微型化学实验的发展及其意义

近10年来,微型化学实验日益受到国内外化学界的重视,微型化学实验设计亦得以迅速发展.微型化学实验具有设计新颖、现象明显、节约试剂和仪器开支等优点。     

用微型生物群落评价常德市水系的研究

本文应用PFU法对常德水系四季微型生物群落的结构和功能进行了分析。根据MacArthur-Wilson平衡模型提出了3个功能参数,测定了微型生物的2个结构参数。同步进行了16个站四季的水质分析,提出化学综合污染指数(P)。经统计学处理,P和微型生物群落的HI、S_(eq)、G、T_(90％)等指数均呈显著性相关。物种多样性(d)也在一定程度上反映出城市水体的不同污染程度。再次证明PFU微型生物监测方法的科学性,为生物监测提供了快速、经济、正确的新方法。     

罗非鱼对微型生态系统浮游生物群落和初级生产力的影响

本文报道罗非鱼不同放养密度对淡水微型生态系统结构与功能影响的部分研究结果。罗非鱼的捕食使微型生态系统中浮游动物密度下降,引起浮游植物密度、初级生产力和P/R系数的增长,同时使水柱透明度降低而pH值增高,以致于实验后期微型生态系统具有典型的富营养化水体的特征。就罗非鱼放养密度不同的微型生态系统而言,虽然其浮游生物密度和P/R系数存在显著的组(或部分组)间差异,但不同密度组的初级生产力水平和最终的理化状况相差不大,并且罗非鱼的收获量甚为接近。因此,实验条件下微型生态系统的群落结构和代谢的变化,按照营养级联假说不能很好地予以解释,表明微型生态系统是由捕食(下行影响)和理化因素(上行影响)共同调节或控制的。根据微型生态系统的实验结果推断,放养较大密度的罗非鱼,将会加速营养物负荷较高的天然水域富营养化的进程。     

有机氯污染物在白洋淀PFU微型生物群落的富集

应用PFU法在白洋淀4个采样点采集微型生物群落,分析了PFU原生动物的群集过程,并利用气相色谱法首次在白洋淀微型生物群落中检测了OCPs和PCBs.结果表明:(1)在白洋淀的4个采样点的微型生物群落中均检测出OCPs和PCBs,表明白洋淀已受到上述污染物的污染.(2)河口附近的2个采样点微型生物群落中的POPs含量高于湖泊中心区.(3)从微型生物群落特征和群落中的POPs含量来看,府河污染对白洋淀的影响较大.应用PFU微型生物群落监测POPs污染物的优点在于取样方便,同一份样品既能获得生物群落结构的数据,又能获得化学污染物富集水平的数据.     

流式细胞仪在微型浮游植物生态学中的应用

微型浮游植物是水域生态系统中的初级生产者 ,是海洋生态系统存在的基础。习惯上浮游植物根据其粒径大小有分为小型浮游植物 (ｍｉｃｒｏ - ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ ,>2 0ｕｍ) ,微型浮游植物 (ｎａｎｏ - ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋ ｔｏｎ ,<2 0ｕｍ ,>2ｕｍ )和超微型浮游植物( ｐｉｃｏ - ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ ,<2ｕｍ )三类[13 ] 。本文将后两类统称为微型浮游植物。在早期的多数研究中 ,检测技术和方法落后 :譬如测定水域中的生物量和叶绿素ａ含量常用的拖网方法 ,几乎丢失了所有的微型浮游植物 ;即使是实验室内常用 0 .45ｕｍ…     

