强壮前沟藻化感物质分析

微藻化感作用是一种极其复杂的生理、生态学现象。选取强壮前沟藻指数生长初期Ⅰ和平台生长初期Ⅱ两个阶段的滤液对中肋骨条藻、海洋原甲藻、锥状斯氏藻及球等鞭金藻生长的影响进行了研究,并萃取了阶段Ⅱ的粗提物,抑藻检测表明其具有"杀藻"效应,通过GC/MS分析该粗提物中具有潜在化感作用的物质种类。研究发现强壮前沟藻两个生长阶段的滤液对中肋骨条藻均产生强烈致死效应(phaseⅠ:F=15.18475,P=0.00298<0.05;phaseⅡ:F=6.24559,P=0.03149<0.05);锥状斯氏藻在强壮前沟藻滤液中生长,实验结束时两个阶段中的细胞密度分别是对照组的79.3%和68.9%;海洋原甲藻在强壮前沟藻生长阶段Ⅱ滤液实验的最后3d,其生长受到显著抑制(F=4.84438,P=0.04925<0.05);而等鞭金藻在强壮前沟藻两个生长阶段滤液中被抑制现象不明显(P>0.05)。强壮前沟藻滤液实验表明,强壮前沟藻能够向微环境中分泌代谢产物来抑制中肋骨条藻和海洋原甲藻的生长,并且这种抑制效应具有种类特殊对应性。上述实验结果还表明,强壮前沟藻生长阶段Ⅱ的滤液具有的生长抑制作用较为明显。采用乙酸乙酯萃取强壮前沟藻生长阶段Ⅱ滤液中的代谢产物,检测发现其代谢粗提物具有溶藻效应,GC/MS分析结果表明粗提物中存在4种可能产生化感抑制作用的物质,其中二丁基羟基甲苯(Butylated Hydroxytoluene BHT)被认为具有抗滤过性病原体和抗微生物活性。     

食物种类和浓度对壶状臂尾轮虫实验种群动态的影响

使用浓度为0.3mg/mL的椭圆小球藻、尖细栅藻和两者以1:1(湿重比)组成的混合藻在26±1℃下对壶状臂尾轮虫进行单个体培养研究。结果表明,虽然三类食物对轮虫的胚胎发育时间和平均寿命无显著影响,但投喂小球藻时轮虫的生殖前期明显比投喂栅藻或混合藻时短,投喂小球藻时轮虫的生殖期明显比投喂栅藻时长;轮虫的生殖后期历时以栅藻组最长,混合藻组次之,小球藻组最短,三者间具显著差异。轮虫的繁殖率、产卵量和种群内禀增长率均以小球藻组最高,混合藻组次之,栅藻组最低。由此可见,小球藻是该种轮虫培养的最适饵料。以浓度为0.375、0.75、1.5、3.0和5.0×106cells/mL的椭圆小球藻为食物在23±1℃下对壶状臂尾轮虫进行单个体培养研究发现,0.75×106cells/mL是其生存和繁殖的最低浓度阈值;食物浓度对轮虫的胚胎发育时间和生殖后期历时无显著影响;食物浓度为1.5×106cells/mL和3.0×106cells/mL时,轮虫各主要发育阶段的历时和产卵量间也无显著差异;食物浓度高于3.0×106cells/mL或低于1.5×106cells/mL对轮虫的生殖前期无显著影响,但使轮虫的平均寿命和产卵量显著减小;食物浓度高于3.0×106cells/mL时,轮虫的生殖期显著缩短。轮虫种群的繁殖率、净生殖率和内禀增长率皆以3.0×106cells／mL组最高,1.5×106cells／mL组次之,0.75×106 cells／mL和5.0×106cells／mL组较低。因此,轮虫种群增长的适宜食物浓度范围为1.5-3.0×106cells／mL,最适食物浓度是3.0×106cells／mL。       

