溶藻细菌BS01产二异丁氧基苯基对塔玛亚历山大藻生长的影响

摘要:【目的】利用一株溶藻细菌BS01分泌的杀藻化合物(二异丁氧基苯基)胺作用于赤潮藻———塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense),研究该化合物对塔玛亚历山大藻的作用效果及可能的作用机制。【方法】利用10和20μg/mL的杀藻化合物处理塔玛亚历山大藻,观察藻细胞的响应。【结果】研究发现,利用20μg/mL的杀藻化合物处理藻,24 h后杀藻率达到84.1%,此时细胞内叶绿素a的含量仅为对照的58.5%。而当对藻细胞最大光化学效率(Fv/Fm)进行测定时发现,20 μg/mL的浓度处理24 h后,最大光化学效率相比于对照细胞降低了55.5%,这说明藻细胞的光合作用过程受到抑制。细胞内部的活性氧(ROS)水平在处理0.5 h后即开始增高,并导致细胞内部的脂质过氧化,使细胞内丙二醛(MDA)的含量上升。藻细胞的抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性也有不同程度的增高,以清除细胞内部的活性氧。利用透射电镜观察发现,20 μg/mL的浓度处理24 h后,细胞内重要的细胞结构解体,细胞严重空泡化,显示出细胞死亡的特征。【结论】杀藻化合物(二异丁氧基苯基)胺能够通过引起藻细胞内部氧化损伤的方式引起藻细胞的死亡,同时该化合物仅针对少数几种藻类具有杀藻效果,因此该杀藻化合物在赤潮的治理方面具有较好的应用前景。     

塔玛亚历山大藻双向电泳蛋白的三种提取方法比较

【目的】比较3种蛋白质提取方法,找到适用于塔玛亚历山大藻蛋白的最佳的提取方法,为后续用双向电泳(2-DE)技术研究不同条件下塔玛亚历山大藻蛋白的差异表达奠定基础。【方法】以塔玛亚历山大藻为研究对象,运用Tris-HCl提取法、TCA沉淀法和lysis buffer提取法分别提取塔玛亚历山大藻蛋白,并通过双向电泳技术,对这3种方法进行了比较分析,筛选出最适于塔玛亚历山大藻的蛋白提取方法。并运用以上得出的方法,以不加杀藻物质的无菌塔玛亚历山大藻为对照,比较分析了塔玛亚历山大藻在加入杀藻物质后的蛋白差异表达状况。【结果】在这3种方法中,lysis buffer提取法得到的蛋白溶解性好,进行双向电泳时,可得到干净的背景、清晰的蛋白点,并且蛋白点的数目较多,酸性蛋白、碱性蛋白、大分子量和小分子量的蛋白均有提出来,蛋白点在胶面上分布均匀。用这种方法初步分析了加入杀藻物质后塔玛亚历山大藻蛋白的差异表达情况,并鉴定出14个与塔玛亚历山大藻生理活动密切相关的蛋白质。【结论】lysis buffer提取法获得了最多的蛋白点,双向电泳图谱清晰,适于用来提取塔玛亚历山大藻蛋白。     

塔玛亚历山大藻藻际细菌溶藻过程

海洋微藻在生长过程中向周围环境分泌多种胞外产物,形成细菌自由生长的藻际环境,藻际细菌对微藻的生长有一定的调控作用。在指数生长期的塔玛亚历山大藻培养液中加入φ为1%的2216E培养基,在加入2216E后16h内藻细胞全部裂解。用数码显微镜记录了藻细胞形态变化,分别用DAPI法和荧光模拟底物法测定了细菌数量、胞外酶活性变化,结果表明:在溶藻过程中细菌数量、胞外酶活性在第6小时到第10小时增加了50～100倍。塔玛亚历山大藻藻际细菌主要分布在藻细胞表面,其群落结构改变和数量剧增是溶藻的主要原因,细菌分泌的β-葡萄糖苷酶和几丁质酶可能在溶藻过程中起重要作用。     

