溶藻细菌的生态学作用及其生物量检测方法

有害藻类水华已成为当今世界水体普遍存在的环境问题,溶藻细菌作为水华和赤潮防治的可能生物,引起了众多科研人员的关注。介绍了溶藻细菌的研究概况,重点对溶藻细菌的生态学作用及其生物量的检测方法进行了综述。     

蓝藻门两新种蓝藻门两新种

报道了采自黑龙江省五大连池的蓝藻门2个新种：绿刺星球藻、雅致伪枝藻。     

蓝藻Hox氢酶催化产氢的调控

蓝藻是唯一能通过光合作用产生清洁可再生燃料氢气的原核微生物。一些蓝藻具有催化产氢活性的镍-铁Hox氢酶(双向氢酶), 由于其巨大的应用潜力受到广泛的关注。但Hox氢酶在蓝藻产氢过程中调控途径尚不清楚。本文对蓝藻Hox氢酶的结构、生态分布和表达调控的研究进展进行了总结。简单介绍了作者近来对模式蓝藻Synechocystis sp. PCC 6803 hox操纵子中两个未知功能基因ssl2420和sll1225的研究结果。     

太湖西北湖区2003-2012年间氮磷浓度及浮游植物主要类群变化趋势分析

基于2003-2012年太湖竺山湖和西部沿岸区水体理化指标与浮游植物丰度的逐月监测数据,分析了两个湖区氮磷营养盐状态和浮游植物丰度以及浮游植物主要类群的年际变化趋势及季节变化特征,探讨了浮游植物群落变化与水温及营养盐指标间的关系。结果表明：10年间两个湖区氮磷营养盐浓度总体呈下降趋势,以竺山湖TN、NH₃-N浓度和西部沿岸区NO₃-N浓度下降最为显著;浮游植物丰度总体呈上升趋势,蓝藻在群落结构中日益占据绝对优势;季节变化上,氮营养盐浓度表现为春冬季节高于夏秋季节,TP浓度和浮游植物丰度呈相反的变化趋势。Pearson相关分析显示,水温、NH₃-N浓度和TN/TP是影响蓝藻丰度及其在浮游植物群落中所占比例的主要因素。在温度和营养盐结构的共同作用下,10年间两个湖区蓝藻水华暴发时间逐渐提前,而消退时间逐渐滞后,水华持续时间逐年上升。在全球变暖背景下,太湖水华治理需执行更加严格的氮磷限制阈值,且在重污染的西北湖区控磷依然是关键。     

KaiA调控蓝藻生物钟的分子机制研究进展

蓝藻生物钟系统主要包括输入途径、核心振荡器和输出途径3部分,核心振荡器主要由时钟蛋白KaiA、KaiB、KaiC构成。3种蛋白之间的相互作用产生节律信号及调控输入、输出信号进而维持生物振荡的精确与稳定。文中围绕蓝藻生物钟核心振荡器及核心振荡器组成蛋白的结构、功能与相互作用特点,结合本实验室近期取得的研究成果,针对时钟蛋白KaiA调节KaiC的酶活性、介导核心振荡器的时相重置、与CikA竞争KaiB的结合位点等方面近年来的研究进展进行了综述。     

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。     

蓝藻红色荧光蛋白All1280 GAF2在E. coli BL21(DE3)中的表达及其突变体构建（英文）

采用PCR技术从鱼腥藻(Anabaena sp.) PCC 7120中扩增获得红色荧光蛋白基因all1280 gaf2,并利用Bam HⅠ和SalⅠ酶切位点,将该基因插入到pET-30a(+)中,构建表达载体pET-all1280 gaf2。将该表达载体与藻胆色素生物合成质粒pACYC-ho1-pcyA同时转化到大肠杆菌E. coli BL21 (DE3),表达后获得大肠杆菌色素细胞。结果显示,该色素细胞在荧光显微镜下具有红色荧光,且在15E/15Z态之间具有可逆光效应。进一步以pET-all1280 gaf2为模板,通过定点突变技术在all1280 gaf2基因中引入C53A突变,获得了突变体All1280 GAF2 (C53A)。将All1280 GAF2 (C53A)与藻胆色素在E. coli BL21 (DE3)中共表达,获得了比野生型红色荧光更强的大肠杆菌色素细胞。研究结果表明,与野生型相比,All1280 GAF2 (C53A)具有较高的摩尔消光系数和荧光量子产率,红色荧光更强。     