前沟藻18S rDNA序列克隆和分子鉴定分析

旨在扩增一株未知微藻18S rDNA,并进行序列分析和物种鉴定分析.提取该微藻总DNA,用PCR技术扩增其18S rDNA,对序列进行测序,在GenBank进行序列比对分析,用ClustalX软件构建进化树;用光学显微镜进行形态学分析.经测序其序列长度为1 736 bp,G+C为47％;同源性分析表明,与GenBank中多个强壮前沟藻种的18S rDNA基因序列同源性迭99％;与前沟藻属的其它藻种同源性均迭95％以上.而与裸甲藻属和环藻属的藻株同源性为85％左右.经光学显微镜观察,该藻具有典型的强壮前沟藻形态.结合该藻18S rDNA序列分析和粗略的形态学分析,推断该藻可能为前沟藻属的强壮前沟藻.微藻形体微小,结构简单,需借助电子显微镜才可准确地从形态学上签定其种属,鉴定工作繁琐费时;而利用分子技术,则可能使鉴定工作变得简单快捷.     

温度和盐度对球形棕囊藻细胞DMSP产量的影响

球形棕囊藻汕头株(Shantou strain,ST)和香港株(Hongkong,HK)是DMSP与DMS的高产株,在20℃、40盐度的培养条件下,二者DMSP产量分别达到161.3 437.60nmol/106cells.细胞内DMSP的积累与释放到细胞外DMS量受盐度、温度等环境因子的影响:在高盐低温条件下,单位藻细胞的DMSP与DMS产量较高.香港株DMSP/DMS的积累和释放与生长时期有关,稳定期细胞内的DMSP含量高达3898.3nmol/106cells,是指数期的12.3倍.       

共生真菌Simplicillium lanosoniveum促进衣藻生长和脂类合成

【背景】藻类是生产生物柴油的主要原料,而一些真菌和细菌能够与藻类共生并提高生物柴油产量,因此藻-菌共生培养技术成为国内外研究的热点。【目的】研究共生真菌Simplicilliumlanosoniveum对衣藻Chlamydomonas reinhardtii细胞生长和脂类合成的影响。【方法】将分离的蓝藻共生真菌和衣藻混合(共生)培养。【结果】与衣藻单独培养相比,混合培养衣藻的比生长速率(0.20 d-1)、细胞产率[0.17 g/(L·d)]和生物量(2.85 g/L)分别提高了10.3%、51.3%和55.7%;脂类比合成速率[0.68 mg/(g·d)]、合成速率[1.95 mg/(L·d)]和含量(220.4 mg/g)分别提高了33.3%、107.5%和32.0%,并且脂类中的饱和脂肪酸以及单不饱和脂肪酸C18-1和C18-2的比例上升,有利于生物柴油的加工。【结论】真菌Simplicilliumlanosoniveum能够促进衣藻的生长和脂类合成,因此藻-菌混合培养可用于生物柴油原料的生产。     

磷浓度与氮磷比对蛋白核小球藻氮磷吸收效应的影响

为明确在不同磷浓度及氮磷比(N/P)的协同影响下蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa) 的生长和氮磷吸收特性, 文章将微藻培养液中的磷酸盐浓度设为0.50 mg·L^–1、0.25 mg·L^–1、0.05 mg·L^–1, 并将N/P 分别设为32、16、8, 每2 d 取样测定藻细胞数量和氮磷指标, 实验设9 个组, 每组3 平行, 周期12 d。结果显示, 在低氮磷浓度组藻细胞数量 明显低于高氮磷组(P<0.05), 氮磷浓度对藻细胞生长的影响远大于N/P(P<0.05); 在高氮磷浓度组, 当N/P 低于8 时, 藻细胞生长受到限制, 当其高于16 时, N/P 不再成为限制性因子; 不同N/P 下初始氮磷浓度的影响大于N/P。由藻细胞与氮磷指标的多元回归分析发现, 藻细胞数量与氮磷浓度, 以及不同取样时间的氮磷浓度等多个因子存在显著线性关系, 其中初始氮磷浓度影响较大。上述结果表明, 蛋白核小球藻数量与氮磷的消耗呈正相关, 以期仅通过调整N/P 的方式影响其对水环境中氮磷的吸收, 恐难达到良好效果。     