夏季胶州湾微型浮游动物摄食初步研究

2002年6月至7月间对胶州湾内、外和港口3个典型站位进行了微型浮游动物对浮游植物的摄食研究．按陆基半现场方式进行了4次稀释法实验,对湾外相同的站位进行了两次实验,对湾内和港口各进行了一次实验,获取了研究站位浮游植物和微型浮游动物种类、丰度、体积转换浮游植物碳含量、碳／叶绿素比率、浮游植物净生长率、微型浮游动物摄食率、对潜在初级生产力的摄食压力、对浮游植物现存量的摄食压力以及碳摄食通量等参数．湾外和湾内站位的浮游植物组成相似,优势种为新月柱鞘藻(Cylindrotheca closterium)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum),港口浮游植物优势种类为中肋骨条藻、浮动湾角藻(Eucampia zodiacus)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)．湾外微型浮游动物的优势种为百乐拟铃虫(Tintinnopsis beroidea),而在湾内为百乐拟铃虫和急游虫(Strombidium sp．),港口主要为急游虫,也有少数的百乐拟铃虫．微型浮游动物对浮游植物的摄食率和对潜在初级生产力的摄食压力,在湾内最高,其次在湾外,港口最低．微型浮游动物对浮游植物的摄食率,在湾外,分别为0．96和1．20d^-1,在湾内为1．33d^-1,在港口为0．36d^-1．微型浮游动物对潜在初级生产力的摄食压力,在湾外,分别为74％和84％,在湾内为93％,在港口为53％．微型浮游动物的碳摄食通量在港口最高达到281mgC·m^-3·d^-1,在湾内为102mgC·m^-3·d^-1,在湾外最低范围在31～49mgC·m^-3·d^-1．浮游植物的细胞大小和两种微型浮游动物的摄食习性的不同是造成研究站位微型浮游动物摄食率和摄食压力不同的主要原因．同世界其它内湾相比,胶州湾微型浮游动物的摄食压力处于中等水平。     

珠江浮游真核微型生物分子多样性及其与水环境的关系

文章分别在丰水期和枯水期于珠江广州段和西江广东段43个样点采集水样, 基于末端限制性长度多态性分析, 研究了珠三角地区珠江水体的浮游真核微型生物的分子多样性及其群落结构和水体理化因子的关系。结果表明, 西江广东段及珠江广州段水体氮和磷严重超标, 水质状况堪忧。枯水期样本浮游真核微型生物香农威尔多样性指数普遍高于丰水期样本, 西江广东段样本浮游真核微型生物多样性指数普遍高于珠江广州段样本。不同水期, 不同区域的浮游真核微型生物群落结构均存在显著差异。珠江样点的浮游真核微型生物群落结构均与化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷高度相关; 但不同水期、不同区域的浮游真核微型生物群落结构与理化因子相关系数有所差异。此外, 分别筛选出了1个、8个末端限制性片段代表了潜在的敏感(Cystobasidium sp.或Protostelium nocturnum)、耐污(Acanthamoeba hatchetti、Babesia bicornis、Blastocystis sp.、Botryosphaerella sudetica、Candida caryicola、Coccomyxa simplex、Cryptomonas ovata、Filos agilis、Stenophora robusta、Sulfonecta uniserialis、Theileria sp.等)物种/类群。     

通过微型细胞转入外源染色体的研究

通过微型细胞与整个细胞融合的方法,将小鼠B82HTQ_2细胞(TK~-)的三条染色体导入到小鼠PG19细胞(HGPRT~-)中去,被导入的X染色体使PG19细胞恢复了HGPRT功能。经过连续6个月的体外培养和小鼠体内接种实验证明,这三条外源染色体在宿主PG19细胞里是相当稳定的。用细胞分类器进行的荧光抗体分析表明,杂交细胞M_(?-1)没有亲本B82HTQ_2细胞特有的膜表面抗原H-2~k,这就证明了用微型细胞作为媒介物,可以在不引入外源主要组织相容性抗原基因(MHC)的情况下,实现基因的互补和导入新的遗传物质。本文还介绍了诱导产生B82HTQ_2微核化细胞的最适宜条件、微型细胞的制备和纯化系统以及对微型细胞表面结构的扫描电镜观察结果,并对M_(?-1)细胞的致癌性进行了初步的讨论。     

虾塘养殖中后期微型浮游动物的摄食压力

2008年8月底到10月初,用现场稀释法对虾塘中≤200 μm、≤100 μm和≤20 μm 3个粒级的微型浮游动物对浮游植物的摄食压力进行了研究。共进行了三次培养实验,结果表明：浮游植物的生长率为0.0834～0.4498 d-1,微型浮游动物的摄食率为0.1212～0.2998 d-1,微型浮游动物摄食率对浮游植物生长率比值(g:k)为0.4271～3.4901,占浮游植物现存量的11.41%～25.90%,对初级生产力的摄食压力为48.20%～314.69%。≤20 μm微型浮游动物的摄食率、对浮游植物现存量和初级生产力的摄食压力,占微型浮游动物(≤200 μm)的相关比例范围为73.85%～97.69%、76.67%～97.91%、78.87%～98.59%。这表明≤20 μm微型浮游动物比≥20 μm的微型浮游动物在对虾养殖中后期虾塘能量流动和物质循环方面起到更重要的作用。     

