不同磷水平下铜绿微囊藻对砷酸盐的吸收和净化

通过室内培养实验,研究了富磷(+P)和缺磷(–P)环境下,铜绿微囊藻对砷酸盐(As(Ⅴ))的累积和净化动力学特征,探讨了净化过程中培养介质砷形态的变化.结果表明:缺磷环境下虽然可显著提升铜绿微囊藻对砷酸盐的吸收,但该环境下的高砷藻体又具较高的砷释放风险.+P和–P环境下,藻体中分别有41.5%和46.3%的胞内砷可在快速清除阶段(2h)被迅速排出.+P环境下经10μmol/L As(Ⅴ)暴露后的含砷藻体,经13d净化培养后,+P培养介质中藻体以砷酸盐释放为主,-P培养介质中则存在砷的还原和甲基化现象,这表明不同磷水平下藻体对砷的净化机理可能存在明显差异.     

巢湖夏季和冬季有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度研究

应用荧光定量PCR技术研究了巢湖夏季和冬季有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度的空间分布,分析了有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度与环境因子之间的关系,同时应用HPLC方法分析了水体中溶解性微囊藻毒素浓度.结果表明：巢湖有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度存在季节和空间差异.总的来说,夏季有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度高于冬季,西湖区...     

微藻及其分泌物对溶解性有机磷矿化的促进效应

为较好认识水生态环境中溶解性有机磷(DOP)的矿化过程及其影响因素,本实验选取典型的DOP类型(腺苷-5'-三磷酸二钠盐(ATP)、β-甘油磷酸钠(βP)和D-葡萄糖-6-磷酸二钠盐(GP))、温度(4,15,25℃)、铜绿微囊藻及其分泌物占比(M. a & EPS)(0%、50%、90%)、砷酸盐(As(V))浓度(0,10,100μg/L)4种环境因素,通过L₉(3⁴)正交试验探究影响DOP矿化过程的主要影响因素、水平及矿化过程中的环境变化.结果表明: M. a & EPS作为主要影响因素可显著促进DOP的初期(前2d)矿化,之后被温度取代,温度升高有利于DOP的矿化.典型DOP矿化过程中藻细胞增殖对最佳温度下(25℃)DOP的矿化起促进作用,并使得βP与ATP环境下的pH值和氧化还原电位(ORP)产生较大波动.含As(V)环境中DOP矿化伴随着As(V)形态的转化,GP和ATP环境中均有明显的三价砷(As(III))产生,使得砷的生态风险增强,而温度与M. a & EPS占比增高可促进βP环境中As(V)的甲基化.单独DOP矿化可导致环境中以类蛋白质组分为主的溶解性有机质(DOM)含量显著升高,而存在M. a & EPS时则以可溶性微生物产物类DOM为主.研究结果对认识水体中不同DOP的矿化过程及其可能导致的水华爆发和水环境变化所带来的生态风险的科学管控具有重要意义.     

实时荧光定量聚合酶链反应快速检测产毒铜绿微囊藻

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)产毒株微囊藻毒素合成酶基因(mcyA)为靶序列设计了一对特异性引物,运用实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)方法,对铜绿微囊藻进行了定性定量检测。结果表明,仅含铜绿微囊藻脱氧核糖核酸(DNA)模板的样品有扩增,对照组小球藻(Chlorella)没有检测到扩增信号;扩增产物熔解曲线平稳,峰尖且窄,熔解温度为(83±1)℃,证明该聚合酶链反应扩增产物极为特异。以重组质粒pMD-18T-mcyA为标准品,所得标准曲线具有高度线性相关性,重复性好,符合制备实时定量聚合酶链反应标准曲线的要求。利用该方法建立的标准曲线对实验室培养获得的铜绿微囊藻DNA样品进行定量检测,与显微镜计数结果基本一致。     

铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的氮营养动力学特征

利用批量培养试验比较研究了氮限制条件下铜绿微囊藻(Microcystis aerugiuosa)和斜生栅藻(Scendesmus obliquus)对氮的生长反应,并应用Monod方程计算了2种藻的营养动力学参数(μ_max和K_s). 结果表明,ρ(氮)为0～2.00 mg/L时铜绿微囊藻比增长率快速增长;ρ(氮)为0～4.00 mg/L时斜生栅藻比增长率快速增长. 铜绿微囊藻的最大比增长率(μ_max)为0.23 d-1,半饱和常数(K_s)为0.14 mg/L;斜生栅藻的μ_max为0.41 d-1,K_s为0.24 mg/L. 根据生长动力学参数可以预测,当氮缺乏时,铜绿微囊藻容易形成优势,当氮丰富时,斜生栅藻容易形成优势.      