滇池中溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻效应

【背景】藻类水华或赤潮在世界范围内频发,带来各种危害,亟需找到有效途径控制水华或赤潮。溶藻细菌具有杀死藻类控制藻类生物量的能力,可以作为防治水华和赤潮的有效工具。【目的】分离并鉴定滇池中的铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)及其溶藻细菌,对溶藻菌作用于铜绿微囊藻的溶藻效应进行研究,初步了解其溶藻特性与溶藻机制。【方法】采用LB平板稀释涂布,再经多次划线分离纯化细菌,测定16SrRNA基因序列以鉴定细菌种类;采用毛细管分离的方法分离铜绿微囊藻,并测定其cpcBA基因序列以鉴定蓝藻种类;采用热乙醇法提取叶绿素a,从而计算溶藻效率;基于过氧化氢酶(CAT)、还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)探究藻细胞在溶藻菌处理下的抗氧化系统响应。【结果】共分离获得11株微囊藻和17株针对铜绿微囊藻的高效溶藻菌。选取其中一株生长速度最快的铜绿微囊藻DCM4和一株溶藻效果最好的溶藻菌Sp37 (Bacillus siamensis)进行后续研究。Sp37对DCM4的4 d溶藻率达到92.4%±1.5%,且对微囊藻属的水华微囊藻(M. flos-aquae)和惠氏微囊藻(M.wesenbergii)均有溶藻效果,而对绿藻没有溶藻效果。Sp37的原菌液和无菌滤液对DCM4的4d溶藻率分别为86.8%±4.3%和81.1%±2.2%,两者没有显著差异(P0.05)。Sp37菌体对DCM4的溶藻率为25.4%±7.3%。Sp37无菌滤液经不同温度和pH处理之后的溶藻率与未经处理的无菌滤液的溶藻率无明显差异。Sp37无菌滤液处理藻细胞会使藻细胞的CAT、GSH和MDA含量发生变化。【结论】菌株Sp37对铜绿微囊藻DCM4具有高效的溶藻作用,而且对微囊藻属具有一定的溶藻特异性。Sp37是通过分泌胞外物质间接溶藻,且溶藻物质具有热稳定性和酸碱稳定性。Sp37无菌滤液处理藻细胞会触发藻细胞抗氧化系统,并且会损伤藻细胞膜。Sp37无菌滤液很可能是通过对藻细胞造成氧化胁迫,最终导致藻细胞死亡的。     

溶藻细菌L7对水华鱼腥藻氮代谢的影响

【目的】进一步探明藻菌关系,研究溶藻细菌对藻类氮代谢的影响及其作用机制。【方法】将水华鱼腥藻和溶藻细菌L7按两种比例接种入BG11培养液中,在室内进行共培养(藻细胞初始密度为1.21×108cells/L;溶藻细菌L7初始密度分别为1.75×107、1.75×108CFU/mL)。连续7 d测定藻细胞数、异形胞频率和藻细胞内的硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性、蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量。【结果】低密度溶藻细菌L7能够促进藻生长(第7天藻细胞密度是对照组的1.58倍),增加异形胞频率(第7天高于对照组66.67%);高密度则会抑制藻生长(第7天藻细胞密度相比对照组下降98.84%),降低异形胞频率(第7天为0)。在藻细胞内氮代谢关键酶活性方面,接种后2 5 d,两处理组中藻细胞内NR和GOGAT活性均极显著高于对照组(P<0.01);接种后0 5 d,高密度处理组的GS活性极显著高于对照组(P<0.01),而低密度处理组的则在大部分时间内极显著低于对照组(P<0.01)。在整个实验期内,低密度处理组中藻细胞内蛋白质含量一直极显著高于对照组(P<0.01);而在高密度处理组中,除第5天外,细胞内蛋白质含量则全部极显著低于对照组(P<0.01)。接种后2 4 d,高密度处理组中藻细胞内MDA含量呈现上升趋势,并极显著高于其余两组(P<0.01)。【结论】低密度溶藻细菌L7能够提高水华鱼腥藻对氮源的需求,加速蛋白质合成,促进氮代谢;而高密度溶藻细菌L7会对藻细胞产生过氧化伤害,阻碍蛋白质合成和氮代谢过程。     

