铜绿微囊藻生长代谢的密度依赖性特征及分子机制

蓝藻水华是淡水湖库普遍面临的水环境问题,目前水华形成机制研究大多关注外界环境因素而忽略了藻类自身及群体的关键调节作用.因此,本文以初始细胞密度为单一变量,考察了不同初始细胞密度条件下蓝藻生长、营养物质利用、叶绿素、藻毒素、胞外分泌物随时间的变化情况.结果发现,初始细胞密度会影响铜绿微囊藻的环境适应性和生长情况,当接种密度≥1×10⁶ cell·mL^-1,铜绿微囊藻适应期消失,初始细胞密度从1×10⁵ cell·mL^-1增加至1×10⁷ cell·mL^-1,最高细胞密度增加了68%,生长速率提高了21%,并且叶绿素变化趋势与生长情况一致.胞外分泌物随初始细胞密度增加而逐渐增加,有利于蓝藻细胞聚集成膜.当初始细胞密度较低（1×10⁵ cell·mL^-1）时,单细胞藻毒素分泌量反而增加,以提高蓝藻的环境适应能力.在高初始密度（1×10⁷ cell·mL^-1）条件下,铜绿微囊藻主要通过上调丙酮酸代谢和碳代谢,促进细胞生长增殖.因此,细胞密度是影响铜绿微囊藻生长代谢的重要因素,在蓝藻水华形成过程中可能发挥重要作用,水华防治应当在细胞密度较低的阶段进行.     

水华微囊藻对除草剂S-异丙甲草胺胁迫的光合活性响应

随着农业生产的发展,酰胺类除草剂的大量使用造成了一系列环境污染问题.为探究酰胺类除草剂——S-异丙甲草胺对水生生态系统造成的影响,运用浮游植物分类荧光仪(Phyto-PAM),以蓝藻中的水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)为受试生物,测定了水华微囊藻在不同ρ(S-异丙甲草胺)胁迫下7 d内光合色素含量及相关叶绿素荧光参数的变化.结果表明:①培养周期内,随ρ(S-异丙甲草胺)的增加水华微囊藻叶绿素a与类胡萝卜素的含量均受到不同程度的抑制.②各S-异丙甲草胺处理组的实际光能转化效率〔Y(Ⅱ)〕在培养后1~5 d均低于对照组,到第7天时均恢复正常水平.③从第3天起,各S-异丙甲草胺处理组最大光能转化效率(F_v/F_m)、半饱和光照强度点(I_k)均高于对照组,并且10、25和50 mg/L S-异丙甲草胺处理组的最大电子传递速率(P_nmax)也高于对照组.④从第5天起,10、25和50 mg/L S-异丙甲草胺处理组的快速光响应曲线均高于对照组.⑤除50 mg/L S-异丙甲草胺处理组的α(光能利用率)显著低于对照组外,其余各S-异丙甲草胺处理组的α值随培养时间的增加出现波动,到第5天又恢复正常水平.研究显示:当ρ(S-异丙甲草胺)范围为0.1~50 mg/L时,水华微囊藻中光合色素含量降低,而水华微囊藻能通过稳定实际光能转化效率及光能利用率来提高最大光能转化效率、电子传递速率及耐强光能力,从而增强光合活性耐受外来胁迫;当ρ(S-异丙甲草胺)为50 mg/L时,水华微囊藻抗胁迫能力有所降低.      

