球形棕囊藻囊体形成中光照、营养盐和共存硅藻的影响

在不同光照和营养盐结构条件下半连续培养球形棕囊藻和3种硅藻,研究光照、营养盐限制和硅藻竞争对球形棕囊藻囊体形成的影响。结果表明:高光照显著促进了藻类的生长,球形棕囊藻在低光环境下几乎不形成囊体。球形棕囊藻和3种硅藻对光限制和P限制更加敏感,而在N限制环境中均具有相对较高的生物量。粒径较小的球形棕囊藻游离单细胞和中肋骨条藻在营养盐和光限制条件下比粒径较大的细胞具有更强的竞争能力。硝酸盐是球形棕囊藻囊体形成的营养基础,但是营养盐结构并未改变棕囊藻囊体形态。具有两种生活史状态有利于球形棕囊藻度过资源限制的环境,从而有利于球形棕囊藻在硅藻藻华之后再次形成藻华。     

实验室培养球形棕囊藻溶血毒素的提取、分离及其生成特征

研究从实验室培养的球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)提取溶血毒素的条件,探讨不同生长期球形棕囊藻溶血毒素的生成特征,用薄层色谱法对溶血成份进行了初步分析。结果表明,球形棕囊藻细胞壁的超声波破碎最适条件为：功率600W,4℃下处理30min。对数生长期、平稳期和衰亡期藻细胞适宜处理量分别为每次3000、2000、1000ml;在球形棕囊藻生长的平稳期和衰亡期具有明显的溶血活性,对数生长期溶血活性很低,甚至检测不到。球形棕囊藻溶血毒素至少含有4种糖脂类化合物。     

球形棕囊藻对五种水生动物的急性毒性作用

利用室内半静水法研究球形棕囊藻培养液、藻细胞悬浮液、去藻细胞滤液、藻细胞内容物、藻细胞碎片以及溶血毒素粗提物对卤虫(Artemia sinica)、褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)、蒙古裸腹潘(Moina mongolia)、赤点石斑鱼幼鱼(Epinephelus akaara)和南美白对虾(Penaeus vannamei)5种水生动物的影响,并对其致毒途径进行分析.结果表明,与对照相比,培养液、藻细胞悬浮液处理卤虫,其运动速度下降,培养液、藻细胞悬浮液与毒素粗提物处理轮虫72 h,存活率显著降低(P＜0.05),卤虫、轮虫消化道中充满藻细胞,提示摄食球形棕囊藻可能是引起卤虫、轮虫中毒的主要途径.培养液、滤液和藻细胞内容物对赤点石斑鱼幼鱼均有显著的致死作用,而藻细胞碎片和溶血毒素粗提物对幼鱼的存活无明显影响,表明球形棕囊藻细胞表面并不存在毒性物质,球形棕囊藻可能会分泌有毒物质进入水体,进而影响鱼类的生长.培养液、藻细胞悬浮液、去藻细胞滤液、毒素粗提物处理蒙古裸腹溞72 h虽有死亡,但存活率与对照无显著差异;南美白对虾的情况与蒙古裸腹溞类似,表明球形棕囊藻及相关组分对蒙古裸腹溞和对虾的影响较小.这些结果表明,球形棕囊藻对不同生物的毒害作用不同;摄食和分泌有毒、有害物是球形棕囊藻引致生物中毒的主要途径;除了溶血毒素以外,球形棕囊藻还可能产生其他鱼毒性物质.     

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。     

硝酸盐对球形棕囊藻生长和硝酸还原酶活性的影响

以我国南海海域分离的赤潮原因种——球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)为材料, 研究了不同硝酸盐浓度下藻细胞生长及硝酸还原酶活性的变化。当培养基中不含硝酸盐时, 藻细胞内硝酸还原酶的活性保持在非常低的水平, 藻细胞的生长受到限制, 不能形成正常的生长曲线: 当培养基中硝酸盐浓度为3.62 mmol.L-1时, 藻细胞的硝酸还原酶活性和比生长速率达到最大。在含有硝酸盐的培养基中, 接种培养后第9天藻细胞硝酸还原酶活性达到最大值, 并且在4种不同硝酸盐浓度下, 藻细胞硝酸还原酶活性的差异性达到极显著水平(P<0.01)。在接种培养第16天藻细胞密度达到最大值, 并且4种不同硝酸盐浓度培养的藻细胞密度之间的差异性也达到极显著水平(P<0.01)。实验结果表明, 在培养基中添加不同浓度的硝酸盐, 对球形棕囊藻细胞硝酸还原酶的活性和藻细胞的生长有极显著的影响, 含有较高硝酸盐的富营养化海域有利于球形棕囊藻细胞的持续生长。     