铜绿微囊藻生物钟蛋白KaiC的自激活活性和自身相互作用研究

通过PCR扩增了铜绿微囊藻的生物钟主控基因KaiC,并将其分别克隆到酵母双杂交系统的诱饵质粒pGBKT7和猎物质粒pGADT7中,然后将重组质粒pGBKT7-kaiC/pGADT7- kaiC和pGBKT7-kaiC/pGADT7分别共转化酵母菌AH109,经营养缺陷生长和β-半乳糖苷酶印迹检测表明,KaiC蛋白不具有毒性不会影响酵母细胞的生长,也不具有自激活活性,不会激活报告基因的表达,并且KaiC蛋白自身存在较强的相互作用.诱饵质粒pGBKT7-kaiC可用于从基因组文库中筛选KaiC的相互作用蛋白.     

0,0-二甲基-(2,2,2-三氯-1-羟基乙基)磷酸酯对4种藻类生长的影响

0,0-二甲基-(2,2,2-三氯~(-1)-羟基乙基)磷酸酯(敌百虫)为广谱杀虫剂,用途广泛,但对藻类的毒理学效应研究还有待完善。采用4种受试藻样,设置5个敌百虫浓度组(1、5、10、50和100 mg·L~(-1))和对照组,实验周期40 d,藻细胞的初始接种密度106cells·m L~(-1),光暗比12 h/12 h,24 h曝气,24 h磁力搅拌,实验温度25℃,p H 6.8,每隔24 h取样。结果表明:5 mg·L~(-1)、10 mg·L~(-1)、50 mg·L~(-1)浓度的敌百虫对铜绿微囊藻和小球藻的生长有促进作用,其中以50 mg·L~(-1)浓度组的促进作用最为显著,促进作用主要表现在生长峰值的延后以及生长对数期的延长,而高剂量(100 mg·L~(-1))的敌百虫则有抑制藻生长的作用。取50 mg·L~(-1)敌百虫浓度组以及铜绿微囊藻和小球藻作进一步深入研究,结果表明:50 mg·L~(-1)敌百虫浓度组的叶绿素a含量峰值比对照组高30%,细胞体内的SOD、ATP含量都高于对照组。敌百虫的使用浓度通常在0.1~1.0 mg·L~(-1),低于本实验最佳浓度。本实验中1 mg·L~(-1)敌百虫对藻生长影响效果不明显。     

插层蒙脱土去除铜绿微囊藻的研究

采用离子交换法制备了烷基糖苷季铵盐插层蒙脱土(简称插层蒙脱土)材料,采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、差热/热重联用热分析(DSC/TG)仪和X射线衍射(XRD)仪对其进行表征,并使用插层蒙脱土去除水中铜绿微囊藻,最后通过对藻絮体形态的表征分析了插层蒙脱土的除藻机制。XRD测试结果表明,烷基糖苷季铵盐可以插入蒙脱土的层间,使蒙脱土001晶面的层间距增大;DSC/TG测试结果表明,当烷基糖苷季铵盐用量为一倍蒙脱土离子交换容量时,其插入到蒙脱土的量为13.07%(质量分数);当铜绿微囊藻为2.81×108个/L,插层蒙脱土投加量为0.040g/L,藻液初始pH为8时,叶绿素a和浊度的去除率分别可以达到93.02%和90.1%;插层蒙脱土可以通过网捕絮凝作用去除铜绿微囊藻,当它与藻细胞接触时,其层间插入的烷基糖苷季铵盐可以缓慢释放,抑制絮体中藻细胞的活性,并且不会发生藻絮体反漂现象。     

植物对氮、磷去除效果及克藻效应的研究

于夏季，在实验室和莫愁湖现场，开展了苦草和美人蕉对氮、磷去除效果及克藻效应的研究，结果表明，无论是在现场还是实验室，苦草和美人蕉对总氮、总磷都有明显的去除效果，且随着时间的增加，去除率也随之增大。在实验与现场条件，美人蕉与苦草对总氮和总磷的去除率之间没有显著差异。苦草和美人蕉都对蛋白核小球藻和铜绿微囊藻两种藻类表现出显著的抑制作用，但在实验与现场条件下，美人蕉和苦草对两种藻类的抑制效应存在着显著差异，而对于藻种则二者均表现出一定的选择性抑制作用。     

美人蕉根系对铜绿微囊藻的化感作用

通过在铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)培养物中添加美人蕉(Canna indica)种植水的方式,研究了美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制效应. 结果表明:①以蒸馏水培养3 d收集获得的美人蕉种植水对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制作用; 在与铜绿微囊藻共培养20 d后,美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制率最高可达64.4%,对照组铜绿微囊藻中ρ(Chla)是种植水的1.98倍. ②美人蕉种植水(根系分泌物)中有乳酸、己二酸、棕榈酸、乙二醇和硬脂酸等10种脂肪酸,其根系提取物中有乳酸、3-儿茶酚乳酸、亚油酸和棕榈酸等19种物质. ③美人蕉种植水和根系提取物中乳酸含量均最高,美人蕉根系提取物中化合物种类多于种植水,美人蕉种植水中绝大部分化合物在其根系提取物中均可找到. 推断美人蕉自身代谢产生的化感物质释放于水体中,可有效抑制铜绿微囊藻的正常生长.