氮磷比率对3种典型赤潮藻生长的影响

采用实验室内一次性培养的方法,在贫磷和富磷条件下分别测定了不同氮磷比率对3种典型赤潮藻东海原甲藻、球形棕囊藻和尖刺拟菱形藻生长的影响。结果表明,这3种藻的最适氮磷比率分别为30：1、30：1和10：1。当N：P比率介于0—100：1之间时,3种赤潮藻的生长速率与营养盐浓度的关联度大于氮磷比率。东海原甲藻和球形棕囊藻对营养盐的需求量相对较高,在贫磷条件下的生长速率显著低于富磷条件;尖刺拟菱形藻对营养盐的需求量明显较低,在贫磷条件下可保持较高的生长速率。     

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)的化感作用

通过混合培养和添加过滤液两种方式观察铜绿微囊藻和惠氏微囊藻的生长曲线,探讨两种微囊藻之间的化感作用。结果表明:在混合培养条件下,两者能够形成相互抑制作用;当两者起始藻密度高于0.5×106cells.mL-1、混合比为1:1时,惠氏微囊藻的生长因化感作用而受到显著抑制(P<0.05),同时惠氏微囊藻也会对铜绿微囊藻产生一定的胁迫作用;处于对数生长期的铜绿微囊藻过滤液能抑制惠氏微囊藻的生长,且惠氏微囊藻起始藻密度低于0.5×106cells.mL-1,连续滴加该过滤液后,其生长受到极显著抑制(P<0.01)。     

啃食性端足类强壮藻钩虾对筼筜湖三种大型海藻的摄食选择性

为了评估啃食性端足类强壮藻钩虾Ampithoe valida对筼筜湖大型海藻群落的影响,作者在实验室内开展了强壮藻钩虾对筼筜湖三种大型海藻(绿藻石莼Ulva lactuca和根枝藻Rhizoclonium sp.、红藻细基江蓠繁枝变种Gracilaria tenuistipitata var. liui)的摄食实验,并分析了大型海藻的营养价值是否对强壮藻钩虾的摄食选择产生影响。结果显示,在无选择性摄食实验中,强壮藻钩虾的摄食率与海藻的干湿比和鲜藻总有机碳含量有着明显的负相关关系,这表明强壮藻钩虾有明显的补偿摄食行为,能通过增加低营养价值藻类的摄食量来满足自身代谢的需求。强壮藻钩虾对绿藻石莼和根枝藻有明显的摄食偏好,对它们的摄食率分别占总摄食率的40.6%和57.1%,而红藻细基江蓠繁枝变种则属于偶然性摄食的种类,海藻的营养价值并没有对强壮藻钩虾的摄食选择产生影响。不过,强壮藻钩虾对绿藻的摄食偏好并没有在筼筜湖形成一个以红藻占主导的大型海藻群落,这可能是由于筼筜湖超富营养化的水体使得来自强壮藻钩虾的下行控制已经无法抑制来自超富营养化的水体通过上行控制对绿藻生长的促进作用。     

氮磷比对有机磷环境中微藻砷代谢的生态风险效应北大核心

【目的】探究了以单酯磷D-葡萄糖-6-磷酸二钠(D-glucose-6-disodium phosphate,GP)为唯一磷源时含砷(As5+)水体中不同氮磷质量比对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长及砷代谢和微囊藻毒素(microcystins,MCs)释出的影响。【方法】将氮磷饥饿状态的藻细胞于含砷水体中不同氮磷比条件下进行实验,通过测定藻细胞密度(OD680)、叶绿素a(chlorophyll a,Chla)、实际光合产率(Yield)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、砷的存在形态以及微囊藻毒素含量,分析该藻在砷胁迫下的生理响应以及砷代谢机制。【结果】氮磷饥饿状态藻细胞对较高GP水平(0.1 mg/L)下的低氮磷比有更好的适应性,较低GP水平(0.02 mg/L)下的高氮磷比能显著促进培养初期藻细胞的OD680、Chla和Yield;SOD在培养初期与末期受氮磷比影响显著。GP环境下铜绿微囊藻经8 d培养后氮磷比为10:0.1介质中的砷表现为以亚砷酸盐(As^(3+))为主,占水体总砷(total arsenic,TAs)含量的78.8%,其余氮磷比环境中仍以As^(5+)为主,藻体砷形态则均以As^(5+)为主,氮磷比为1:0.1时有机砷占藻体TAs比例最高。藻细胞砷代谢受GP水平影响显著,较高GP环境(0.1 mg/L)下砷的代谢总量也更高,氮磷比为10:0.1时砷代谢以As^(5+)的还原和As^(3+)释出为主,低GP环境下(0.02 mg/L)砷代谢的甲基化水平提高。介质中MCs的含量与GP水平有关,较高GP的低氮磷比水体中MCs含量最低。【结论】研究结果对全面了解有机磷源含砷水体中藻华暴发及砷生态风险的科学管控具有重要意义。     

