《微藻培养指南:生物技术与应用藻类学》

正从书名:应用生物技术大系"十一五"国家重点图书出版规划项目ISBN:978-7-03-040945-4/Q·3337开本:16定价:138内容简介全书共分四个部分:第一部分详细介绍微藻生物培养的营养条件和环境因素;第二部分深入阐述微藻的大规模培养技术和理论;第三部分介绍经济微藻在食品行业(生产多不饱和脂肪酸)、养殖业(产物粗藻粉用于饲养动物)、种植业(将固氮蓝绿藻悬液接种到稻田中用作生物肥料)、医药行业(从藻细胞中提取药用活性物质)、生物质能源开发(制备生物柴油)     

星肋小环藻、滇池铜绿微囊藻的春化作用

为认知星肋小环藻（硅藻）春季活动、滇池铜绿微囊藻（蓝藻）春夏大规模暴发的活动规律,通过确定生长温区后进行变温实验,分析低温对2种实验藻的生长影响,其结果为：小环藻的生长温度为9.5～15.0℃,微囊藻生长温度为15.0～31.0℃,生长高温将抑制2种藻的生长;15.5℃以上、9.0℃以下时小环藻停止生长,31.0℃以上、15.0℃以下时微囊藻停止生长;在15.5～17.5℃停止生长后用7.0～9.0℃处理一天后放回生长温度培养,小环藻恢复生长,在31.0～33.0℃停止生长后用7.0～14.0℃处理一天后放回生长温度培养,微囊藻恢复生长,表明特定低温可使处于高温休眠的藻恢复生长,即低温具有解除高温休眠的作用;诱导低温7.5～9.5℃、10.0～14.0℃时,星肋小环藻、铜绿微囊藻的生长与低温诱导强度反相关,与诱导时间正相关;低温可解除高温休眠作用诱导藻生长,同样,高温也可解除藻的低温诱导作用。分析认为：星肋小环藻、铜绿微囊藻的低温诱导作用与植物春化作用一致,因此实验藻具有春化作用,其年活动规律为：经冬季低温诱导,处于休眠的实验藻春季恢复生长,夏季生长高温抑制铜绿微囊藻生长,秋季无诱导低温过程,铜绿微囊藻华可发生但不如春夏。     

6种苯系物对球等鞭金藻和新月菱形藻的生长抑制

海洋环境中苯系物污染主要来源于海洋溢油事故以及沿海石油化工企业的废水排放。为探究苯系物对海洋微藻的毒性作用,选择球等鞭金藻和新月菱形藻作为受试生物,分别考察了苯、甲苯、乙基苯、邻-二甲苯、间-二甲苯和对-二甲苯6种苯系物对2种海洋微藻生长的影响。结果表明,在0.25~64.0 mg·L-1暴露浓度下,6种苯系物对2种微藻生长具有显著的抑制作用,随着暴露浓度的升高,抑制作用明显增强。苯、甲苯、乙基苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯对球等鞭金藻的24 h的半数效应浓度(24 h-EC50)分别为:17.07、12.88、7.58、0.55、0.36、0.27 mg·L-1;对新月菱形藻的24 h-EC50值分别为:1.03、0.68、0.46、0.40、0.42、0.38 mg·L-1。上述研究结果为确定苯系物海洋环境质量标准、保护海洋生态环境提供了基础数据。     

太湖湖滨带藻密度与水质、风作用的分布特征及相关关系

为研究太湖湖滨带水体藻密度、水质及风作用的时空分布特征,于2010年春、夏季调查了太湖湖滨带的水质、藻密度,同时结合风级、风向等数据,运用偏相关法分析了藻密度分布与水质、风作用的相关关系. 结果表明:春季湖滨带水体藻密度低于夏季,平均值分别为1.88×106、1.75×108 L-1,竺山湾、梅梁湾、西部沿岸藻密度较高. 太湖湖滨带水体ρ(TP)、ρ(TN)、ρ(NO₃--N)、ρ(NH₃-N)、ρ(COD_Mn)春季平均值分别为0.10、4.48、0.99、2.36、6.46mg/L ,夏季分别为0.16、2.09、0.60、0.43、6.73mg/L,其中高值主要分布在竺山湾、西部沿岸、梅梁湾湖滨带;在时间上,ρ(TN)、ρ(NH₃-N)、ρ(DO)春季较高;ρ(TP)、pH夏季较高. 太湖湖滨带春、夏季风作用均以向岸的正作用力为主,夏季和春季风力作用平均值分别为0.26和0.73.风作用值较高的区域出现在梅梁湾、贡湖、西部沿岸. 偏相关分析结果表明:春、夏季藻密度分布均与风作用值呈显著正相关;春季只有透明度与藻密度的分布显著相关,夏季藻密度分布与ρ(COD_Mn)、ρ(SS)呈显著性正相关,而与pH呈显著负相关. 在富营养化严重的太湖,N、P等营养盐已经不再是藻类暴发的限制因子,而风作用及与之密切相关的湖流,北部竺山湾、梅梁湾似口袋状的地理形态,是影响藻密度分布的重要因素;另外,入湖河流污染对北部、西北部湖滨带自生藻类的滋生,水生植物、浮游动物对藻类分布也会有不同程度的影响.      

