棕鞭藻及其培养滤液对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响

为探究藻类之间的可能存在的信息传递, 研究了棕鞭藻(Ochromonas sp.)及其培养滤液对铜绿微囊藻的生长及生理特性的影响。结果发现, 3种不同接种比例(1﹕4、1﹕1和4﹕1)的棕鞭藻与微囊藻共培养下, 微囊藻细胞密度到第4天均下降到最低值, 而棕囊藻细胞密度则显著增加。同时, 棕鞭藻培养滤液能够抑制微囊藻的生长、导致丙二醛(MDA)含量和过氧化氢酶(CAT)活性。此外, 棕鞭藻培养滤液也能促进微囊藻胞外多糖(EPS)含量显著增加。这表明棕鞭藻不仅能吞噬微囊藻, 而且可能释放某些化感物质抑制微囊藻生长及生理参数。这暗示了棕鞭藻可作为潜在的藻类水华控制生物, 抑制早期藻类大量增殖。     

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)。     

一种赭球虫(Ochromonas sp.)的分离鉴定及食藻特性

从云南滇池分离到一株能吞食微藻的原生动物,根据形态特征及分子生物学鉴定为一种赭球虫(Ochromonas sp.)。本文研究了该原生动物的食藻范围及不同环境因素对其食藻效果的影响。结果表明:该原生动物对惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)具有很强的吞食能力,其与惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)共培养至6 d时,微囊藻去除率达到90%以上;该赭球虫吞食微囊藻效果随其浓度增加而增强,在p H值为4~7、25~35℃条件下具有最佳的食藻效果,但高浓度苯酚对其生长有抑制和杀灭作用;该赭球虫易于培养,繁殖迅速,具有生物防控微囊藻水华的应用潜能。     

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。     

光、温限制后铜绿微囊藻和斜生栅藻的超补偿生长与竞争效应

研究了铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)低温和低光照限制后的超补偿效应,以及共培养条件下的竞争效应。结果表明,低温和低光照均显著抑制微藻的生长发育,但低温对铜绿微囊藻的抑制效应更强,而斜生栅藻则对低光胁迫更敏感。经过低光和低温培养后,铜绿微囊藻和斜生栅藻在恢复正常培养时藻细胞密度短期内都表现出超补偿增长效应,但不同藻类超补偿模式不同,斜生栅藻补偿生长时间不超过1周,而铜绿微囊藻的补偿效应可以持续10天;此外,统计结果表明铜绿微囊藻细胞密度对低温限制解除表现出更显著的补偿生长,斜生栅藻则在低光解除后表现出更强的超补偿效应。微藻叶绿素a指标在光恢复条件下都表现出显著的补偿效应,但温度恢复过程中叶绿素a含量与藻密度增长不同步,低温胁迫对恢复正常培养后微藻叶绿素a的形成产生了一定的负效应;铜绿微囊藻产毒株(912)在两种恢复模式下脱氢酶活性显著高于对照,产毒株(912)脱氢酶活性的补偿响应明显高于其它两种材料。共培养实验结果表明斜生栅藻同铜绿微囊藻产毒株(912)相比处于竞争劣势,而在同无毒株(469)的共培实验中,尽管连续正常培养情况下两者竞争能力差异不显著,但在恢复培养条件下斜生栅藻竞争能力显著高于后者。因此产毒型铜绿微囊藻低温和低光后的补偿生长效应以及对斜生栅藻的竞争优势可能是蓝藻爆发的内源性机制之一。     

铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫与大型溞竞争关系的影响

为探究铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)浓度变化对浮游动物竞争关系的影响, 通过控制实验法, 评估了在 3个铜绿微囊藻浓度梯度下, 萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)和大型溞(Daphnia magna)之间的种间竞争关系。结果表明不同浓度铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫、大型溞的增长及二者种间竞争影响具有差异, 并且在3种铜绿微囊藻浓度下均以大型溞为主要优势类群。低浓度(5×104 cells/mL)铜绿微囊藻仅促进大型溞种群增长(P<0.01), 大型溞占据主要优势地位; 中浓度(1×105 cells/mL)铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫和大型溞增长均有显著影响(P<0.01), 在此浓度下大型溞在种群竞争中依旧占优势地位, 使得萼花臂尾轮虫种群衰亡; 在高浓度铜绿微囊藻(5×105 cells/mL)环境中种群生长均受到抑制(P<0.01), 在共培养体系中仅大型溞种群存活。在无其他外在影响因素存在时, 实验结果显示在不同浓度的铜绿微囊藻下, 大型溞均占优势, 说明铜绿微囊藻的浓度可能不是影响大型溞与萼花臂尾轮虫的竞争地位的主要因素。研究不同浓度铜绿微囊藻条件下浮游动物种间竞争关系对于理解蓝藻水华暴发的生态效应有重要意义。     

二种淡水微囊藻rDNA16S-235基因间隔区的序列测定与分析

本研究采用PCR及序列测定的方法,对我国淡水铜绿微囊藻有毒株(M8641)和另一低毒的种类惠氏微囊藻(M574)rDNA16S-23S基因间隔区进行了序列的测定和分析,结果表明:rDNA16S-23S基因间隔区可以作为一个精细且稳定的指标,用于微囊藻的分类和鉴定。并从分子水平提出了铜绿微囊藻与惠氏微囊藻在种系发生上有较近缘的关系。本文首次对微囊藻属Microcystis rDNA基因间隔区全序列作了报道,为微囊藻属的鉴定及系统学研究提供了分子基础。       

梭鱼草化感物质丁二酸对微囊藻和栅藻生长及竞争的影响

为了解梭鱼草(Pontederia cordata)根茎有机酸类化感物质对铜绿微囊藻(Micro-cystis aeruginosa,M)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus,S)生长和竞争关系的影响,将不同浓度丁二酸作用于两种藻的单种培养和共培养,即铜绿微囊藻与斜生栅藻初始比例为1∶0(100%M)、1∶1(50%M+50%S)、2∶3(40%M+60%S)、3∶2(60%M+40%S)、0∶1(100%S)。结果表明:丁二酸对铜绿微囊藻和斜生栅藻均有抑制作用,抑制能力与浓度呈正相关;无化感物质作用下,单种培养和共培养中铜绿微囊藻生长能力均强于斜生栅藻; 60mg·L-1丁二酸处理下,40%M+60%S、50%M+50%S培养组中β(斜生栅藻对铜绿微囊藻的抑制参数)0,60%M+40%S培养组中β0,表明藻类初始比例影响蓝绿藻之间竞争;丁二酸可改变蓝绿藻之间竞争关系,低浓度(20、40 mg·L-1)作用下,表现为铜绿微囊藻抑制斜生栅藻,斜生栅藻促进铜绿微囊藻,高浓度(60、80 mg·L-1)作用下,表现为两者相互抑制,表明两种藻之间竞争加强。     

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...     

中国淡水水体常见束丝藻种类的形态及生理特性研究

束丝藻(Aphanizomenon Morr. ex Born. et Flah)是我国水华蓝藻的重要种类, 由其产生的束丝藻水华已经引起了许多的环境问题。水华束丝藻、柔细束丝藻和依沙束丝藻是我国淡水水体常见的三种束丝藻种类,然而, 国内外对它们的生理学研究却相对较少。基此, 文章对水华束丝藻、柔细束丝藻和依沙束丝藻的形态特性、色素含量、生长及光合作用进行了比较研究, 结果表明丝状体的营养细胞、异形胞和厚壁孢子的长宽比具有一定的差异性, 揭示了厚壁孢子的长宽比可作为三种束丝藻分类的一个参数; 同时, 种间的差异性也体现在三种束丝藻的生理特性上, 相比水华束丝藻和依沙束丝藻, 柔细束丝藻的藻蓝素含量较高, 而叶绿素a、类胡萝卜素含量、最大光合作用(Pm)、表观光合作用效率(α)和最大电子传递速率(ETRmax)显著偏低。此外, 水华束丝藻和依沙束丝藻生理特性基本一致, 表明了形态不同的三种束丝藻在生理上可被分为两种类型, 暗示了依沙束丝藻可能具有像水华束丝藻一样形成水华的生理潜能且由于它的产毒性所以应该倍加关注       