硝态氮与无机磷浓度及其比例对簇生舟形藻生长生理及细胞形态的影响

为探究水体中不同氮、磷营养盐水平对硅藻生长的影响以及硅藻对营养盐污染的指示作用,该研究以簇生舟形藻(Navicula gregaria Donkin)为研究对象,采用不同浓度硝态氮(NO~-_3-N,0.5～500 mg·L~(-1))、无机磷(H_2PO~-_4-P,0.05～25 mg·L~(-1))及氮磷浓度比(5∶1～100∶1)于室内培养13 d,胁迫期间测定分析各处理组簇生舟形藻的生长状况、生理指标及细胞畸形率。结果显示:(1)当NO~-_3-N、H_2PO~-_4-P浓度及氮磷比分别低于50 mg·L~(-1)、1 mg·L~(-1)和50∶1时,簇生舟形藻13 d内的细胞密度、叶绿素a含量和蛋白质含量均随着浓度的增加逐渐升高,藻细胞内的MDA含量及SOD、CAT活性呈现持续下降的趋势;当NO~-_3-N浓度为50 mg·L~(-1)、H_2PO~-_4-P浓度为1 mg·L~(-1)、氮磷比为50∶1时,簇生舟形藻的细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量以及比生长速率最高;高浓度NO~-_3-N( 250 mg·L~(-1))、H_2PO~-_4-P( 5 mg·L~(-1))和高氮磷比( 50∶1)处理下,簇生舟形藻细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量多显著降低,MDA含量及SOD、CAT活性与其他处理组相比却呈现明显上升趋势。(2)在500 mg·L~(-1)NO~-_3-N和25 mg·L~(-1)H_2PO~-_4-P处理第13天时,分别有8.6%和7.2%藻细胞形态发生畸变,表面不规则,细胞严重变形,细胞中心区域增宽,细胞末端微尖等现象。研究表明,水体中增加适当浓度和比例的氮磷营养盐可以促进簇生舟形藻类的生长和生理活性,但当环境中氮、磷及氮磷比过高时则会抑制簇生舟形藻的主要生理指标,最终影响其在水体中的生长情况甚至导致其生态群落结构发生变化。     

白色LED复合光谱对4种淡水微藻的影响

利用光效高、耗能小的LED光谱作为光源培养微藻能够降低微藻培养的成本,促进微藻培养实现工业化。比较了6种已市场化的,具有不同光强、不同光谱组成的白色LED复合光谱(1号,光强2 162 lx;2号,光强2 227lx;3号,光强2 794 lx;4号,光强4 587 lx;5号,光强5 356 lx;6号,光强6 244 lx)对4种淡水微藻生长情况和叶绿素含量的影响。结果发现:四尾栅藻在5号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为2.89 g/L和0.32g/(L·d)(以细胞干质量计);钝顶螺旋藻在4号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为5.05 g/L和0.33 g/(L·d);布朗葡萄藻在6号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为1.22 g/L和0.25g/(L·d);而集胞藻在光强较小的光源下生长较好,当光强为2 162 lx时,生物质质量浓度和比生长速率分别为3.05 g/L和0.22 g/(L·d)。在光强较低的情况下,光质的红蓝比对四尾栅藻和布朗葡萄藻的生长没有显著影响(p0.05);与蓝光相比,红光更利于集胞藻和钝顶螺旋藻的生长,分别在红蓝比(R/B)为11.7的1号光源和4号光源下有最大藻细胞密度3.05和5.05 g/L。四尾栅藻、钝顶螺旋藻和布朗葡萄藻的单位水体内叶绿素含量与比生长速率成正比,而单位质量干藻细胞内的叶绿素含量随光强的增大而有所降低。     