球形棕囊藻生长的营养需求研究

以球形棕囊藻(Phaeocystis globosaScherffel)香港株(Hongkong strain,HK)和汕头株(Shantou strain,ST)为材料,采用正交实验方法研究了氮、磷、铁、微量元素及维生素等营养因子对其生长的影响。磷是球形棕囊藻香港株和汕头株生长的首要限制因子,在添加磷的培养基中,球形棕囊藻生长较快,在无磷培养液中,藻细胞生长较慢,其死亡速率超过生长速率,一般不形成正常生长曲线。汕头株的比生长速率极差值远高于香港株,表明汕头株棕囊藻的生长对营养盐更为敏感。磷酸盐对球形棕囊藻生长的影响极为显著(p<0.01),硝酸盐的影响达到显著水平(p<0.05),而铁、微量元素及维生素对球形棕囊藻生长影响不显著,表明自然海水中铁、微量元素及维生素的含量对球形棕囊藻的生长不构成限制。各因素影响的主次次序为P>N>微量元素>铁>维生素。本研究结果提示,海水富营养化是我国南海海域球形棕囊藻赤潮发生的关键诱因之一。     

硝酸盐对球形棕囊藻生长和硝酸还原酶活性的影响

以我国南海海域分离的赤潮原因种——球形棕囊藻(Phaeocystisglobosa)为材料,研究了不同硝酸盐浓度下藻细胞生长及硝酸还原酶活性的变化。当培养基中不含硝酸盐时,藻细胞内硝酸还原酶的活性保持在非常低的水平,藻细胞的生长受到限制,不能形成正常的生长曲线:当培养基中硝酸盐浓度为3.62μmol.L-1时,藻细胞的硝酸还原酶活性和比生长速率达到最大。在含有硝酸盐的培养基中,接种培养后第9天藻细胞硝酸还原酶活性达到最大值,并且在4种不同硝酸盐浓度下,藻细胞硝酸还原酶活性的差异性达到极显著水平(P<0.01)。在接种培养第16天藻细胞密度达到最大值,并且4种不同硝酸盐浓度培养的藻细胞密度之间的差异性也达到极显著水平(P<0.01)。实验结果表明,在培养基中添加不同浓度的硝酸盐,对球形棕囊藻细胞硝酸还原酶的活性和藻细胞的生长有极显著的影响,含有较高硝酸盐的富营养化海域有利于球形棕囊藻细胞的持续生长。     

不同氮源对球形棕囊藻生长的影响

采用实验室培养的方法比较了6种不同氮源-硝态氮、尿素、甘氨酸、精氨酸、谷氨酸、腺嘌呤对典型赤潮藻球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的影响。结果表明,6种氮源均能不同程度地促进球形棕囊藻的生长,但比生长速率和光合作用效率具有显著差异性。将球形棕囊藻在不同浓度氮源下的最大比生长速率分别拟合Monod方程,得出球形棕囊藻在硝态氮、尿素、甘氨酸、精氨酸、谷氨酸和腺嘌呤等6种氮源下的最大比生长率分别为1.05,1.17,0.82,0.87,1.09,0.90d^-1,相应的半饱和常数分别为9.132,23.758,85.519,7.104,23.94,10.959μmol/L。其中,高氮浓度(8820μmol/L)下腺嘌呤对球型棕囊藻的生长具有显著抑制作用。相比较而言,球形棕囊藻对甘氨酸的亲和力最高。当硝态氮、尿素、甘氨酸、精氨酸、谷氨酸和腺嘌呤的浓度分别为8820,882,882,8820,882,0.441μmol/L时,球形棕囊藻的最大光合效率(Fv/Fm)分别为0.619,0.620,0.579,0.595,0.648,0.667。由此可见,氮源对球形棕囊藻的生长和光合作用具有显著影响;球形棕囊藻能够利用多种无机和有机氮源,与其它仅能利用无机氮源的浮游植物相比,更具有竞争优势。     