SEASONAL ANALYSIS OF VOLATILE ORGANIC BIOGENIC SUBSTANCES (VOBS) IN FRESHWATER PHYTOPLANKTON POPULATIONS DOMINATED BY DINOBRYON,MICROCYSTIS AND APHANIZOMENON1

Over the course of one year the volatile organic biogenic substances (VOBS) found in the water of a eutrophied shallow lake were determined by gas chromatographic and mass spectrometric methods. The substances detected belonged to nor-carotenoids, terpenoids, unsaturated hydrocarbons, ketones, and aldehydes. The occurrence of particular VOBS correlated with the frequency with which certain phytoplankton species were recorded. The latter showed a well developed succession in that year. The following correspondences were found: β-cyclocitral and Microcystis; heptadec-cis 5-ene and Oscillatoria redekei; geosmin and argosmin and Aphanizomenon gracile; hepta-trans, cis 2,4-dienal, deca-trans, cis 2,4-dienal and Dinobryon; octa-trans, cis 1,3,5-triene and Asterionella formosa. Dictyopterenes and ectocarpene were only detected in high amounts in one sample obtained in August. The VOBS exhibited marked dynamics in the lake and usually were rapidly eliminated from the water body.     

微囊藻碳酸酐酶活性在不同环境因素下的调节与适应

测定了3种微囊藻水华中的优势种类,即铜锈微囊藻（Microcystis aetlzginosa Kutz．）,绿色微囊藻（Microcystis viridis（A．Br．）Lemm）,惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii（Kom．）Kom．）,以及微囊藻573（Microcystis sp．573）的碳酸酐酶活性;研究了无机碳、pH、温度、光强、NIP比等环境因素和外源葡萄糖对铜锈微囊藻碳酸酐酶活性的影响,发现微囊藻碳酸酐酶活性受环境中碳酸氢根浓度的调节,故推断碳酸氢根是铜锈微囊藻利用的主要无机碳形式;相比添加葡萄糖进行混合营养培养的细胞,无外源葡萄糖和暗饥饿培养的微囊藻细胞会产生高约6倍的碳酸酐酶活性;光强的改变也会影响碳酸酐酶的活性。     

绿藻栅藻对微囊藻的抑制效应及评价

为筛选具有控制微囊藻水华潜力的绿藻, 研究基于藻类之间的化感作用, 对34株绿藻开展筛选及评价工作。结果发现, 栅藻FACHB-1229的抑制率最高, 其滤液对微囊藻FACHB-3550和FACHB-905的抑制率分别为53.95%和48.39%; 通过对滤液中的物质进行GC-MS检测, 推测该藻株的效应物质可能为邻苯二甲酸二(2-甲氧基乙基)酯。进一步对FACHB-1229生长和光合放氧、氨氮耐受等指标进行评价, 结果发现: 该藻株在孔板中的生长速率(0.38±0.06)/d高于微囊藻生长速率(0.13±0.03)/d; 栅藻FACHB-1229的光合放氧速率高于同期测定的其他绿藻光合放氧速率, 可达(229.91±10.49) μmol O₂/(mg Chl.a·h); 同时该藻株对氨氮的耐受能力最强, 在氨氮浓度为1888.60 mg/L时其生长速率可达(0.30±0.08)/d。此外, 在与微囊藻FACHB-3550进行共培养时, 栅藻FACHB-1229所占比例持续升高。综上, 栅藻FACHB-1229具备与微囊藻竞争的优势, 有望成为微囊藻水华生物控制的优选材料。     

