水华杀藻微生物的分离与分子生物学鉴定

正除藻方法一般分为工程物理方法、化学药剂法和生物方法三大类。作为庞大的富营养化湖泊的藻类控制技术,利用工程物理方法和化学药剂法显然是行不通的,对环境友好的生物控藻技术受到越来越多的关注,国内外许多富营养化湖泊水华的控藻技术的研究热点转向生物控藻技术。在利用生物控藻上,目前主要有三个方面,一是以鱼类控制藻类的生长;二是以水生高等植物控制水体富营养盐及藻类; 三是以微生物来控制藻类的生长。其中由于微生物易于繁殖的特点,使得微生物控藻是生物控藻里最有前途的一种控藻方式。这些杀藻微生物主要包括细菌(溶藻细菌)、病毒 (噬藻体)、原生动物、真菌和放线菌等五类。国内外对杀藻微生物的分离和鉴定有一些报道,但都不够系统和全面, 本文以本实验室的工作为基础,较全面、系统地介绍前三类水华杀藻微生物的分离与纯化及其分子生物学鉴定方法。       

藻际环境微生态结构与功能的研究进展

藻际环境是以藻类分泌物为骨架构成的微型生态结构,包含多样的生物和非生物,主要是微生物、胞外多糖、蛋白质和核酸等物质。藻际环境为复杂的藻菌互动提供平台,也为藻际系统的物质代谢、能量流动和信息交流提供基础。藻际环境不仅可以形成特殊的生态位,而且藻菌作用对多种生源要素循环起到了关键的作用;同时,藻际多糖的沉降为碳封存做出了重要贡献;再者,藻类在应激的时候,可以通过藻际环境形成对种群的保护。基于藻际环境结构和功能多样化的特点,解析其中的生态过程,对未来阐释生态现象的发生(如藻华)和生态修复都具有重要意义。该文综述了藻际环境的特性、影响因素和功能,旨在更好地认识藻际生态位,为藻类系统生态学发展提供理论依据。     

藻类产生及清除过氧化氢的研究

过氧化氢的生物生成是天然水体中H2O2的来源之一。从藻类产生及分解过氧化氢的途径,影响过氧化氢产量的主要因素,如藻的种类、细胞的渗透性、藻的生长阶段、藻浓度和光照条件等几方面对这一领域的研究作了综述。     

铜锈环棱螺对水华中常见藻类的抑制效应

藻类水华频发已成为全球性的水环境问题,近年来,生物控藻法因具有环境友好的特点而备受关注。本研究以我国富营养化湖泊中常见大型底栖动物铜锈环棱螺为操纵生物,通过室内培养试验,研究了其对水华水体中常见蓝藻铜绿微囊藻、绿藻普通小球藻和斜生栅藻生长及光合活性的影响,以期阐明螺-藻间相互作用关系,探究铜锈环棱螺作为生物操纵物种的可行性。结果表明: 铜锈环棱螺能在短时间内大量摄食藻细胞,其对铜绿微囊藻产毒株和不产毒株以及斜生栅藻的去除率均在12 h内达到最大值,分别为73.7%、73.2%和51.1%;其对普通小球藻的摄食强于其他藻类,至试验结束时去除率达到99.2%。产毒铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素会在铜锈环棱螺体内累积并促发其肝脏病理学变化,进而阻碍铜锈环棱螺的摄食。试验后期各处理组藻细胞光合活性均显著低于对照组,表明铜锈环棱螺的摄食作用对藻细胞造成了损伤,抑制了其大量增殖。此外,当不产毒铜绿微囊藻与斜生栅藻混合时,铜锈环棱螺的选择摄食性导致微囊藻的优势地位被斜生栅藻所取代。因此,铜锈环棱螺可以通过摄食作用抑制藻类的光合活性并降低其生物量,从而在一定程度上抑制或减缓水华的形成。     

