阴离子表面活性剂LAS对产毒和无毒微囊藻生长及产毒特性的影响

文章研究了低浓度范围内不同浓度梯度的阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸盐(LAS)对产毒微囊藻(Microcystis aeruginosa, FACHB905)和无毒微囊藻(Microcystis wesenbergii, FACHB908)生长、光合特性、种间竞争及毒素合成的影响。结果表明,在0.05—5.0 mg/L LAS浓度梯度处理下,产毒微囊藻的生物量、产毒基因mcyD表达量和每细胞MCs含量均在培养12d后显著增加。产毒微囊藻胞内和胞外MCs含量在各LAS浓度处理后分别为0.069、0.052、0.061、0.038和0.037 fg/fg Chl.a及107.1、103.7、127.1、99.6和113.7 ng/L。即使在0.5 mg/L低浓度LAS处理条件下,上述3个参数也分别比对照组显著增加了24.2%、12.4倍和10.4%。浓度为0—0.2 mg/L LAS对无毒微囊藻的生物量无明显影响,而较高浓度的LAS(0.5—5.0 mg/L)明显抑制了无毒微囊藻的生长。在两株微囊藻混合培养时, 0.2—1.0 mg/L LAS处理组的产毒铜绿微囊藻mcy D的表达对LAS...     

微囊藻毒素缓解过氧化氢胁迫下铜绿微囊藻损伤的初步研究

过氧化氢可抑制藻类生长, 同时会导致微囊藻毒素(Microcystins, MCs)的释放, 实验设置4个处理组探讨了外源微囊藻毒素MC-LR对H2O2胁迫下铜绿微囊藻生理生化变化的影响。结果表明: 在H2O2胁迫下, 微囊藻的生长和光合活性受到显著抑制, 藻细胞存活率降低, ROS含量明显增加, SOD活性上升。与单独H2O2胁迫相比, 加入MC-LR能增加微囊藻细胞的存活率。250 mol/L H2O2处理24h和48h后, 在培养基中加入200 ng/mL MC-LR可以缓解H2O2对铜绿微囊藻光合系统PSII活性的抑制作用。当微囊藻暴露于250 mol/L H2O2环境中时, 添加了MC-LR处理组藻细胞中的ROS含量明显减少(P0.05)。在相同浓度H2O2且加入了外源MC-LR后藻细胞SOD活性下降(P0.05)。因此, 微囊藻毒素MC-LR可缓解250 mol/L H2O2引起的氧化损伤并增强微囊藻自身的生存能力。研究结果有利于阐明H2O2胁迫影响产毒蓝藻生长代谢的途径及MCs生物学意义。       

生长素吲哚乙酸对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响

为了探究生长素吲哚乙酸(IAA)对产毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的影响, 从生长、光合色素含量、叶绿素光诱导荧光特征、脂质氧化和微囊藻毒素合成特性等方面, 研究了IAA对M. aeruginosa CHAB6301生理生化及产毒的影响。结果表明, 在低浓度IAA(0.04和0.2 mg/L)条件下, 铜绿微囊藻生长、叶绿素含量、光合系统(PSⅡ)电子传递效率及藻毒素含量均无明显变化, 藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和丙二醛(MDA)含量均低于对照。高浓度IAA(1和5 mg/L)能够促进细胞生长, 提高叶绿素含量, 但是抑制藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量, 降低膜脂过氧化程度和细胞内藻毒素合成。综合各指标测定结果, 低浓度IAA对M. aeruginosa CHAB6301生长和光合作用影响不明显, 而高浓度IAA可促进藻细胞生长和光合作用, 增加微囊藻水华形成几率。     

荧光原位杂交技术和流式细胞仪用于环境样品中产毒及非产毒微囊藻的定量监测

全球范围内,高频次、大范围暴发的蓝藻水华对淡水水体环境造成严重影响.微囊藻因其在生长特别是衰亡过程中向水体释放微囊藻毒素而威胁人类健康.因此,分析其产毒株及非产毒株在环境样品中的组成,建立产毒蓝藻的预报及评价体系显得极为重要.本文采用荧光原位杂交技术结合流式细胞技术实现对环境样品中产毒藻株的鉴别与定量.针对目标基因mcyA设计的、以地高辛标记的双链DNA探针可有效应用于产毒微囊藻FACHB905和PCC7806的鉴别.分别对来自滇池、太湖和关桥的11个样品进行分析显示,该方法与传统的形态学鉴定及PCR方法有较好的匹配.荧光原位杂交技术与流式细胞相结合可有效鉴别产毒与非产毒微囊藻,尤其可以对野外样品中产毒与非产毒藻株进行简便、可视化地鉴别,从而达到对产毒微囊藻水华早期预警的目的.     