浙江南麂海域塔玛亚历山大藻种群动态及其与环境因子的关系

基于2006年4月至2007年3月在浙江南麂海域的调查结果,对南麂海域塔玛亚历山大藻的种群动态及其与环境因子的关系进行了研究.结果表明：塔玛亚历山大藻在南麂海域仅出现在春季（4—6月）;藻细胞密度在春季呈规则的单峰曲线,表层水体中藻细胞密度的最高值（12250 cells·L^-1）出现在5月8日;塔玛亚历山大藻集中出现在水温18.5 ℃～19.5℃、盐度29.5‰～31.0‰的水体中;较高的藻细胞密度与较低的磷酸盐浓度相对应,氮盐浓度的变化与藻细胞密度之间没有明显的对应关系.逐步线性回归结果表明,塔玛亚历山大藻细胞密度与N∶P存在显著的正相关关系.     

放线菌JXJ 0170对铜绿微囊藻的溶藻活性

本文利用形态学特征和16S rRNA基因序列,确定了放线菌JXJ 0170的分类学地位;根据溶藻圈、叶绿素a含量、藻细胞密度、藻细胞形态和光合作用强度等指标,研究了菌株溶藻活性成分的发酵时间、理化性质、溶藻效率和溶藻方式;并以彭泽鲫和田螺为指示生物,研究了其对水生动物的急性毒性。结果显示,菌株JXJ 0170是链霉菌属的成员,发酵6天后其上清液溶藻活性最强,2%的剂量下,3天后对铜绿微囊藻的溶藻效率达91%以上;溶藻活性成分主要是水溶性物质,对温度和pH处理较稳定,能够导致藻细胞穿孔,抑制其光合作用;其孢子能在藻平板上萌发,并形成溶藻圈,菌丝体也具有很强的溶藻活性,且呈剂量效应,这说明该菌除了具有分泌活性物质而发挥间接溶藻作用外,还具有直接溶藻作用;发酵液对彭泽鲫和田螺没有明显的急性毒性,对野外水华的防治效率为75.80%～93.80%。因此,放线菌JXJ 0170在蓝藻水华防治方面具有较大的应用潜力。     

赤潮藻塔玛亚历山大藻对褶皱臂尾轮虫生活史特征的影响

采用生命表方法,研究了不同浓度塔玛亚历山大藻对褶皱臂尾轮虫生命周期中各发育阶段历时以及种群增长参数的影响．结果表明：塔玛亚历山大藻对褶皱臂尾轮虫的生长发育有明显影响,使轮虫的繁殖前期和世代时间延长,繁殖期、繁殖后期和平均寿命缩短,产卵量和繁殖率降低．轮虫的净生殖率和内禀增长率均低于对照．不同藻浓度下轮虫能够维持一定的种群增长．     

塔玛亚历山大藻对氮和磷的吸收及其生长特性

参照塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)赤潮爆发时的物理条件,以f／2加富的人工海水为培养基,设定了不同的氮、磷水平,研究了在室内批量培养条件下,塔玛亚历山大藻对无机氮、磷的吸收和无机氮、磷对塔玛亚历山大藻细胞生长的影响．结果表明,3种氮浓度条件下,塔玛亚历山大藻的比生长速率几乎没有差异,但低氮(0．0882mmol·L-1)条件下,藻细胞的生物量最低;中氮(0．882mmol·L-1)条件下,藻细胞具有最大的生物量,分别比高氮(2．646mmol·L-1)和低氮下增加44．7％和53．6％．随着培养基中磷浓度的升高,藻细胞生物量也升高,在高磷(0．108mmol·L-1)条件下达到最大值17200cell·ml-1,但在中磷(0．036mmol.L-1)条件下藻细胞具有最大的比生长速率．藻细胞对氮、磷的吸收速率与生长状态有密切关系,氮、磷限制条件下生长的藻细胞对氮、磷有快速的吸收．研究显示,低的N／P比有利于塔玛亚历山大藻的生长分裂,对数生长后期适当补氮则有利于其生物量的积累．     