氮磷营养限制影响三角褐指藻光合无机碳利用和碳酸酐酶活性

以海洋硅藻三角褐指藻为实验材料, 研究了不同氮磷比培养对其光合无机碳利用和碳酸酐酶活性的影响, 结果显示三角褐指藻生长速率在N:P=16:1时最大, 高于或低于16:1时明显下降, 表明其最适生长受到氮磷的限制。氮限制(N:P=4:1或1:1)导致叶绿素a含量分别下降30.1% 和47.6%, 磷限制(N:P=64:1或256:1)下降39.1%和52.4%, 但氮或磷限制对叶绿素c含量并没有明显影响。不同营养水平培养对光饱和光合速率具有明显的影响, 与营养充足培养相比, 在严重氮磷限制(N:P=1:1或256:1)培养下光饱和光合速率分别下降39.7%和48.0%, 光合效率与暗呼吸速率也明显下降。在氮磷限制培养下藻细胞pH补偿点明显下降; K0.5CO2值在磷限制下降低30%, 表明磷限制有助于提高细胞对CO2的亲和力, 但氮限制并没有明显影响。在氮磷限制培养的细胞反应液中Fe (CN)63-浓度下降速率较慢, 表明在氮磷限制环境中生长的细胞质膜氧化还原能力明显低于营养充足条件下生长的细胞。氮磷限制也导致胞内、外碳酸酐酶活性明显下降, 其中在氮限制下胞外碳酸酐酶活性分别下降50%和37.5%, 在磷限制下下降22.3%和42.1%。严重的氮(N:P=1:1)或磷(N:P=256:1)限制导致胞内碳酸酐酶活性下降36.5%和42.9%。研究结果表明, 三角褐指藻细胞在氮磷营养限制的环境中, 可以通过调节叶绿素含量、无机碳的利用方式和碳酸酐酶的活性以维持适度的生长。       

棕色固氮菌固氮酶钼铁蛋白两种聚合体的研究

 棕色固氮菌固氮酶钼铁蛋白八聚体相当于两个钼铁蛋白四聚体的聚合体。在细胞生长过程中,胞内钼铁蛋白两种聚合体的相对含量出现规律性变化:在对数期,细胞固氮酶比活力成上升趋势,而钼铁蛋白主要以高活力的四聚体形式存在;在对数期结束至稳定期,细胞固氮酶比活力下降至一个低水平的稳定值,此时的钼铁蛋白基本上为八聚体形态。在细胞固氮生长时,向培养基中加入过量氨可明显地导致钼铁蛋白由四聚体向八聚体的转化。我们推断,生长过程中胞内钼铁蛋白聚合态的变化可能是调节固氮酶活力的一种方式。胞外,钼铁蛋白的两种聚合态可以相互转化。     

温度、盐度和食物条件对西藏拟溞摄食强度的影响

报道了不同温度、盐度和饵料条件下西藏拟溞的摄食强度、西藏拟溞对不同饵料生物蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidesa)、牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri)、湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)、亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)、盐藻(Dunaliella salina)、新月拟菱形藻(Nitzschiella closterium)的选择性以及摄食节律。结果表明,在适温范围(2 20℃)内,西藏拟溞的滤水率、摄食率随着温度的升高而增加,14 16℃为西藏拟溞的适宜温度。在盐度20时,西藏拟溞的摄食率最高,幼、成溞对等鞭金藻的摄食率分别为1.88 ng C/(ind.h)和3.46 ng C/(ind.h)。西藏拟溞对角毛藻的滤水率和摄食率均随着龄期增加而增加,而对等鞭金藻呈相反趋势,但二者的日粮均随体长增大而减小。幼、成溞的滤水率和摄食率随食物密度变化的趋势基本一致,均是在盐藻密度为1×106 ind./L时均最高,分别为0.194、0.221 mL/(ind.h)和0.030μgC/(ind.h)和0.034μgC/(ind.h)。幼溞对6种藻的食物选择性为角毛藻小球藻盐藻扁藻金藻拟菱形藻;成溞为扁藻角毛藻盐藻金藻小球藻拟菱形藻。幼溞、成溞均对角毛藻和盐藻的选择性较好。西藏拟溞的幼溞和成溞对牟氏角毛藻的摄食有相同的节律,在15:00 17:00和01:00 03:00时有两个摄食高峰,在09:00 11:00和23:00 01:00有两个低谷。     