光强对微囊藻群体形态的影响及其生理机制研究简

为了探讨光照对微囊藻形态的影响,研究了6株不同种的群体微囊藻在不同光强下群体形态的变化及其响应机制。研究发现,随着光强的增加,6株群体微囊藻的群体尺寸变大。当光强为80—200μmol/(m2·s)时,群体微囊藻DH-M1和DC-M2的比生长速率显著增大,而另4株在高光强下比生长速率无显著性差异;对多糖含量分析发现,高光强对群体微囊藻TH-M2、DC-M1、FACHB1174和FACHB1027胞外及胶被多糖的分泌与释放有显著的促进效果,而DH-M1和DC-M2多糖含量增加不明显。对于不同的微囊藻株,高光强促进群体形态变化的作用机理不同:光饱和点低的微囊藻是通过分泌大量的胞外及胶被多糖使群体尺寸变大,而光饱和点高的微囊藻是通过生长来促进群体尺寸的增大。此外,对产毒藻株在不同光强下的毒素基因表达及胞内毒素测定发现,高光强组的群体微囊藻mcyB和mcyD表达量升高,且胞内微囊藻毒素含量增加显著,推测微囊藻毒素也可能是影响微囊藻群体形态及大小的作用因子之一。     

不同氮、磷浓度对铜绿微囊藻生长、光合及产毒的影响

对一株从野外分离得到的铜绿微囊藻产毒株进行分批培养,在不同的氮磷条件下研究其生长、光合荧光及毒素含量的变化。结果表明:正磷酸盐浓度不变时,铵氮浓度的改变对铜绿微囊藻的生长有明显影响。叶绿素a(Chl.a)含量在铵氮浓度为1.83-18.3mg/L时明显较大;微囊藻毒素(包括MC-LR和MC-RR)的含量在铵氮浓度为1.83mg/L时达到最大;当铵氮浓度为0-1.83mg/L时,随着铵氮浓度升高,可变荧光FV和MC的产量均增大,同时MC异构体的种类增多;铵氮浓度过大对M.aeruginosa的生长、生理和产毒均有抑制作用。在另一组实验中,即铵氮浓度不变而正磷酸盐浓度增大时,Chl.a含量呈总体下降的趋势,并且与FV/Fm呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.97),MC(MC-LR和MC-RR)的含量在正磷酸盐浓度小于0.56mg/L时明显升高,MC-LR与FV/Fm呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.967)。       

光强对微囊藻群体形态的影响及其生理机制研究

为了探讨光照对微囊藻形态的影响,研究了6株不同种的群体微囊藻在不同光强下群体形态的变化及其响应机制。研究发现,随着光强的增加,6株群体微囊藻的群体尺寸变大。当光强为80200 mol/（m2s）时,群体微囊藻DH-M1和DC-M2的比生长速率显著增大,而另4株在高光强下比生长速率无显著性差异;对多糖含量分析发现,高光强对群体微囊藻TH-M2、DC-M1、FACHB1174和FACHB1027胞外及胶被多糖的分泌与释放有显著的促进效果,而DH-M1和DC-M2多糖含量增加不明显。对于不同的微囊藻株,高光强促进群体形态变化的作用机理不同:光饱和点低的微囊藻是通过分泌大量的胞外及胶被多糖使群体尺寸变大,而光饱和点高的微囊藻是通过生长来促进群体尺寸的增大。此外,对产毒藻株在不同光强下的毒素基因表达及胞内毒素测定发现,高光强组的群体微囊藻mcyB和mcyD表达量升高,且胞内微囊藻毒素含量增加显著,推测微囊藻毒素也可能是影响微囊藻群体形态及大小的作用因子之一。       