经典与非经典生物操纵理论及其应用

湖泊是我国的重要水资源之一,为人类提供了无法替代的生态及社会服务功能。但我国湖泊富营养化日趋严重。以食物网为基础的经典与非经典生物操纵成为湖泊富营养化修复的重要理论支撑。论文综述了经典与非经典生物操纵理论的原理、发展与应用,分析了鱼类(肉食性、滤食性)、浮游动物在控制藻类数量上发挥的功能,并讨论了两种理论的适用条件及实际应用中遇到的问题,以期为我国富营养化湖泊修复工作提供参考。经典与非经典生物操纵理论均是通过改变食物网结构控制藻类,分别利用浮游动物、滤食性鱼类控制藻类数量,但两者都未降低水中N、P含量。因此,实施有效的藻类水华生物操纵应与其它修复措施联合使用。     

富营养水体大型溞(Daphnia magna)的种群数量对浮游植物的控制效应

“非经典生物操纵”治理水体富营养化的手段在我国大量尝试, 结果有成有败, 原因聚焦于水溞作为关键种在水体中的种群数量问题。为研究不同密度溞类对包括水华蓝藻在内的浮游植物群落及其生物多样性的影响, 以蓝藻占优势的富营养型水体作为研究对象, 在实验室可控条件下进行了大型溞的种群密度操纵实验, 设置三个处理组: 对照组 0 个·L–1, 低密度溞 37.5 个·L–1, 高密度溞 125 个·L–1。结果显示, 与对照组相比, 低密度溞和高密度溞添加对浮游植物丰度和生物量具有显著的抑制效应, 表明大型溞对浮游植物的直接滤食效力高于营养盐再循环所产生的间接促进效力,这暗示着Daphnia 的添加对保持水体的清水态具有较好的效果。此外, 高密度溞添加组同时降低了浮游植物群落中蓝藻的比例, 并显著降低了浮游植物生物多样性, 使一些可以逃避Daphnia 捕食的大个体藻类(针杆藻)得以发展, 这暗示着Daphnia 对水华蓝藻的发生具有一定的抑制效应的同时, 过高密度的Daphnia 对浮游植物生物多样性的保持不利。     

稻鸭共育稻田水体藻类动态变化

稻鸭共育技术作为稻田复合种养模式,是有效控制常规稻作生态污染的重要技术途径.通过对不同时期稻田藻类群落种类、密度、生物量及环境因子进行测定,研究稻鸭共育稻田水体藻类动态变化规律.结果表明,稻田藻类群落包括蓝藻门、绿藻门、硅藻门、裸藻门,隐藻门及甲藻门共6门、38属、108种.随着水稻发育进程,藻类优势种单位生物量增加,前期皆以银灰平裂藻、栅藻等为优势种,后期对照以方鼓藻,灿烂颤藻,短小舟形藻等为优势种,而放鸭区优势种皆是裸藻门,包括绿色裸藻,尖尾裸藻,梭形裸藻等.稻鸭共育稻田水体藻类初期有个适应期,在放鸭后15d左右藻类密度及生物量显著下降,之后开始上升.与常规对照相比,稻鸭共育藻类密度及生物量较低,放鸭对稻田水体生态系统的影响主要体现在放鸭45d以后,表现为水体全P增加,全N减少,藻类多样性下降,优势种发生变化.环境因子与藻类相关分析表明,全磷与裸藻生物及藻类总生物量存在显著正相关,相关系数分别为0.697、0.625,而全N与藻类相关性不显著.     

鲢鲴混养对水体环境的影响

为评估鱼类混养及其排泄物对水体环境的潜在影响,采用室内受控实验研究了鲢（Hypophthalmichthys molitrix）和黄尾鲴（Xenocypris davidi）混养对水体鱼腥藻和水质的影响。实验设置鲢投放组、鲢鲴组合投放组和空白对照组,实验周期14 d。结果发现,鱼类的放养增加了实验水体的营养负荷,有鱼实验组水体中总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数均高于对照组,且实验后期鲢组的营养盐浓度均高于鲢鲴组;有鱼实验组水体中叶绿素a浓度和藻密度均降低,且鲢鲴组较鲢组降低更为明显;黄尾鲴的加入可以减少水体中鱼类排泄物的积累,鲢鲴组鱼类生物量较鲢组多,但排泄物重量却低于鲢组;鲢鲴组对鱼腥藻的消化率更高,实验结束时达到79.33%,极显著高于鲢组（P<0.01）。即在鲢控藻的基础上,混养黄尾鲴可以减少鲢摄食鱼腥藻后的排泄物重量,减少因鱼类排泄物造成的二次污染。     