实验动物替代研究进展

随着科学的进步与实验动物伦理管理的完善,动物实验的减少(reduction)、替代(replacement)和优化(refinement)的3R原则日益被研究人员接受。实验动物替代的方法主要是用低等动物代替高等动物和用组织细胞或用计算机模拟等新方法代替实验动物。生物材料、基因编辑和微型生理系统等新技术,推动了脏器芯片(organ-on-a-chip)和微器官培养(organoid cultures)等3D培养技术在实验动物替代中的应用。与传统方法相比,这些技术不仅可以用于毒理评价,还可以用于建立疾病模型来研究疾病发病过程,在阐明非遗传性疾病和复杂性疾病的发病机制方面具有优势,可以大幅减少实验动物的使用量,具有很好的应用前景。现对实验动物替代发展及其部分进展进行介绍。     

长江口外海域微型和小型底栖生物群落结构和时空变化

利用DAPI荧光计数法和Ludox-QPS方法并结合环境因子的分析,研究了2010年和2011年夏季(7月)及秋季(11月)长江口至济州岛沿线的CJ断面沉积物中的微型及小型底栖生物的组成、丰度和生物量及分布特点。结果表明,表层5 cm沉积物中,细菌(108个/cm3)、蓝细菌(106个/cm3)、自养(106个/cm3)和异养微型鞭毛虫(105—106个/cm3)的丰度较其他类群高3个数量级以上;细菌(19—24μg C/cm3)、自养(13—31μg C/cm3)和异养(5—44μg C/cm3)微型鞭毛虫的生物量明显较蓝细菌(1—2μg C/cm3)、小型底栖生物(0.9—1μg C/cm3)、纤毛虫(0.04—0.2μg C/cm3)、异养小鞭毛虫(0.02—0.08μg C/cm3)及硅藻(0.001—0.008μg C/cm3)高。除细菌和蓝细菌外,2011年微型底栖生物和小型底栖生物各类群的丰度和生物量大多高于2010年,且大多为秋季高于夏季。发现的166种纤毛虫中,肉食性纤毛虫所占现存量的比例最大,菌食性次之,藻食性和杂食性最小;肉食性纤毛虫在秋季所占比例高于夏季,而菌食性则相反。统计分析表明,微型底栖生物丰度和生物量年度间具有极显著差异,基于物种-丰度的纤毛虫群落结构年度间呈极显著差异,而小型底栖生物则未见显著差异。微型和小型底栖生物各类群夏季和秋季的分布受多因子而非单一环境因子的影响,长江冲淡水对该断面的微型和小型底栖生物的影响不显著。对微型底栖生物各类群及水体中相应类群的比较分析表明,该海域的微型底栖生物具有明显的数量和功能重要性。     

微型生物群落eDNA-PFU监测

微型生物群落在水生态系统中起着至关重要的作用, 是水生态系统食物链的关键环节, 其结构和功能可以很好地反映不同生境的水质特征。《水质 微型生物群落监测 PFU法》是我国首个生物监测国家标准, 被证明是一种快速、经济、准确的监测方法。然而, 由于PFU法对专业知识要求较高、费时耗力且不易标准化, 严重阻碍了该方法进一步的推广与应用。近年来, 环境DNA(eDNA)技术的快速发展突破了微型生物形态鉴定的瓶颈, 能高效、准确地鉴定出水环境中包括微型生物在内的各种水生生物。为此, 文章提出微型生物群落eDNA-PFU法, 即基于eDNA技术改进的PFU法, 对微型生物群落进行监测。为了对eDNA-PFU法进行验证, 文章针对武汉东湖水体中的原生动物群落开展了预实验, 结果表明eDNA-PFU法较传统PFU法覆盖度与灵敏度均更高, 可以真实、全面、准确地揭示水体中微型生物群落结构特征。因此, 基于eDNA-PFU法的微型生物群落监测有望为湖泊、河流、水库等水体的生态考核提供新一代的生物监测标准。     

流式细胞术在富营养淡水湖泊微型浮游植物细胞中的应用

应用流式细胞术(FCM)对一个富营养化淡水湖泊表、底层微型浮游植物细胞进行了初步研究。研究结果表明：流式细胞术可快速、多参数区分3种不同类群微型浮游植物。微型浮游植物细胞在表、底层占50μm以下微型颗粒物数量比例分别为21．08％、17．87％,在不同水层,微型浮游植物的优势类群及数量也不同。流式细胞术大大提高了淡水微型浮游生物研究监测水平。     