有机磷农药对滇池微囊藻生长和摄磷效应的影响

采集滇池水体作为铜绿微囊藻培养基,研究了两种有机磷农药(甲胺磷和辛硫磷)对微囊藻生长和摄磷效应的动力学规律。结果表明,在滇池水体中添加较低浓度的甲胺磷(0.8、1.6、3.2mg/L)和辛硫磷(0.02、0.06、0.1mg/L)均能不同程度地促进微囊藻的生长,且在HGZ培养基中抑制微囊藻生长的浓度在滇池水体中却能促进微囊藻的生长。微囊藻的生长取决于细胞内磷的浓度且对磷的吸收利用存在积累性,在微囊藻生长初期,摄取各形态磷的速率较快;随后微囊藻摄取各形态磷的速率较慢。总溶解磷(TSP)和溶解反应磷(SRP)是微囊藻优先摄取的磷形态,在生长过程中微囊藻利用了大量的溶解有机磷(DOP)作为磷源加速生长。这一特点对于微囊藻成为淡水湖泊富营养化发展过程中的一种重要优势种具有极为重要的作用。     

滇池水华蓝藻铜锈微囊藻和绿色微囊藻的生长生理特性及毒素分析

从滇池分离纯化了两种常见水华微囊藻即铜锈微囊藻和绿色微囊藻。在常规培养条件下,两种藻类在对数生长期的生长速率μ值分别为0.61和0.63;早期生长的抑制光强不大于100μmol m~(-2)s~(-1)。铜锈微囊藻主要产生3种微囊藻毒素:MYCST-RR,MYCST-YR和MYCST-LR,绿色微囊藻产生的主要微囊藻毒素为[Dha~7]-MYCST-RR,和[Dha~7]-MYCST-LR,另含有少量的[Dha~7]-MYCST-YR。在低光强15μE m~(-2)s~(-1)时,毒素含量每毫克干重细胞达到3.127μg微囊藻毒素,当光强达到100μE m~(-2)s~(-1)时,毒素含量降低到每毫克干重细胞1.971μg;光强对毒素形成的影响受到温度的调节,而温度对毒素形成的影响不大。探讨了两种微囊藻细胞在不同光照强度下叶绿素荧光比值Fv/Fm的变化,此比值的变化可以间接反映细胞受外界光照强度抑制程度。     

温度变化对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长和光合作用的影响

近年来, 随着水体富营养化的加剧, 在世界各地经常发生微囊藻水华, 并且因有些微囊藻品系能够产生毒素和异味物质, 从而严重影响饮用水安全并威胁人类健康自然水体中的微囊藻水华通常由产毒品系和非产毒品系微囊藻共同引发, 并且很多研究表明气候变暖将使蓝藻水华进一步扩张。研究铜绿微囊藻产毒品系 FACHB-905 (Microcystisaeruginosa FACHB-905)和非产毒品系 FACHB-469 (M. aeruginosa FACHB-469)在不同温度下适应 10 天后的生长、光合作用以及对强光胁迫耐受性的差异。结果发现两品系在 15 ℃ 下都基本没有生长, 在 40 ℃ 下甚至无法存活。而在 20 至 30 ℃间, 两品系的比生长速率均随着培养温度的升高而增大, 当温度进一步升高到 35 , ℃ 其又开始降低。在 20 至 35 ℃ 之间,铜绿微囊藻产毒品系 FACHB-905 比非产毒品系 FACHB-469 的比生长速率略高, 但是尚未达到显著差异水平。在 20 至35 ℃ 下适应 10 天后, 产毒品系 FACHB-905 的最大光合作用速率(Pmax)和暗呼吸速率(Rd)均显著高于非产毒品系 FACHB-469。将两品系转移至强光下(600 μmol·photons·m–2·s–1)照射 4 小时后, 两者的最大光化学效率(Fv/Fm)都显著降低, 但是产毒品系 FACHB-905 的 Fv/Fm 在 30 和 35 ℃ 时显著高于非产毒品系 FACHB-469。总之, 在适应了不同温度梯度 10 天后, 与非产毒品系 FACHB-469 相比, 产毒品系 FACHB-905 表现出较高的生长、光合作用潜能以及耐光性。根据以上研究结果我们推测气候进一步变暖有可能使产毒品系微囊藻处于优势地位, 从而加剧其水华危害。