不同起始密度对3种赤潮微藻种间竞争的影响

通过共培养的方法,研究了不同起始密度对赤潮异弯藻和中肋骨条藻、塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻之间种间竞争的影响。结果表明1赤潮异弯藻对中肋骨条藻的生长有一定的抑制作用,随着初始接种时赤潮异弯藻细胞密度的提高,这种抑制作用愈加明显。2塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻与塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻之间的种间竞争结果相类似,即起始密度比例为A∶S(H)=1∶4时,中肋骨条藻和赤潮异弯藻分别在竞争中占优势;当起始密度比例为A∶S(H)=1∶1和A∶S(H)=4∶1,塔玛亚历山大藻在竞争中占优势。     

塔玛亚历山大藻对黑褐新糠虾存活、生长以及种群繁殖的影响

通过塔玛亚历山大藻 ( Alexandrium tamarense)对黑褐新糠虾 ( N eomysis awatschensis)的急性和慢性毒性作用研究 ,发现塔玛亚历山大藻对黑褐新糠虾的存活、生殖、生长等有不利影响 ,影响程度随塔玛亚历山大藻藻细胞密度的增加而增加。在 96 h急性毒性实验中 ,塔玛亚历山大藻对黑褐新糠虾的半致死密度为 70 0 0 cells/ml,去藻过滤液中糠虾的死亡率为 2 5 %。在 6 2 d的慢性毒性实验中 ,密度为 90 0 cells/ml的塔玛亚历山大藻对黑褐新糠虾的繁殖有严重影响 ,在此影响下的实验组亲虾产幼虾总数只有 2 7尾 ,仅为对照组产幼虾数目的 1 6 .4 % ;其总产幼虾天数、日最高产幼数分别只有对照的 32 %、4 1 % ,其初次产虾日期也推迟了 3d,并出现了 3次生殖中断。塔玛亚历山大藻对黑褐新糠虾亲虾的存活、生长也有一定的影响 ,处在密度为 90 0 cells/ml塔玛亚历山大藻中的黑褐新糠虾亲虾的存活率只有对照的 6 3% ,糠虾亲虾的体长和体重分别为对照组亲虾的 95 .6 %和 81 .9% ,但差异尚不显著 ( P>0 .0 5 )     

A novel marine bacterium algicidal to the toxic dinoflagellate Alexandrium tamarense

Aims: This work is aiming at investigating algicidal characterization of a bacterium isolate DHQ25 against harmful alga Alexandrium tamarense. Methods and Results: 16S rDNA sequence analysis showed that the most probable affiliation of DHQ25 belongs to the γ‐proteobacteria subclass and the genus Vibrio. Bacterial isolate DHQ25 showed algicidal activity through an indirect attack. Xenic culture of A. tamarense was susceptible to the culture filtrate of DHQ25 by algicidal activity assay. Algicidal process demonstrated that the alga cell lysed and cellular substances released under the visual field of microscope. DHQ25 was a challenge controller of A. tamarense by the above characterizations of algicidal activity assay and algicidal process. Conclusion: Interactions between bacteria and harmful algal bloom (HAB) species proved to be an important factor regulating the population of these algae. Significance and Impact of Study: This is the first report of a Vibrio sp. bacterium algicidal to the toxic dinoflagellate A. tamarense. The findings increase our knowledge of the role of bacteria in algal–bacterial interaction.     

UV-B辐射增强对三种赤潮微藻DNA的伤害效应

运用生态毒理学和生物化学方法研究了UV-B辐射增强对赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻DNA的伤害作用.结果表明,3种赤潮微藻的生长状况对UV-B辐射增强的敏感性不同;对UV-B辐射增强的敏感性由高到低依次是赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻.随着UV-B辐射剂量的增加,3种赤潮微藻的DNA损伤程度提高,而且赤潮异弯藻DNA的损伤程度明显高于亚历山大藻和中肋骨条藻,亚历山大藻DNA的伤害程度又远远高于中肋骨条藻.UV-B辐射处理解除后,损伤DNA可明显恢复.赤潮异湾藻和亚历山大藻恢复培养6d,损伤DNA可明显恢复(P＜0.05);而中肋骨条藻恢复培养3d,损伤DNA可明显恢复(P＜0.05),说明3种赤潮微藻的DNA损伤水平不适合作为指示UV-B辐射增强的生物学指标.     