3种海藻对无机盐和有机物水体中氨态盐净化效果比较

本研究为比较阐明大型海藻对无机盐和有机物水体中氨态盐净化效果比较,以2.15 mg/L氯化铵人工养殖污水及1.27 mg/L珍珠贝类排泄物养殖污水作为待处理污水,以密度6.5 g/L的针叶蕨藻(Caulerpa sertularioides)、长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)和细齿麒麟菜(Eucheuma denticulatum)分别进行净化处理,分析水体中氨态盐的浓度变化。研究结果表明:3种大型海藻对不同污染来源的氨态盐净化效果均良好;氯化铵人工养殖污水处理中,针叶蕨藻、长茎葡萄蕨藻、细齿麒麟菜对氨态盐的净化效率分别为97.29%、85.55%、67.3%,其中前两种藻之间存在显著差异(p0.05),与细齿麒麟菜之间存在极显著差异(p0.01);珍珠贝类排泄物养殖污水处理中,针叶蕨藻、长茎葡萄蕨藻、细齿麒麟菜对氨态盐的净化效率分别为96.64%、93.86%、70.94%,前两种藻与细齿麒麟菜间存在极显著差异,其两者之间存在差异性。因此,本研究结果将能为养殖污水生物处理工具的选择提供一定的理论指导。     

几种微生物制剂和微藻在水产养殖中的应用

工厂化高密度养殖,需人工大量投喂饲料,饵料残余及水产动物的排泄物溶解于水中,对养殖水体造成污染,危害养殖对象的健康生长。对鱼虾疾病用药物防治只是暂时性手段,广谱抗生素杀死或抑制了敏感细菌而保留了耐药的致病菌,破坏或干扰了水体原有的正常微生物区系的生态平衡,更增加了养殖动物感染病菌的机会,抗生素在生物体内的残留,最终会对人体产生危害。微生物应用于水产养殖来改善水体生态环境,抑制杀死病原微生物,并可作为饲料添加剂,补充营养成分,改善养殖动物胃肠道有益菌群,达到生态防治的目的,使养殖生产良性发展,取得更好的经济效益、生态效益。本文对目前国内外较为普遍应用于水产养殖的几种微生物、微藻类在水处理、防治病原微生物和病害发生方面的应用情况和发展动态进行了分析。       

Cross‐species amplification in silver carp and bighead carp with microsatellite primers of common carp

About a third of microsatellite primers designed for common carp (Cyprinus carpio) was successfully amplified in silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) and bighead carp (Aristichthys nobilis). These markers, inherited in Mendelian mode, are of potential applications in cypinid genetics.     

Intensive culture of grass carp and hybrid grass carp larvae

Intensive culture of grass carp and hybrid grass carp (Ctenopharyngodon idella x Aristichthys nobilis ) larvae was conducted under Florida (U.S.A.) conditions. The influence of different rearing facilities (indoor tanks, outdoor tanks and cages) and different methods of fish feeding using live zooplankton and artificial food was tested. High survival (86–100%) and satisfactory grass carp growth (47–56 mg) were obtained in the outdoor tanks and cages during the 10–day experiment. It is believed, that the technique described can be used after some improvements for commercial–scale grass carp larvae rearing. Low survival (1–3%) was obtained in the hybrid culture experiment even though satisfactory growth rates (84–212 mg) were obtained after 13 days. High mortality was attributed to genetic abnormalities caused by hybridization. The hybrid does not appear to be a promising fish for culture.     

Molecular characterization of glutathione peroxidase gene from the liver of silver carp, bighead carp and grass carp

The cDNAs encoding glutathione peroxidase (GPx) were cloned and sequenced from the liver of three Chinese carps with different tolerance to hepatotoxic microcystins, phytoplanktivorous silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) and bighead carp (Aristichthys nobilis), and herbivorous grass carp (Ctenopharyngodon idellus). Using genome walker method, a 750 bp 5'-flanking region of the silver carp GPx gene was obtained, and several potential regulatory elements were identified in the promoter region of the GPx gene. The silver carp GPx gene was widely expressed in all tissues examined. Despite phylogenetic analysis, assigning this newly described carp GPx to the group of mammalian GPx2, the carp GPx seems more similar to GPx1 from a physiological point of view. The constitutive expression pattern of the three carp liver GPx gene, shows a positive relationship with their tolerance to microcystins.     