蛋白核小球藻高效同化硝态氮联产微藻蛋白

本研究旨在建立利用微藻去除高浓度废水中硝酸根并转化为藻蛋白的创新技术。先在摇瓶中研究了培养模式和光照模式对于混养蛋白核小球藻的生物量产量、硝酸根同化速率和藻蛋白产量的影响,随后在5 L光发酵罐中成功进行了放大验证。结果表明,在摇瓶培养中,不回流培养基的补料分批培养是最佳培养模式,可获得最高生物量产量为35.95 g/L,硝酸根平均同化速率为2.06 g/(L·d),藻蛋白含量可高达42.44%干重;采用阶梯式增加光强的光照模式,能显著提高细胞比生长速率,最高达到0.65 d–1。在5 L光发酵罐中连续培养128 h,最高生物量产量和硝酸根平均同化速率分别达到66.22 g/L和4.38 g/(L·d),最高藻蛋白含量可达干重的47.13%。本研究能为高效处理工业废硝酸或高浓度硝酸盐废水提供微藻光发酵技术,基于微藻的生物转化过程可联产高蛋白微藻生物质,有利于实现这类废水资源化利用、变废为宝。     

三角褐指藻对黑暗胁迫的生理响应

为了研究黑暗条件对三角褐指藻生长及生化组成的影响,并探讨三角褐指藻对黑暗环境的生长适应能力,我们对该藻进行12 d的黑暗处理,着重测定了藻细胞密度、生物量、叶绿素a、可溶性糖和蛋白含量等指标。结果表明,三角褐指藻对黑暗环境表现出一定的适应性忍耐能力,在12 d的长期黑暗胁迫条件下依然可以存活,而藻细胞生化组成对黑暗的响应程度很可能是该藻得以维持细胞低水平生长的主要原因。随着黑暗处理时间的延长,三角褐指藻生长状况受抑制的程度增大,其生长及生化组成与对照组相比发生了极显著的变化。实验结束时,黑暗处理下的藻细胞密度和生物量分别降低到2.93×10⁵ cells·ml^-1和0.011 g·ml^-1,仅为对照的8.0%和37.3%。同样地,黑暗环境也明显地抑制了三角褐指藻体内生化物质的合成与积累,黑暗处理12 d时藻细胞的叶绿素a、可溶性糖和蛋白含量分别比对照降低了约89%、87%和85%。研究结果可为海洋微藻种质的筛选、种质资源库的构建及微藻生物资源的综合开发利用提供参考依据。     

生长速度快且油脂产率高的湛江等鞭金藻诱变株的筛选

【目的】筛选生长速度快的高产油湛江等鞭金藻诱变株。【方法】利用常压室温等离子体射流诱变技术对湛江等鞭金藻进行诱变,通过96孔板、摇瓶和反应器培养对诱变株进行筛选。【结果】传至第13代,600 m L反应器培养7 d,诱变株IM110020最大比生长速率、细胞密度和油脂产率可分别达0.72 d-1、16 750×104 cells/m L、109.8 mg/(L·d),分别比野生株提高12.5%、20.8%和17.9%。【结论】获得了一株生长速度快且油脂产率高的诱变株IM110020,且经过多次传代性质稳定。     

