铀对两种小球藻生长和光合作用的影响

为了探究铀对藻类生长及光合作用的影响,筛选新的基于光合作用的水体铀污染生态风险评价指标,本试验采用不同浓度铀（0、0.5、1、5、10、20mg U·L-1）分别处理普通小球藻(Cholorella vulgaris)和黄龙普通小球藻两种来自不同生境的微藻,在处理后的第3、5、7、10、14d进行相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等指标的测定。结果表明：（1）0.5mg·L-1低浓度铀处理显著促进两种小球藻的生长和光合作用效率,表现为两种微藻的相对生长速率、光合放氧速率、光系统II最大光化学量子产量Fv/Fm、实际光化学量子产量Y（Ⅱ）、相对电子传递速率rETR等叶绿素荧光参数等指标均显著高于对照, 而5-20 mg·L-1高浓度铀处理则显著抑制两种小球藻的生长和光合作用;（2）黄龙普通小球藻比普通小球藻对铀处理更敏感,在1mg·L-1处理浓度下生长与光合作用就受到显著抑制,可以用来作为水体铀污染生物监测的指示生物;（3）回归分析表明,不同浓度铀处理下,叶绿素荧光参数Y(II)和rETR的响应速度快于相对生长速率、光合放氧速率、叶绿素含量和Fv/Fm等指标的变化,可以作为水体铀污染生态风险评价的敏感指标。     

沉水植物浸提液组分对三种常见附植藻类生长的影响

采用长江中下游湖泊典型沉水植物乡土种轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)和外来种伊乐藻(Elodea nuttallii)、水盾草(Cabomba caroliniana)叶片浸提液的组分:N-苯基-2-萘胺(4种沉水植物均有)、苯丙酮(伊乐藻特有)和苯并呋喃(水盾草特有),研究不同物质种类及浓度对3种附植藻类:普通小球藻(Chlorella vulgaris)、斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)和四尾栅藻(S.quadricanda)的相对生长率、藻细胞浓度、叶绿素含量等生长指标的影响。结果表明:3种物质均显著降低斜生栅藻和普通小球藻的细胞浓度以及叶绿素含量,对四尾栅藻生长的抑制较弱。3种附植藻类生长指标对不同物质浓度及处理时间的响应存在显著差异,呈现低浓度促进、高浓度抑制现象,随时间推移藻类显示出明显的生长趋势。物质作用效果:苯丙酮苯并呋喃N-苯基-2-萘胺,表明外来种沉水植物叶片浸提液中特有物质具有较强的抑藻效应。     

绞股蓝提取液对蛋白核小球藻的化感效应及影响机理研究

以中草药植物绞股蓝[Gynostemma pentaphyllum(Thunb.) Makino]为化感供体材料,研究其不同浓度的提取液(0、5、10、25、50 g/L)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidesa)生长及生理生化特征的化感效应。结果表明:(1)绞股蓝提取液对蛋白核小球藻生长均具有抑制作用,其抑制作用随提取液质量浓度增大和培养时间延长均呈增强趋势,且25 g/L绞股蓝提取液培养15 d时的抑制率达到最大(79.41%)。(2)各浓度绞股蓝处理组蛋白核小球藻细胞内的叶绿素a含量均低于对照组,且随着提取液浓度升高以及处理时间延长叶绿素a含量较对照的降低量越多,表明蛋白核小球藻光合作用受到的影响也越大。(3)绞股蓝处理组蛋白核小球藻细胞的膜透性(吸光度OD_(264))显著高于对照,且膜透性随着提取液浓度增大而增强;高浓度提取液处理下,藻细胞内部的可溶性蛋白质(OD_(280))及核酸(OD_(260))含量均显著高于对照,且随着处理时间延长,细胞膜透性增大,细胞内部的可溶性蛋白质及核酸向胞外渗透增多。研究发现,绞股蓝提取液能够抑制蛋白核小球藻生长,并随着提取液质量浓度增大而增强;绞股蓝提取液能促进藻细胞叶绿素分解、增加细胞膜透性,引起可溶性蛋白质和核酸向胞外渗透量升高,导致藻细胞结构受损,代谢功能紊乱,从而达到化感抑制作用。     

CO2／盐冲击对小麦幼苗呼吸酶活性的影响

以不同抗盐小麦 (Triticum aestivum L.)为材料 ,研究了 CO2 /盐冲击对幼苗生长状况、叶绿素含量、光呼吸和三羧酸循环 (TCAC)关键酶活性的影响。结果表明 :Na Cl抑制小麦生长 ,而 CO2 促进生长 ,这种效应盐处理植株比非盐处理植株明显 ;Na Cl降低叶绿素含量 ,CO2 可使其轻微提高 ;盐对普通小麦TCAC中的异柠檬酸脱氢酶 (IDH)、琥珀酸脱氢酶 (SDH)、苹果酸脱氢酶 (MDH)和光呼吸中的乙醇酸氧化酶 (GO)、羟基丙酮酸还原酶 (HPR)有刺激作用 ,CO2 则抑制它们的活性。抗盐小麦对 CO2 /盐冲击的反应与普通小麦有差别。结果可以说明 ,CO2 能够减轻 Na Cl对植物的毒害效应     

几种化学物质对小球藻生长和蛋白含量的效应

研究了不同有机和无机碳源及生长素对小球藻生长量及叶绿素和蛋白质含量的效应。葡萄糖、蔗糖、乙酸钠和碳酸氢钠及萘乙酸均能提高小球藻的生长量和叶绿素含量,对小球藻具有明显的促生效应。培养基加入乙酸钠和萘乙酸小球藻细胞蛋白质含量由对照的43．4％提高到46．9％和52．5％。     