STRONG PROBABILITY OF LETHAL TOXICITY IN THE BLUE-GREEN ALGA MICROCYSTIS VIRIDIS LEMMERMANN1

Lethal toxicity (intraperitoneal, mouse) was examined in relation to Species composition of samples containing bloom-forming Microcystis populations from natural waters and correlated with toxicity of laboratory strains of four Microcystis formas and species. Toxicity was not always associated with the presence of M. aeruginosa f . aeruginosa Elenkin. A sample with almost all cells of M. aeruginosa f . aeruginosa showed no toxicity, However samples comprised of a high percentage of M. viridis Lemmermann often showed lethal toxicity. Toxicity tests were done on culture strains M. aeruginosa f aeruginosa, M. aeruginosa f flos-aquae Elenkin , M. viridis and M. wesenbergii Kamárek. All five cultured strains of M. viridis were found to be toxic, while only one out of nine strains of M. aeruginosa f . aeruginosa was toxic. Six strains of M. wesenbergii showed no toxicity, It is recommended that attention should be paid to the occurrences and possibility of toxic bloom of M. viridis from the standpoint of water management and public health .     

氮浓度对铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响

为了解氮浓度对生物操纵和草-藻竞争的影响, 选取铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和沉水植物的代表, 在温度25℃, 光强2600 lx, 光暗比14h﹕10h, 磷浓度1.5 mg/L时, 研究5种氮浓度(0.5、2、4、8和16 mg/L, 用KNO₃溶液配制)下, 溞-藻, 草-藻和溞-草-藻共培养时各自的增长率和培养液中氮磷削减率的变化。结果表明: 在单独培养铜绿微囊藻时, 氮浓度控制在1.97 mg/L以下, 可有效降低培养液中藻的增长率。在溞-藻共培养时, 大型溞有效控藻的氮浓度范围为0.5—4 mg/L; 在草-藻共培养时, 有效控藻的氮浓度范围为0.5—2 mg/L, 对应氮浓度下(0.5和2 mg/L), 实验末期铜绿微囊藻细胞密度分别是溞-藻共培养的23.89%和21.51%, 控藻效果更好; 在溞-草-藻三者共培养时, 有效控藻的氮浓度范围为0.5—16 mg/L, 且氮浓度为0.5—4 mg/L时, 大型溞和金鱼藻的增长率均显著大于铜绿微囊藻, 铜绿微囊藻的增长率均为负值, 控藻效果最好。大型沉水植物的加入, 可以有效提高生物操纵的控藻效果, 减少水中氮磷含量, 长期有效地改善水质。     

藻类连续培养体系的构建与优化及其在产毒和无毒微囊藻竞争中的应用

利用发酵罐加装外置环形光源构建藻类连续培养系统, 以产毒微囊藻PCC 7806及其无毒突变株PCC 7806 mcyB–为培养材料, 通过对补料时间、接种密度和稀释率参数的优化, 获得最优培养条件, 并应用于产毒与无毒微囊藻的竞争实验中。通过优化得到连续培养的最优培养条件: 补料时间为第4天, 起始接种密度为4×106 cells/mL, 稀释率为0.15/d。在连续培养下, 光照为35 μmol/(m2·s)时, 以1﹕1的起始比例接种产毒与无毒微囊藻, 二者间的竞争会达到平衡, 并以无毒微囊藻占据优势, 且两者以不同的优势度长时间维持不变。在此基础上, 开展了不同光强对产毒与无毒微囊藻竞争影响的实验, 结果表明, 光强为35和80 μmol/(m2·s)时, 无毒株在连续培养中占据优势; 而光强为5和15 μmol/(m2·s)时, 无毒和产毒微囊藻维持起始接种比例不变。研究通过优化连续培养条件为室内藻类竞争实验提供了更为适宜的培养模式。