Algicidal Effects of a Novel Marine Actinomycete on the Toxic Dinoflagellate <Emphasis Type="Italic">Alexandrium tamarense</Emphasis>

A marine actinomycete strain BS01 with algicidal activity to the toxic dinoflagellate, Alexandrium tamarense, was isolated from Xiamen Bay, China. Sequence analysis of 16S rDNA demonstrates that BS01 is closely related to the genus Brevibacterium of Actinomycetales. BS01 exhibited algicidal activity in an indirect manner. Additional organic nutrients, but not algal-derived dissolved organic matter, were necessary for the synthesis of yet unidentified algicidal compounds (molecular weight less than 100), which were heat tolerant, a stable in acidic or alkali conditions, and exhibited a wide range of algicidal activity. This is the first report of an actinomycete algicide to the toxic dinoflagellate A. tamarense. Our results indicate that BS01 could be a potential bio-agent for controlling harmful algal blooms.     

A marine bacterium producing protein with algicidal activity against Alexandrium tamarense

Interactions between bacteria and harmful algal bloom (HAB) species have been acknowledged as an important factor of regulating the population of these algae. In the study, two strains of algicidal bacteria, DHQ25 and DHY3, were screened out because of their probably secreting algicidal proteins against axenic Alexandrium tamarense. Molecular characterization classified them to the γ-proteobacteria subclass and to the genus Vibrio and Pseudoalteromonas, respectively. After centrifugation and ultrafiltration, chromatography of the cultural supernatants of DHQ25 revealed 8 peaks by HPLC. SDS-PAGE and Native PAGE determination showed that peak 7 to be a monoband peak. Both xenic and axenic culture of A. tamarense were susceptible to the purified protein (short for P7 below) indicated by algicidal activity assay. Observation of algicidal process demonstrated that algal cells were lysed and cellular substances were released under visual fields of microscope. P7 proved to be a challenge controller of A. tamarense by the above characterizations of algicidal activity assaying and algicidal process. This is the first report of a protein algicidal to the toxic dinoflagellate A. tamarense. The findings increase our knowledge of bacterial–algal interactions and the role of bacteria during controlling HABs.     

The D1 and D2 proteins of dinoflagellates: unusually accumulated mutations which influence on PSII photoreaction

Plastid encoded genes of the dinoflagellates are rapidly evolving and most divergent. The importance of unusually accumulated mutations on structure of PSII core protein and photosynthetic function was examined in the dinoflagellates, Symbiodinium sp. and Alexandrium tamarense. Full-length cDNA sequences of psbA (D1 protein) and psbD (D2 protein) were obtained and compared with the other oxygen-evolving photoautotrophs. Twenty-three amino acid positions (7%) for the D1 protein and 34 positions (10%) for the D2 were mutated in the dinoflagellates, although amino acid residues at these positions were conserved in cyanobacteria, the other algae, and plant. Many mutations were likely to distribute in the N-terminus and the D-E interhelical loop of the D1 protein and helix B of D2 protein, while the remaining regions were well conserved. The different structural properties in these mutated regions were supported by hydropathy profiles. The chlorophyll fluorescence kinetics of the dinoflagellates was compared with Synechocystis sp. PCC6803 in relation to the altered protein structure.     

Dichlorophenyl dimethylurea (DCMU) induced increase in chlorophyll a fluorescence intensity – An index of photosynthetic oxygen evolution in leaves, chloroplasts and algae

Dichlorophenyl dimethylurea (DCMU) treatment in photosynthetic samples resulted in an increase in the level of steady state chlorophyll a fluorescence at room temperature which was directly proportional to the photosynthetic efficiency. The applicability of this method for the rapid determination of the efficiency of oxygen evolution in leaves, algae, mesophyll cells and chloroplasts has been investigated. Especially reliable values with less than 5% error were obtained if the fluorescence measurements were made under low excitation intensities with a sample chlorophyll concentration below 1.0 μg/ml.