.     

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 。     

Competition of bloom-forming marine phytoplankton at low nutrient concentrations

Competition of three bloom-forming marine phytoplankton (diatom Skeletonema costatum, and dinoflagellates Prorocentrum minimum and Alexandrium tamarense) was studied through a series of multispecies cultures with di erent nitrate (NaNO3) and phosphate (NaH2PO4) levels and excess silicate to interpret red tide algae succession. S. costatum outgrew the other two dinoflagellates in nitrate and phosphate replete cultures with 10 mol/L Na2SiO3. Under nitrate limited (8.82 mol/L NaNO3) conditions, the growth of S. costatum was also dominant when phosphate concentrations were from 3.6 to 108 mol/L. Cell density of the two dinoflagellates only increased slightly, to less than 400 and 600 cells/mL, respectively. Cell density of S. costatum decreased with time before day 12, and then increased to 4000 cells/mL (1.5 mg/L dry biomass) at NaNO3 concentrations between 88.2 and 882 mol/L with limited phosphate (0.36 mol/L NaH2PO4) levels. In addition, P. minimum grew well with a maximal cell density of 1690–2100 cells/mL (0.5–0.6 mg/L dry biomass). Although S. costatum initially grew fast, its cell density decreased quickly with time later in the growth phase and the two dinoflagellates were dominant under the nitrate-limited and high nitrate conditions with limited phosphate. These results indicated that the diatom was a poor competitor compared to the two dinoflagellates under limited phosphate; however, it grew well under limited nitrate when growth of the dinoflagellates was near detection limits.     

塔玛亚历山大藻对栉孔扇贝胚胎和早期幼虫的影响

塔玛亚历山大藻Alexandrium tamarense(藻株ATHK）能抑制栉孔扇贝Chlamys farreri受精卵的孵化和早期D型幼虫的存活。实验发现，暴露于密度为100和500cells/mL的塔玛亚历山大藻中，36h后，扇贝受精卵的孵化率分别为对照组的30%和5%，在实验范围内，三角褐指藻和赤潮异弯藻对受精卵孵化无影响，而另一塔玛亚历山大藻灌株ATCI02对受精卵孵 化有显著影响，指数生长前期时的藻对受精卵的毒性最大，原肠期之前各阶段的胚胎对塔玛亚历山大藻毒性最敏感，在密度为3000cells/mL以上的塔玛亚历山大藻中，早期D型幼虫存活和活力开始显著下降，在密度为5000cells/mL藻中暴露20d或10000cells/mL藻中暴露14d后，D型连续剧虫的存活率为0。塔玛亚历山大藻产生的毒性物质为非PSP毒素的一类未知毒素。     

海洋底栖甲藻——利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对三种赤潮藻的化感作用

为明确利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对其它生物可能存在的化感作用,考察了利玛原甲藻培养物、无藻细胞滤液以及腹泻性贝类毒素(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)租提物对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chauondla marina)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)3种赤潮藻生长的影响.结果显示,共培养时利玛原甲藻对其它3种赤潮藻的生长有不同程度的抑制作用,其生长也受到3种赤潮藻的影响;无藻细胞滤液对东海原甲藻和海洋卡盾藻有抑制作用,其中对东海原甲藻的抑制作用更明显.但对塔玛亚历山大藻的影响不大;比较而言,DSP粗提物对3种藻的影响最为明显,甚至可完全抑制海洋卡盾藻的生长.这些结果提示.利玛原甲藻与赤潮藻间存在交互抑制作用,可能会通过分泌化感物质、细胞间接触抑制等途径抑制其它藻的生长;利玛原甲藻具有一定的化感作用,但DSP毒索并非利玛原甲藻发挥化感效应的主要原因.     

大气PM2.5对大鼠心肌细胞的毒性作用

为评估大气PM_2.5及其不同组分对心肌细胞H9C2的毒性作用,探讨PM_2.5对心血管系统产生毒性作用的关键组分,将前期采集并制备的PM_2.5完全颗粒物、PM_2.5水溶性组分、PM_2.5脂溶性组分和PM_2.5单纯颗粒物以不同质量浓度对H9C2细胞染毒.用MTS法在染毒6、10、24、48、72 h后测定细胞活力;根据细胞活力测定结果,选用较低染毒浓度（10 μg/mL）,用相关试剂盒测定染毒24 h后胞内和上清液中LDH（乳酸脱氢酶）和SOD（超氧化物歧化酶）活力,ELISA及RT-qPCR法测定炎性因子IL-6和TNF-α表达量,AP位点计数法测定细胞DNA损伤情况.结果表明:颗粒物成分（PM_2.5完全颗粒物和PM_2.5单纯颗粒物）对H9C2细胞表现出强烈的生长抑制作用,50 μg/mL及以上染毒浓度组在染毒时间≥ 24 h时细胞可能已经全部死亡,而可溶性成分（PM_2.5水溶性组分和PM_2.5脂溶性组分）对H9C2细胞生长表现为极弱或无生长抑制作用,仅400 μg/mL的PM_2.5脂溶性组分始终对细胞生长表现出抑制作用;各组分样本都在一定程度上造成了H9C2细胞损伤,降低了胞内LDH和SOD活性;PM_2.5完全颗粒物和PM_2.5脂溶性组分在造成炎性损伤方面的作用较为明显.研究显示,颗粒物组分对H9C2细胞致死作用显著,相对而言,PM_2.5完全颗粒物表现出的毒性作用最强且最全面.      

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.      

不同起始密度对3种赤潮微藻种群增长的影响

研究了不同起始密度下,赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻种群增长的特征。结果表明:3种赤潮藻的生长曲线可用逻辑斯谛增长模型拟合。不同的起始密度(0.2×104mL-1、0.4×104mL-1和0.8×104mL-1)对3种藻生长过程中进入指数生长期和静止期的时间、所达到的种群最大密度均有影响。随着起始密度的提高,3种藻进入指数生长期和静止期的时间缩短,但所达到的种群最大密度有降低的趋势。     

温度, 光照和盐度对产麻痹性贝类毒素藻类生长及产毒的影响

为探究温度、光照和盐度对产麻痹性贝类毒素（PSP）藻类生长及产毒的影响,本文选取了4株产麻痹性贝毒的藻种（塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense）香港株（ATHK）、微小亚历山大藻（A.minimum）台湾株（AMSY）、链状亚历山大藻（A.catenella）南海株（ACSY）和链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum）防城巷株（GCFC））在不同光照（60、120和200 μmol/（m2·s））、温度（16、22和28℃）和盐度（25、30和35）条件下生长及产毒的变化。结果显示,22℃最适宜4株藻的生长。低温可促进PSP的产生,除GCFC外,其余3株藻的单位细胞产毒量均随温度的升高而降低。ATHK和AMSY的生长与光照正相关。AMSY和GCFC的单位藻细胞产毒量与光照强度正相关,光照为120 μmol/（m2·s）时ATHK和ACSY产毒量最高,弱光均不利于4种藻产毒。盐度30条件下ATHK,AMSY和GCFC长势较好,高盐度（盐度35）促进ACSY的生长。ATHK的单位细胞产毒量均随盐度的升高而增加,AMSY和ACSY在高盐和低盐条件下产毒量均较大,GCFC则在盐度为30条件下产毒量最高。