微波－混凝法处理滇池高藻原水的实验研究

实验采用微波－混凝法处理滇池高藻原水,考察了混凝剂聚合氯化铝（PAC）投加量、进水pH值、微波功率及辐照时间对除藻去浊效果的影响,并与单一混凝的处理效果进行了对比。结果表明：在PAC投加量为80mg／L、进水pH值为8—9、微波功率为600W、辐照时间为1．5min的条件下除藻去浊效果最佳,除藻率达94．4％,剩余浊度可从89NTU降到3NTU左右;微波－混凝法对滇池高藻原水的处理效果明显优于单一混凝,同时可降低混凝剂用量,具有良好的强化混凝效果。     

不同粒径和不同浓度清洁疏浚物对2种海洋微藻生长的影响

采用室内模拟试验研究了不同粒径和不同浓度悬浮清洁疏浚物对2种常见海洋微藻小球藻（Chlorella sp.）和新月菱形藻（Nitzschia closterium）生长的影响.结果表明,在8d的试验周期里,与对照组相比,不同浓度清洁疏浚物对2种海洋微藻生长的影响均达极显著水平（P＜0.01）.在相同粒径范围内,悬浮清洁疏浚物质量浓度为1～7g·L-1时,其对微藻生长的抑制作用随浓度升高而增加.随悬浮清洁疏浚物粒径的减小,2种海洋微藻的细胞密度呈下降趋势,＞88～ 125 μm粒径范围内生长的藻细胞受影响最小,0～16 μm粒径范围内生长的藻细胞受影响最大.悬浮清洁疏浚物对2种海洋微藻比生长速率的抑制作用明显,延缓了最大比生长速率出现的时间.2种海洋微藻对悬浮清洁疏浚物的敏感性存在差异,小球藻对悬浮清洁疏浚物的反应更加迅速.     

三氯生对羊角月牙藻生长及其抗氧化系统的影响

以羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)为实验材料,研究了三氯生(triclosan,TCS)对羊角月牙藻生长、光合作用叶绿素荧光动力学参数及抗氧化酶活性的影响。结果表明,TCS对羊角月牙藻的96h-EC50为0.112mg·L-1,属于高毒。TCS暴露对羊角月牙藻的叶绿素荧光中ABS/RC、PIabs、RC/CSo和OEC比例等参数有显著影响。随着三氯生浓度的增大,羊角月牙藻的叶绿素荧光中ABS/RC大幅上升,PIabs、RC/CSo和OEC比例下降;当三氯生浓度为0.256mg·L-1时,ABS/RC达到最大值,PIabs、RC/CSo和OEC比例下降为最小值,表明藻细胞光合作用的原初反应及电子链传递过程受到严重阻碍。同时,三氯生对羊角月牙藻体内抗氧化酶系中GST活性和MDA含量也有较大影响。在低浓度暴露下,GST活性随TCS浓度增加而增大,但当TCS浓度超过0.256mg·L-1时,GST活性出现显著下降,同时MDA含量达到最大,这种GST活性的下降同时伴随MDA含量的增加表明藻细胞膜系统受到较大损害。     

Zn2+对藻类生物膜生长生理特性影响研究

利用自制的简易生物膜反应器,在3500 lx的光照和14∶10的光暗比下,以Zn2+为模式重金属,利用模拟氮磷废水驯化培养鞘藻（Oedogonium sp.）使其形成藻类生物膜,研究不同Zn2+浓度对鞘藻形成的藻类生物膜生长及生理特性的影响。综合考虑藻类对Zn2+的耐受范围,选定模拟氮磷废水中Zn2+5个质量浓度水平：1.0、3.0、5.0、10.0、20.0 mg·L-1,定时从反应器中取一定量的藻类生物膜,测定以下生理生化指标：叶绿素、超氧化物歧化酶（SOD）、硝酸盐还原酶（NR）、蛋白质及胞外多聚糖,并以藻细胞干质量为基准。研究结果表明：藻类生物膜对Zn2+有一定的耐受性,且质量浓度为5 mg·L-1的Zn2+对藻类生物膜的生长有明显的促进作用,但当质量浓度增大至20 mg·L-1时,藻体大量死亡,藻类生物膜生长明显受到抑制。Zn2+质量浓度为3 mg·L-1的实验组对鞘藻的叶绿素含量有明显的促进作用,而当Zn2+质量浓度为20 mg·L-1时,鞘藻内的叶绿素含量明显减少。不同Zn2+质量浓度对鞘藻的生理生化指标也表现出不同的作用,其中SOD含量随着Zn2+质量浓度的升高明显受到抑制;10 mg·L-1的Zn2+对NR有明显的促进作用;各实验组蛋白质含量在实验初期均有增加,但随之又均有降低;在实验前2 d,20 mg·L-1的Zn2+对胞外多聚糖有明显的促进作用,其含量为对照的1.4倍。以上现象均表明藻类生物膜在重金属的作用下其生长代谢会发生一定的变化,使藻类生物膜能够在一定重金属浓度范围内较好地生长,为藻类生物膜的进一步利用奠定理论基础。     

