微藻种质资源库——藻类科学研究和产业发展的重要平台

微藻是指一类形态微小, 能够进行光合作用, 以单细胞或简单多细胞形式存在的藻类。作为一类重要的生物资源, 活体微藻的保藏和共享服务是开展藻类科学研究和藻类产业发展的必要平台和基础。坐落于中国科学院水生生物研究所的淡水藻种库(FACHB-Collection)正式成立于1973年, 1996年作为创会成员加入中国科学院典型培养物保藏委员会; 2019年成为国家水生生物种质资源库的核心成员。该库保藏逾3400株微藻, 隶属于9门169属。年均为国内外用户提供2500株藻株, 并提供藻种鉴定、分离纯化和培养技术等方面的服务和咨询。文章回顾了国际微藻种质资源库的发展历史和现状, 介绍了国内微藻种质资源保藏情况, 着重介绍国家水生生物种质资源库——淡水藻种库在库藏藻株多样性、共享服务、藻株无菌化、超低温保藏技术及优良品种选育与应用等方面的进展, 瞄准提升我国在藻类学研究和藻类产业研发的竞争力, 提出了藻种资源库未来发展的建议。     

溶藻细菌筛选及溶藻活性物质对铜绿微囊藻生理活性的影响

从太湖水华水体中分离纯化细菌, 再将细菌的LB液体和固体斜面纯培养物分别收集后感染铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞, 从中筛选出7株具有溶藻活性的细菌, 并对其中一株溶藻细菌THW7的溶藻方式及溶藻活性物质对铜绿微囊藻生理活性的影响进行了初步研究。结果表明: 仅采用细菌的LB液体纯培养物进行溶藻细菌筛选会存在误筛或高估溶藻效率的风险, 而采用细菌的固体斜面纯培养物进行筛选则可避免以上风险; 溶藻细菌THW7通过分泌胞外活性物质的方式间接溶藻; 在THW7无菌滤液胁迫下, 铜绿微囊藻的生长受到显著抑制(P<0.01), 10d溶藻效率可达94.38%, 光合系统活性也显著降低(P<0.01), MDA含量积累, SOD、POD、CAT活性整体呈现先升高后降低的趋势且显著高于对照组(P<0.01)。推测菌株THW7分泌的溶藻活性物质可能作用于铜绿微囊藻细胞的光合系统Ⅱ, 阻碍电子传递, 抑制其光合作用过程, 并对藻细胞产生氧化损伤, 破坏藻细胞细胞膜的完整性, 从而实现溶藻作用。     

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。     

微囊藻毒素与自然水体中细菌VIVIFORM状态的相关性

细菌VIVIFORM状态是直接关系到自然水体水质评价和环境保护的生态现象 ,其形成机理相当复杂 ,但环境胁迫是主要诱因。通过人为改变湖水中的微囊藻毒素 (MC LR)水平 ,对水体中蓝藻毒素与细菌VIVIFORM状态之间的相关性进行了分析。结果表明 ,较高的毒素水平对水体中细菌种群总量没有明显的影响 ,但能刺激VIVIFORM细菌转化成可培养状态 ,从而证实了自然水体中蓝藻毒素与水细菌VIVIFORM状态之间存在直接的相关性。     

不同二氧化碳浓度培养对两株栅藻碳固定速率及油脂积累的影响

正人类在利用化石燃料的过程中会导致大量有害温室气体CO_2的排放,促进全球气候变暖。微藻可通过光合作用固定CO_2,同时大量的微藻生物质还能作为生物能源的原料[1],因此,越来越多的研究关注于微藻生物固碳以达到降低碳排放的目的。利用微藻光合作用进行CO_2固定是一种能量节约型和环境友好型技术手段[2]。在利用微藻进行CO_2生物固定以及生物燃料生产时,研究微藻的CO_2固定能力、CO_2对微藻的生长以及油脂积累的影响等都是十分重要的。国内外利用微藻进行生     

淡水藻种库(FACHB)库藏产2-MIB蓝藻的鉴定及其产嗅特征研究

为认识产二甲基异莰醇(2-MIB)蓝藻的形态和产嗅特征,从国家水生生物种质资源库淡水藻种库中筛选出24株可产2-MIB藻株,描述了这些藻株的形态特征和生境分布。结合形态和16S rRNA基因分析对藻株进行物种鉴定复核,修订了部分库藏藻株物种名称,例如发现库藏产2-MIB的浮丝藻属种类应当被重新鉴定为拉氏拟浮丝藻或索状气丝藻。基于mic基因系统发育树分析,显示蓝藻mic基因形成5个分支。通过2-MIB含量检测发现,不同藻株间单个细胞总2-MIB含量为6—2549 fg/cell,其含量通常为拉氏拟浮丝藻>索状气丝藻>灰假鱼腥藻。研究提供了产2-MIB蓝藻的形态、分子、生态和产嗅特性等的基础数据,首次报道气丝藻、沙丝藻、苏打丝藻种类可产2-MIB,并在国内首次报道了产2-MIB的微鞘藻,为进一步研究产2-MIB蓝藻生理生态特性提供重要的实验材料和科学依据。     

鱼腥藻1017株的混合营养型生长

鱼腥藻１０１７株混合营养型生长有其特点,外源葡萄糖对生长的刺激不仅在低光强（８００ｌｘ）,而且在高光强（７０００ｌｘ）也表现出来。其混合营养型生长速率在８００－７０００ｌｘ范围内随光照强度的增加而增加,在葡萄糖浓度５－２０ｍｍｏｌ／Ｌ范围内随外源葡萄糖浓度增加而增加。鱼腥藻１０１７株混合营养型生长与光能自养生长相比,生长速率明显提高,对数生长期延长,收获物浓度显著增高,生物量显著提高。     

鱼腥藻HB1017株化能异养生长的研究

以葡萄糖和蔗糖为碳源,检测了六株（种）鱼腥藻的化能异养生产能力。其中鱼腥藻ＨＢ１０１７株化能异养生长较快,鱼腥藻ＨＢ０株化能异养生长缓慢,其余四种鱼腥藻不能进行化能异养生长。鱼腥藻ＨＢ１０１７株能利用果糖、葡萄糖、蔗糖为底物进行化能异养生长,但生长速率依次递减,差别显著。８磅湿热灭菌的果糖和蔗糖,与过滤灭菌的相比,只能维持低得多的化能异养生长速率。然而,８磅湿热灭菌的葡萄糖能维持比过滤法灭菌的高得     

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。