The relationship between feeding preferences and consumption rates in grass carp and grass carp × bighead carp hybrids

The relationship between food preference hierarchy and consumption rate was examined for the grass carp, Ctenopharygodon idella , and its Fl hybrid (grass carp × bighead carp). Preferences of both types of fish were similar, although hybrids consumed vegetation at a much lower rate. For both, relative preference in feeding trials with mixed plant species was significantly correlated with consumption rate in monospecific feeding experiments. No correlations were found between preference and caloric content, protein content or relative water content. The hypothesis is proposed that preference hierarchies reflect relative handling times of different food types and that these fish maximize 'through-put' by preferentially consuming plant species which can be most rapidly ingested.     

草鱼出血病

草鱼Ctenopharyngodon idella是我国重要的淡水鱼类养殖品种,但养殖过程极易发生出血病导致草鱼大量死亡,给草鱼养殖业带来巨大损失。我国在20世纪70年代开始进行病原的研究,1980年发现病毒颗粒并确认为草鱼出血病病原,1991年国际病毒分类委员会将其命名为草鱼呼肠孤病毒(Grass carp reovirus,GCRV)。一直以来除呼肠孤病毒感染草鱼引起出血病外,未见有病毒和细菌混合感染的报道。本刊2009年8期介绍了邓国     

三倍体湘云鲫线粒体DNA序列变异性分析

对26尾三倍体湘云鲫的线粒体tRNA-Thr基因、tRNA-Pro基因和部分控制区的核苷酸序列进行了测定,获得26条长度为837—839 bp的同源基因序列,共发现65个多态性核苷酸变异位点,多态位点比例为0.077,定义了8种单元型。在湘云鲫8种单元型中确认了DNA复制终止相关的序列TAS、中央保守区序列(CSB-F、CSB-E和CSB-D)和保守序列CSB1,8种单元型含有3—5个TAS序列。在65个变异位点中,大部分序列变异为转换,8种单元型之间的序列差异在0.1%—6.3%之间。该研究为三倍体湘云鲫的繁殖和遗传改良提供了一些有价值的信息。     

草鱼、鲢和瓦氏黄颡鱼幼鱼感应流速的比较

在21±1℃水温下,使用自行制作的鱼类游泳行为测试槽,采用流速递增的方法测定了草鱼(Ctenopharyngodon idellus)(体长9.64±3.12 cm,体重20.97±16.71 g)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)(体长10.60±3.45 cm,体重24.37±18.61 g)和瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)(体长11.54±1.46 cm,体重20.98±6.94 g)幼鱼个体的感应流速.结果表明:草鱼、鲢和瓦氏黄颡鱼幼鱼的感应流速分别是(8.21±0.68)、(6.74±0.84)和(33.11±3.06) cm·s-1,相对感应流速分别是(0.91±0.22)、(0.67±0.15)和(2.9±0.29) BL·s-1;鲢和草鱼幼鱼的感应流速差异不显著(P＞0.05),但瓦氏黄颡鱼比草鱼和鲢幼鱼感应流速大近4倍,差异显著(P＜0.05);因此,草鱼和鲢幼鱼较瓦氏黄颡鱼幼鱼对流速的感应更敏感.本实验结果可为设计鱼道、确定拖网速度等提供一定的科学指导.     

Thermodynamics of carp metmyoglobin unfolding

The conformational free energy of carp lateral muscle metmyoglobin at 25 degrees C pH 8 is 9.0 +/- 0.5 kcal/mol as estimated from isothermal unfolding by both urea and guanidinium chloride. A novel procedure for the simultaneous analysis of acid and guanidinium chloride unfolding data is described. Acid denaturation data suggest that binding of five protons to histidyl residues occurs on unfolding. Correlation of sequences and conformational stabilities of several myoglobins according to the tertiary structure of sperm whale myoglobin suggests an evolutionary turnover of side chain-side chain interactions.