鲴对食微囊藻鲢鳙排泄物及藻活性的作用研究

开展室内模拟实验,研究鲢、鳙和鲴不同混养系统中排泄物的量及微囊藻活性的变化.实验设置鲢鳙组合,鲢鳙鲴组合以及对照组,其中鲢鳙生物量放养比例为3：1,鲢鳙鲴组合中生物量放养比例为3：1：1,实验周期14d.结果显示,鲢鳙组和鲢鳙鲴组均能降低微囊藻密度,两组无显著差异（P>0.05）,但是均极显著小于对照组（P<0.01）.混养鲴鱼可以降低排泄物的量及微囊藻的被消化率,鲢鳙鲴组排泄物的量在第4d开始下降,实验结束时是鲢鳙组的16.08%.鲢鳙鲴组微囊藻的被消化率,第5d后快速增长,至实验结束达到85.9%,极显著高于鲢鳙组（P<0.01）.鲢鳙组和鲢鳙鲴组排泄物中的氨基酸和总氮含量相比未被摄食微囊藻减少率分别为33.17%、53.62%和34.97%、54.27%.鲢鳙鲴组和鲢鳙组排泄物光能活性（Fv/Fm、Fv/Fo、Yeld、qP及NPQ表示）和生长活性差异（EPS、Chla表示）较大,鲢鳙组微囊藻叶绿素荧光参数（除NPQ外）值经过短暂的下降后开始增长,而鲢鳙鲴组Fv/Fm、Fv/Fo、Yeld及qP在培养过程中下降显著,且至第5d后叶绿素荧光参数（除NPQ外）均极显著低于鲢鳙组（P<0.01）.鲢鳙鲴组NPQ呈上升的趋势,且第7d后极显著高于鲢鳙组（P<0.01）.在排泄物培养期间,鲢鳙鲴组排泄物中微囊藻的胞外多糖（EPS）含量、叶绿素a（Chl a）浓度不断下降,至实验结束极显著低于鲢鳙组（P<0.01）.结果表明,在鲢鳙控藻的基础上,混养鲴鱼可以减少鲢鳙摄食微囊藻后的排泄物,同时降低排泄物中微囊藻活性,减少了因鲢鳙排泄物引起的水环境污染和生态影响.     

藻源性颗粒有机物对磷饥饿微囊藻磷富集与生长的影响

以藻源性颗粒有机物为切入点,分别以正磷酸盐（K₂HPO₄）、多聚磷酸盐（Na₅P₃O₁₀）、磷酸单酯（G-6-P）、磷酸二酯（卵磷脂）为参考,对比研究了不同形态的磷对磷饥饿微囊藻生长及对磷富集的影响.研究发现密度为（1.9±0.1）×10⁶cells/mL磷饥饿处理的微囊藻对不能直接利用的Na₅P₃O₁₀、卵磷脂的短期富集作用分别为2.034mg/L、1.030mg/L要明显高于K₂HPO₄的0.491mg/L、G-6-P的0.034mg/L和藻源性颗粒物的0.573mg/L,可能与这些磷素不能迅速进入细胞内,因而被大量的积聚在细胞膜与细胞壁之间有关.微囊藻通过释放碱性磷酸酶等酶系可以大量快速的利用藻源性颗粒物,藻源性颗粒物组中微囊藻生长率0.148d^-1稍低于K₂HPO₄组的0.156d^-1,但均高于其他实验组.实验结束时微囊藻对藻源性颗粒物的利用率57.8%高于K₂HPO₄组的32.5%和卵磷脂组的24.4%.通过液相核磁分析,藻源性颗粒物中磷的组分主要为正磷酸盐、磷酸单酯,并通过计算验证了其对磷饥饿铜绿微囊藻的磷富集与生长的影响.综上,藻源性颗粒物有着极强的生物可利用性,对蓝藻的爆发和持续性有着重要影响.