不同化学型樟树叶挥发性成分组成的多变量分析

为明确不同化学型樟树(Cinnamomum camphora)叶挥发性成分的异同,以5种不同樟树叶的25个样本为实验材料,采用静态顶空-气相色谱-质谱联用法(SHS-GC-MS)研究了其挥发性成分组成,并运用主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)和判别分析(DA)等对不同化学型樟树叶挥发性成分组成进行了多变量分析。研究结果表明,不同化学型樟树叶的挥发性成分共有8种:β-芳樟醇、莰烯、β-愈创木烯、γ-松油烯、α-侧柏烯、2-乙基呋喃、α-石竹烯和大牛儿烯;不同化学型樟树叶的挥发性化合物种类和含量存在显著差异。检测出的平均化合物数量分别为52(异樟)、40(脑樟)、37(油樟)、34(芳樟)和33(龙脑樟)。主成分分析提取了3个主成分因子,累计贡献率达到86.40%。聚类分析和判别分析结果表明,其中的12种挥发性成分能够对5种化学型樟树进行较好的区分,准确率分别为96%和100%。实验结果说明,这12种挥发性成分可以较好地用于樟树化学型分类。     

香港水域夏季微型浮游动物摄食研究

20 0 0年 8月在香港牛尾海 ( A站 )和龙鼓水道 ( B站 )的 2个典型站位采样 ,用半现场的稀释法研究了夏季香港水域浮游植物的生长率和微型浮游动物对浮游植物的摄食压力等。结果表明 :A、B站浮游植物主要以硅藻为主 ,但 A站甲藻比重比 B站要高。A站 <5 μm的微型浮游植物比 B站要少 ,从细胞大小上 B站的浮游植物更易被微型浮游动物所摄食。A站微型浮游动物类群主要以异养鞭毛藻为主 ,而 B站为砂壳纤毛虫 ,其细胞丰度分别为 770和 62 0 ind./L。 A、B站浮游植物碳 /叶绿素 a浓度比率分别为 2 7.1 5和88.66。 A站浮游植物的内禀生长率相似于 B站 ,分别为 1 .0 4和 0 .98d- 1。浮游植物在 A站的净生长率是0 .33d- 1,而在 B站则出现了负增长 ,其净生长率是 - 0 .5 8d- 1。微型浮游动物在 A、B站的摄食率分别为0 .71和 1 .5 6d- 1,摄食压力分别占到了浮游植物现存量的 1 43.7%和 2 0 9.7% ,初级生产力的 78.6%和1 2 6.6% ,对浮游植物碳的摄食率分别达到 35 1和 5 5 2 μg C/( L·d)。A站的浮游植物生长要高于 B站 ,B站的微型浮游动物摄食压力要明显高于 A站。与其它海区比较香港水域微型浮游动物摄食压力处于中等水平。黑暗长时间培养实验的结果表明此水域微型浮游动物摄食率稀释法实验应在适量添加营养盐并在     

养殖水体中的微型裸腹溞对高浓度鱼类化学信息素的反应:以生命表研究为例

本文通过研究微型裸腹溞的生活史,探讨了当东湖养殖的鲢鳙密度进一步增大时,它们释放的化学信息素对微型裸腹溞的间接作用,同时也讨论了微型裸腹溞在高密度鱼类捕食下种群能够延续的可能机制。在淡水生态系统中,无视力的生物能通过化学物质的交流来感知环境中的捕食压力,从而作出相应的调整策略。本研究结果显示高浓度的鱼类化学信息素对微型裸腹溞的生活史并没有显著影响,意味着微型裸腹溞有可能通过与该鱼类的长期共存而适应了这类物质。但是我们的结果与前人的相比还是存在着很大的差异,尤其是明显提高的总的后代数、平均怀卵量和内禀增长力;另外短的世代时间、小的初次繁殖时的体长和年龄有可能也是微型裸腹溞在高密度鱼类捕食压力下占优势的良好证据。     