蓝藻水华及其降解对沉积物-水微界面的影响

模拟研究了不同条件下,蓝藻水华及其降解过程对沉积物-水微界面的影响.采用丙酮法测定水体中叶绿素质量浓度,溶解氧微电极测定界面溶解氧质量浓度,毫米级分层测定沉积物中营养盐与金属元素的垂直分布.结果表明,蓝藻水华及其降解过程改变了界面附近溶解氧环境和表层约3 mm深沉积物中营养盐与金属元素的垂直分布.扰动在蓝藻水华降解过程和C、P营养盐与Fe、Ca、Mg、Al和K等金属元素的早期成岩过程中起着重要作用.遮光加速了蓝藻降解,并且削弱了扰动的影响.无处理对照组沉积物表面出现了一层底栖藻,底栖藻的光合作用产生了氧气,造成表层1 mm沉积物中大部分营养盐与金属元素质量浓度和处理组间的显著性差异.相关分析结果表明,沉积物中P的垂直分布与Mn显著相关,其次是C.高分辨率研究结果可见,蓝藻水华及其降解过程在毫米级厚度内即对沉积物-水界面产生了影响.     

小议湖泊中的水华污染及其防治

本文论述了富含有机质、磷、氮等物质的工业废水排入湖泊的污染机理及其治理措施.     

溶藻细胞研究的最新进展

最近10a来，新的溶藻细菌的不断分离和发现，丰富了水生生态系统的研究内容，也为水华和赤潮的防治提供了新的生物对策，笔者概述了溶藻细菌的最新研究成果，重点讨论了溶藻细菌在分子生物学和分子生态学上的研究趋势。     

微囊藻毒素的分离、纯化和制备

以天然水华蓝藻为原料,建立了以甲醇溶液提取、固相萃取和半制备色谱分离为主要步骤的微囊藻毒素分离纯化方法.通过优化提取、分离和制备条件,制备了一定量的微囊藻毒素MC-LR和MC-RR高纯度样品,样品经HPLC鉴定分析,纯度可达98%以上,干燥后可得2种微囊藻毒素纯品分别为MC-RR:121.1μg,MC-LR:62.8μg.     

藻类水华控制技术的应用现状

对目前的藻类水华控制技术现状进行了概括和总结,主要是物理、化学和生物三类方法,并对这些方法的特点作了分析和评价.提出应根据系统论和生态系统理论的原理,从外环境和内环境两条基本途径去控制富营养化引起的藻类水华,同时要加强藻类控制方法的研究, 认为大麦杆是其中一种有前景的藻类抑制方法.     

广东大亚湾藻类水华的动力学分析Ⅰ. 藻类水华的生消过程及其与环境因子的关系

1998年广东大亚湾澳头海域先后发生日本星杆藻(Asterionellajaponica)水华(01-24～02-23)、细弱海链藻(Thalathiosirasubtilis)水华(04-08～04-20)、裸甲藻(Gymnodiniumspp.)水华(04-29～05-08)、角毛藻(Chaetocerosspp.)水华(05-11～05-20)。本文研究了水华期间藻类的生消过程及其动态变化,并分析环境因子在水华形成和消亡过程中的作用和机制。研究结果显示稳定、适宜的水温是水华形成的必要条件,水温的急剧改变是水华消散的重要原因。海水盐度的大幅度波动与水华的消散密切相关。连续的低光照对藻类有诱导作用,而不同的藻类对光照强度的需求和反应并不完全相同。     

不同接种量对蓝藻水华生消的影响探讨

通过构建微宇宙模型,以铜绿微囊藻为供试藻种模拟蓝藻水华生消过程.在控制光照、温度等环境条件和氮磷等营养物质含量条件下,重点研究不同接种量对蓝藻水华生消模拟的影响.结果表明,微宇宙模型中蓝藻生长经过延滞期、对数期到稳定期直至衰退期,符合野外湖库水华生消特征;不同藻液接种量对水华生消影响较大,当接种量为1:50时有利于微宇宙模型中蓝藻水华的发生.水华生消机制复杂,控制污染源、加强管理是防止水华暴发的较好措施.     

微囊藻毒素研究进展

蓝藻水华使水的感官性状恶化，水体自净能力降低，其中的蓝绿藻会产生对健康有潜在威胁的微囊藻毒素，是淡水水体中危害最大的一类。就国内外近年来对微囊藻毒素的毒理、危害和流行病学等方面的研究作一综述。