在不同营养条件下铜绿微囊藻对模拟微重力胁迫的响应

通过测定在不同重力水平和营养条件下培养的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的各项生理生化指标,研究了培养基的营养物质浓度对微囊藻细胞响应模拟微重力胁迫的影响。结果表明,在正常浓度的BG-11(富营养)和营养盐浓度减为1/10的BG-11(贫营养)培养基中培养的微囊藻对模拟微重力胁迫都很敏感,培养2d后多项生理生化指标显著改变;但是在富营养和贫营养条件下,模拟微重力的作用效果是截然不同的。对培养在BG-11中的微囊藻细胞来说,模拟微重力抑制其生长和光合活性,导致细胞内色素(叶绿素a和类胡萝卜素)、蛋白(藻蓝蛋白和可溶性蛋白)和毒素含量显著升高,向外分泌的毒素含量降低;而对培养在1/10BG-11中的藻细胞来说,模拟微重力促进其生长和光合活性,导致细胞内色素、蛋白和毒素含量降低,并使得毒素分泌增强。模拟微重力或营养限制单独作用所造成的影响相似,且后者的作用效果强于前者。当二者同时存在时,模拟微重力可以部分抵消营养限制对微囊藻生长和代谢的影响,这可能是由于模拟微重力下藻细胞的生长受到抑制而导致营养需求降低,也可能是由于模拟微重力提高了藻细胞利用营养物质的效率。总之,微囊藻对模拟微重力胁迫的响应与培养基的营养条件有关。     

球形棕囊藻的生长特性及生活史研究

对球形棕囊藻不同的藻株(香港株HK和汕头株ST)在实验室条件下分别进行了形态学,生活史及生长曲线的研究,结果表明:球形棕囊藻具有一个复杂的异型生活史,具有两种不同的生活形态:群体和游离的单细胞,香港株和汕头株二者单细胞呈球形或近球形,直径大多为3-9μm;群体呈中空的球形囊泡,细胞包埋在胶质囊中较均匀分布,但二者群体大小有较大差异。当培养达到一定阶段,群体衰亡破裂释放大量单细胞。批次培养中球形棕囊藻的生长周期约为20-30d,香港株最适生长温度接近25℃,最大比生长率为038;汕头株的最适生长温度接近30℃,最大比生长率为042,这说明温度是重要的生长限制因子之一。       

Characterization of the Hemolytic Properties of an Extract from Phaeocystis globosa Scherffel

Phaeocystis globosa Scherffel, an organism that causes harmful algal blooms, is a genus of the family Prymnesiophyta (or Haptophyta) with eurythermal and euryhaline characteristics. P. globosa has been confirmed to produce hemolytic substances, which are a mixture of liposaccharides. In the present study, the hemolytic properties of extract ofP. globosa are analyzed further. The effects of temperature, pH,different divalent cations, and membrane lipids on extract-induced hemolysis are discussed, as is the possible hemolytic mechanism. The results of the present study showed that the hemolytic activity of the extract was approximately 127.1 hemolytic units (HU)/L. The hemolytic reaction became fastest and a 50% decrease in absorbance was induced at 30 min at 37 ℃, and at pH 7.0; Hg2 was the strongest inhibitor of the hemolysis compared with the other divalent cations and many membrane lipids, except for phosphatidic acid, inhibited the hemolytic activity to different degrees. These results suggest that the toxin may make pores in the surface of red blood cells and that Hg2 either combines with the hemolysin or closes the pores,hence inhibiting its further hemolytic reaction. The toxin probably has no specific membrane receptor in the red blood cell membrane.     

Characterization of the Hemolytic Properties of an Extract from Phaeocystis globosa Scherffel

Phaeocystis globosa Scherffel, an organism that causes harmful algal blooms, is a genus of the family Prymnesiophyta (or Haptophyta) with eurythermal and euryhaline characteristics. P. globosa has been confirmed to produce hemolytic substances, which are a mixture of liposaccharides. In the present study, the hemolytic properties of extract of P. globosa are analyzed further. The effects of temperature, pH,different divalent cations, and membrane lipids on extract-induced hemolysis are discussed, as is the possible hemolytic mechanism. The results of the present study showed that the hemolytic activity of the extract was approximately 127.1 hemolytic units (HU)/L. The hemolytic reaction became fastest and a 50% decrease in absorbance was induced at 30 min at 37℃, and at pH 7.0; Hg^2 was the strongest inhibitor of the hemolysis compared with the other divalent cations and many membrane lipids, except for phosphatidic acid, inhibited the hemolytic activity to different degrees. These results suggest that the toxin may make pores in the surface of red blood cells and that Hg^2 either combines with the hemolysin or closes the pores,hence inhibiting its further hemolytic reaction. The toxin probably has no specific membrane receptor in the red blood cell membrane.     