中华哲水蚤(Calanus sinicus)对浮游植物和微型浮游动物的摄食速率估算

2005年4月27日至5月30日在东海有害藻华高发区的6个典型站位采样,结合稀释法实验和Frost的直接计量法研究了中型浮游动物对浮游植物和微型浮游动物群落的现场摄食速率,并对中华哲水蚤(Calanus sinicus)的食物组成、中型浮游动物和微型浮游动物对浮游植物群落的摄食压力进行了估算。研究结果表明春季调查区:中华哲水蚤对浮游植物的物种比摄食率介于0.01~8.43d-1,平均值为(2.72±2.14)d-1。中华哲水蚤对浮游植物的物种摄食速率介于0.05~838.23cells ind.-1d-1,平均值为(52.72±154.21)cells ind.-1d-1,对几种有害藻华原因生物的摄食速率较高。中华哲水蚤对浮游植物物种摄食速率具有食物密度依赖性,在低浮游植物丰度下,其摄食速率会随着浮游植物丰度的增加而增加,达到一定阈值后随着浮游植物丰度增加而逐渐降低。中型浮游动物群落对浮游植物群落碳摄食速率介于0.53~4.97ngC L-1d-1,平均值为(2.16±1.63)ngC L-1d-1。微型浮游动物对浮游植物群落物种平均碳摄食速率介于0.04~13.20ngC ind.-1d-1,平均值为(2.91±5.22)ngCind.-1d-1。微型浮游动物群落对浮游植物群落碳摄食速率介于61.07~8632.85ngC L-1d-1,平均值为(2801.01±4198.46)ngC L-1d-1。分析比较中型浮游动物和微型浮游动物对浮游植物现存量摄食压力表明,海区中微型浮游动物的摄食压力要远高于中型浮游动物,介于95.59%~99.98%,平均值为97.88%±2.33%。调查海区中型浮游动物还通过对微型浮游动物的摄食影响浮游植物生长。     

北海道黄杨微繁诱导培养研究

北海道黄杨适合我国北方寒冷、干旱地区栽培,观赏价值较高,微型繁殖可以在短期内获得大量优质苗木满足市场需求,北海道黄杨微型繁殖诱导培养基为MS+BA(KT)1.0mg/L+NAA(IBA)0.1mg/L。     

环境样本中微型和微微型浮游植物高通量测序的引物优化

分别以18Sr DNA的V4区和V9区为目标基因,采用高通量测序平台和生物信息学方法,分析海水样品中微型和微微型浮游植物多样性。利用在线分析软件对V4(F/R)、V9(F/R)和C4(F/R)3对引物的敏感性、特异性进行了评估和比较,发现自行设计的引物V4(F/R)对真核藻类的扩增特异性高于V9(F/R)和C4(F/R)。高通量测序结果显示,检测样品平均获得68834条原始序列,高质量数据占99%以上,获得基因注释的序列数达94%以上。3对引物V4(F/R)、V9(F/R)、C4(F/R)鉴定的平均微型/微微型浮游植物OTUs数分别为78、42、58,引物V4(F/R)鉴定效率相对较高,同时对细小微胞藻(Micromonas pusilla)、(金牛微球藻Ostreococcus tauri)、密球藻(Pycnococcus provasolii)、抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)等优势种检出频率高于引物V9(F/R)。相对已发表的2对引物,设计的引物V4(F/R)对海洋微型和微微型藻类多样性检测更为高效。     

微型月季愈伤组织诱导及植株再生

选取微型月季(Rosa hybrida)幼嫩离体叶片(叶龄12天)为外植体, 以MS为基本培养基, 研究不同配比的植物生长调节剂对愈伤组织诱导、不定芽诱导和生根培养的影响。结果表明: (1) 诱导愈伤组织的最佳培养基配比为1.0 mg·L^–16-BA+3.0 mg·L^–12,4-D, 诱导率为100%; (2) 6-BA在微型月季不定芽诱导中起着关键作用, 诱导不定芽产生的植物生长调节剂配比为1.0 mg·L^–16-BA +(0.05–0.5) mg·L^–1NAA+(0.02–0.2) mg·L^–1TDZ, 其中最适配比1.0 mg·L^–16-BA+0.1 mg·L^–1NAA+0.02 mg·L^–1TDZ的愈伤组织再分化率达到92.6%; (3) 生长素对微型月季的生根有重要影响, 以1/4MS+0.1 mg·L^–1NAA为生根培养基可获得100%的生根率。实验最终建立了微型月季组织培养和高频离体再生体系。