PCR-DGGE技术解析东北稻田蓝藻群落结构

[目的]明确东北稻田生态系统蓝藻群落结构组成变化及主要驱动因子。[方法]采用蓝藻特异性引物GC-Cya-b-F371和Cya-R783对采自东北不同土壤类型稻田土壤及田面水提取的DNA进行PCR扩增,采用DGGE电泳和条带测序技术解析稻田蓝藻群落结构。[结果]多样性指数表明,土壤中蓝藻群落结构比田面水体丰富。图谱冗余分析(RDA)显示,稻田土壤中蓝藻群落结构具有明显的地域差异,土壤碳氮比值是驱动土壤蓝藻分布的主要环境因素;而田面水体蓝藻群落结构地域差异不明显,p H值是驱动水体蓝藻分布的主要环境因素。DGGE条带测序发现,稻田蓝藻群落结构组成以丝状颤藻亚纲蓝藻(Oscillatoriophycideae)为主,一些条带基因序列与已知蓝藻相似度低于97%。[结论]东北稻田生态系统蓝藻群落结构复杂多样,生存着一些未知的蓝藻种群。     

越冬和复苏时期太湖水体蓝藻群落结构的时空变化

为研究太湖蓝藻在越冬与复苏时期群落结构的时空变化规律,于2008年11月,2009年2月,2009年4月,在太湖富营养化较严重的湖区选取8个采样点 (梅梁湾、竺山湾、贡湖湾、大浦、西太湖、南太湖、湖心和湖湾交汇处),分3层采水样,过滤并提取样品DNA经PCR扩增蓝藻16S rDNA序列,采用T-RFLP(末端标记的限制性酶切片段长度多样性)技术分析蓝藻群落结构和多样性变化。共得到87个不同的T-RFs(末端限制性酶切片段),表明太湖蓝藻具有丰富的基因多样性。T-RF相对丰度和聚类分析结果表明,太湖蓝藻群落结构在垂直空间上相似性较高,相似度 > 50%;在水平空间,与Microcystis spp.对应的信号峰在8个采样点均为最强峰(相对丰度为17.7% 47.5%)。竺山湾蓝藻多样性最低,西太湖最高,但其余采样点间蓝藻群落和Shannon多样性指数没有显著差异(P>0.05)。Microcystis相对丰度与Shannon多样性指数呈显著负相关(皮尔逊相关系数为-0.958)。在时间尺度上,相似性分析(Analysis of similarity,ANOSIM)结果显示太湖蓝藻群落结构存在极显著差异( P<0.01) 。春季复苏时蓝藻多样性最高,秋季衰亡时最低。聚类分析表明样品聚成两大特征类群,秋季衰亡时样品独自聚为1支,而春季复苏期和冬季越冬期样品彼此混杂。     

轮叶黑藻浸提液对蓝藻水华的抑制作用

探讨了大型沉水植物轮叶黑藻[Hydrilla verticillata（Linn．f）]浸提液对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）以及池塘混合藻类的抑制作用。结果表明：轮叶黑藻浸提液不仅对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,而且对池塘复合藻类也有不同程度的抑制作用。该项研究不仅培养了学生的科研创新能力,系统地掌握了藻细胞的培养、显微镜的使用、藻细胞的计数、叶绿素a含量的测定等方法．而且对于蓝藻水华的预防控制还具有较重要的理论与应用意义。