稻、麦秸秆对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的抑制作用

考查了秸秆及其浸出液对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的影响,分析了秸秆附着微生物及秸秆物理吸附作用对秸秆抑藻活性的影响,观察了稻杆浸出液对藻细胞形态的影响。结果显示,一定量的物理破碎稻杆、麦杆及其浸出液均可有效抑制棕囊藻的生长,灭菌与未灭菌秸杆之间抑藻效果相差不大。不同条件处理的秸杆浸出液总酚含量与抑藻作用间均存在很大差异,但两者之间并无明显相关性。原子力显微镜观察发现,秸秆处理组细胞膜破裂、细胞塌陷,结构不完整,细胞粗糙度明显增加。这些结果提示微生物和物理吸附对秸杆抑藻作用的贡献很小,秸秆中存在的或降解产生的抑藻活性成分是秸秆抑藻的主要原因;除了酚酸类物质外,秸杆中可能存在其他可以显著抑制藻类生长的物质;秸秆通过破坏藻细胞的膜结构,导致藻细胞出现空洞,细胞内容物流出,从而抑制或杀灭藻细胞。     

充气和搅动对球形棕囊藻生长及囊体形成的影响

球形棕囊藻生活史中包含游离单细胞和球形囊体两种生活形态,但是实验室中培养的球形棕囊藻经常无法形成囊体。研究通过向培养基中泵入过滤空气,以及给培养基提供不同程度的搅动,研究了充气和搅动对球形棕囊藻生长及囊体形成的影响。充气和搅动均显著提高了囊体的数量,并且提高了囊体内细胞的生长速率。但是充气对于囊体直径及囊体内细胞密度并无显著影响。搅动则明显的提高了囊体直径和囊体内细胞数量。然而,尽管充气以及搅动有利于球形棕囊藻囊体的形成,但是培养的囊体直径依然小于自然海区中囊体的大小。     

红树植物木榄有机溶剂提取物对球形棕囊藻的抑制效应

基于化感作用原理,利用有机溶剂对红树植物木榄(Bruguiera gymnorrhiza)叶片中的活性物质进行连续提取分离,分别得到正己烷相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相提取物。利用这些提取物进行抑藻实验,通过测定球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的细胞密度发现:四种组分提取物对球形棕囊藻均具有显著的化感抑制作用;正己烷相和乙酸乙酯相提取物对球形棕囊藻的抑制效果明显优于正丁醇相和水相提取物的抑制效果。正己烷相提取物和乙酸乙酯相提取物对球形棕囊藻的48hEC₅₀分别为14.90mg/L和12.18mg/L。研究表明,藻细胞初始接种密度影响提取物的抑藻效应,低接种密度时抑制率极高,而随着接种密度的升高抑制率下降;接种密度极高时,提取物不但不会抑制甚至还会促进藻细胞的生长。     

稻秆浸泡化学组分变化对抑制球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）生长的影响

设置涉及灭菌与否、通气与否和光照与否等的8个浸泡条件,考查和比较了不同条件浸泡下获得的浸出液的抑藻作用和化学成分,以明确微生物、光照和通气情况对秸杆抑制藻类生长的影响,揭示秸杆抑藻的化学基础。研究发现,不同条件浸泡后获得的浸出液的抑藻作用存在很大差别,浸出液化学成分也有显著不同。即使浸泡条件相同,随着浸泡时间的延长,抑藻作用和化学成分也会发生很大变化。未灭菌组、通气组和光照组的抑藻作用并不一定强于相应的灭菌组、不通气组和避光组。提示微生物、光照和通气并非一定能够促进秸杆的抑藻作用,秸杆中抑藻物质的释放和产生是多个因素综合作用的结果,单一因素对秸杆抑藻作用的影响要受其他因素的干扰。绝大部分抑藻作用强的浸出液中脂肪酸、酚酸类物质含量比较高,但有些浸出液抑藻作用强,但脂肪酸、酚酸类物质含量并不高;有些浸出液抑藻作用很弱,但脂肪酸、酚酸类物质含量很高。这些结果提示,脂肪酸、酚酸类物质在稻秆抑制藻类生长中扮演重要作用。除了脂肪酸和酚酸类物质外,稻秆自身或稻杆降解过程中还可产生其他可以显著抑制和促进藻类生长的物质。     

棕囊藻北部湾株的18S rDNA分子鉴定

为研究北部湾棕囊藻(Phaeocystis)藻华的成因,采用PCR克隆了棕囊藻北部湾株核糖体18S r DNA序列。结果表明,棕囊藻北部湾株具有游动单细胞与群体结构两种形态;其18S r DNA序列和NCBI基因库中球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的同源性为99%~100%,在系统进化树上与不同海域来源的球形棕囊藻聚在一大分支上,且与球形棕囊藻间的遗传距离均小于其他种。首次从分子生物学上确定棕囊藻北部湾株为球形棕囊藻。