环境因子及藻体密度对条斑紫菜生长与氮磷去除效率的影响

以条斑紫菜为材料,系统探究实验室条件下光照强度、温度、光周期、盐度和干出等生态因子和藻体密度对条斑紫菜生长和氮磷去除的影响,为今后条斑紫菜大规模栽培的生态修复潜力研究及海洋富营养化治理奠定理论基础。实验室条件下不同藻体密度、光照强度、光周期、温度、盐度和干出时间对条斑紫菜生长及氮磷去除效率的影响。结果表明:条斑紫菜在藻体密度0.1 g/L、光照强度为120μmol m-2s-1时特定生长率最大,为38.1%。随着藻体密度增加,光照强度减小,其特定生长率逐渐减小,当藻体密度为1.6 g/L、光照强度为30μmol m-2s-1时,特定生长率最小为12.6%;藻体密度0.1—0.8 g/L时随着藻体密度的增加条斑紫菜对NO-3-N和PO3-4-P的去除效率显著增加,藻体密度为0.8—1.6 g/L时藻体对NO-3-N和PO3-4-P去除效率差异不大,其中藻体密度1.6 g/L、光照强度90μmol m-2s-1时条斑紫菜对NO-3-N和PO3-4-P去除效率均达到93%以上。为进一步探究其他环境因子的影响,因此在温度和光周期实验中选择氮磷去除率适中的藻体密度0.4 g/L和最适光照强度90μmol m-2s-1。温度为15℃、光周期为16L∶8D条件下条斑紫菜特定生长率最大,为36.9%,且氮和磷去除效率也最大,分别为91.9%和81.6%。条斑紫菜生长适宜盐度为10—35,最佳盐度为25,干出时间越长生长越慢,氮磷去效率也越低,且有较大交互作用,但干出后的紫菜光合作用更强。以上研究将为应用大型海藻条斑紫菜大规模栽培进行生态修复奠定基础。     

自养和兼养条件下蛋白核小球藻昼夜节律的响应

【目的】研究自养和兼养两种培养方式对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、细胞分裂和生化组分积累的影响,探讨人工培养蛋白核小球藻的昼夜节律响应机制和优化技术。【方法】小球藻自养培养采用BG11培养基,兼养培养基在BG11培养基中添加4种不同浓度(1、5、10、20 g/L)的葡萄糖,培养周期为10 d。血球板计数法测定藻细胞浓度,干重法测定藻细胞生物量。显微观察藻细胞大小和分裂情况。脂染色法测定小球藻总脂的含量,藻细胞的叶绿素、蛋白和淀粉分别采用甲醇、氢氧化钠、硝酸钙浸提后通过紫外分光光度法定量测定。【结果】葡萄糖兼养培养对蛋白核小球藻具有显著的促生长效应,最适浓度为10 g/L。10 d收获时,兼养组(10 g/L葡萄糖)藻细胞浓度和干重分别是自养组的2.57倍和6.73倍。分析一昼夜中的藻细胞增殖规律可知,第2天和第5天时自养组中增殖的新生子细胞约有76.00%在黑暗期分裂产生,而兼养组中第2天和第5天光照期的新细胞增殖量占比分别达到40.90%和67.50%。一昼夜内藻细胞大小的迁移动态监测表明,第2天自养组藻细胞的体积变化静息期为8 h,兼养组只有4 h;第5天两组藻细胞大小迁移动态的昼夜节律明显,但兼养组黑暗结束后较大细胞(D6μm)占比显著高于自养组。第8天时,兼养组藻细胞已处于稳定期,总脂和蛋白含量均显著高于自养组,藻细胞总脂和色素含量在一昼夜中相对稳定,但蛋白和淀粉含量分别在光照8 h和12 h左右达到峰值。从第2天开始,对兼养组细胞每天进行2 h光延长,收获时藻细胞浓度和干重分别比对照组提高13%和11%。【结论】葡萄糖兼养培养能大幅提高蛋白核小球藻的生物量。蛋白核小球藻生长增殖与生化组分积累均受昼夜节律调控,自养条件下藻细胞以光照期生长黑暗期增殖为主。兼养培养提高藻细胞生物量的机制在于缩短藻细胞生长静息期,在昼夜节律中加速藻细胞生长并显著提高通过细胞周期检查点的细胞比例,光照期效应尤其明显。藻细胞蛋白和淀粉含量昼夜节律明显,最佳收获时间分别在光照8 h和12 h后。