外源NO对酸雨胁迫下龙眼幼苗生理特性的影响

研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对pH3.0酸雨胁迫下龙眼幼苗叶绿素含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响.结果表明:酸雨胁迫下,龙眼幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,叶绿素、蛋白质和可溶性糖含量下降,丙二醛含量升高,呈现出一定的毒害效应.外源NO对酸雨胁迫下龙眼幼苗的生理代谢的作用具有双重性,0.1 ～0.5.mmol·L-1SNP显著提高叶绿素、可溶性糖和蛋白质含量,增强SOD、POD和CAT活性,降低丙二醛含量;其中0.5 mmol·L-1 SNP处理效果最好,叶绿素、可溶性糖和蛋白质含量分别比单独酸雨胁迫处理增加了76.0％、107.0％和216.1％,SOD、POD和CAT活性分别提高150.0％、350.9％和97.1％,丙二醛含量降低了46.4％.低浓度外源NO能通过刺激抗氧化酶活性来清除活性氧,减轻氧化胁迫,缓解酸雨胁迫对龙眼幼苗的毒害作用;而高浓度外源NO对酸雨胁迫的缓解作用减弱.     

多环芳烃(萘)与聚苯乙烯微球联合对普通小球藻的急性毒性效应

为了解多环芳烃类污染物与微塑料的联合毒性效应, 实验通过检测藻密度、叶绿素a含量(Chl.a)、总蛋白(TP)、丙二醛含量(MDA)、过氧化氢酶活性(CAT)和超氧化物歧化酶活性(T-SOD)等指标, 探究了环境中持久型污染物萘(Nap)和5 μm聚苯乙烯微塑料(MPs)联合胁迫对普通小球藻96h的急性毒性效应。结果表明: Nap和MPs单独和联合胁迫时对普通小球藻均有抑制作用, 单独胁迫时最高抑制率分别为68.26%和57.40%, 联合胁迫时最高抑制率为52.05%; 对Chl.a也均产生抑制作用, 与藻密度呈现出较好的一致性。在单独及联合胁迫下, TP含量均显著下降, MDA含量均显著上升。Nap单独胁迫时CAT和T-SOD活性均呈显著下降趋势; MPs单独胁迫和联合胁迫时, CAT和T-SOD活性均先上升后下降, 且联合胁迫实验组最终CAT和T-SOD活性均显著高于对照组。Nap和MPs对普通小球藻的EC₅₀-96h分别为81.35和383.3 mg/L, Nap较MPs对普通小球藻的毒性更强; Nap和MPs(毒性单位比1﹕1)对普通小球藻的EC₅₀-96h为1.320 TU, 联合毒性效应表现为拮抗作用。可见, MPs的存在降低了Nap的毒性, 在短期内体现出一定的保护作用。     

五价砷胁迫处理对普通小球藻的急性毒性效应

为探究重金属砷在水域生态系统中的毒性作用及机制,以典型浮游植物指示种普通小球藻(Chlorella vulgaris)为试验对象,通过设置不同浓度As⁵⁺(0、0.1、0.5、1、1.5和2 mg/L)研究其对普通小球藻的藻密度、叶绿素a含量、细胞膜通透性、蛋白(TP)含量、活性氧自由基(ROS)含量、丙二醛(MDA)含量、总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化歧化酶(T-SOD)活性、三磷酸腺苷酶(ATP)活性和超微结构的影响。研究结果表明,在96h胁迫内,各浓度As⁵⁺处理组对普通小球藻的生长均有抑制作用,其中2 mg/L处理组抑制率最高,为52.9%,96h-IC50为1.94 mg/L。各处理组对藻细胞Chl.a含量也均有抑制作用,其中2 mg/L处理组最低,仅为对照组的31.4%。As⁵⁺浓度为1.5和2 mg/L时,藻细胞TP和ATP含量显著降低, MDA含量为对照组的2倍和2.6倍,细胞膜通透性高于对照的1.7倍和2倍。2 mg/L处理组ROS含量显著增加,为对照组的4.0倍,刺激藻细胞产生氧化应激, T-A...     

Ce3+对Cu2+胁迫下菹草叶片Cu毒害的缓解效应研究

在6种不同浓度的铈(C e3 )对0.1 m g.L-1的Cu2 毒害下,研究了菹草叶片中保护酶SOD、POD、CAT的活性,活性氧H2O2,膜脂过氧化产物M DA含量及叶绿素含量等的变化及影响.结果表明,在9~12 d之内,7.5 m g.L-1以下的C e3 可以增强SOD、CAT、POD活性,降低M DA的含量,提高叶片中叶绿素和可溶性蛋白含量,从而减轻Cu2 对菹草植物体的伤害.而随着C e3 作用时间的延长和浓度的增大,C e3 的缓解作用不断减弱,C e3 和Cu2 产生协同效应,加重毒害.本实验结果认为,5~7.5 m g.L-1的C e3 缓解菹草叶片Cu2 毒害效果最好.     

外源水杨酸对酸雨胁迫后龙眼幼苗生理特性恢复的影响

以龙眼幼苗为材料,研究酸雨胁迫(pH 3.0)后不同浓度外源水杨酸(0、0.1、0.5、1.0和2.0 mmol·L-1)对龙眼幼苗生理特性的影响.结果表明:酸雨胁迫后龙眼幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,叶绿素、蛋白质和可溶性糖含量下降,丙二醛含量升高,龙眼幼苗显示出毒害效应.0.1 ～1.0mmol·L-1外源水杨酸显著提高龙眼幼苗叶绿素、可溶性糖和蛋白质的含量,增强SOD、POD和CAT活性,降低丙二醛含量,减少幼苗所受氧化伤害的程度;其中0.5 mmol· L-1水杨酸处理效果最好,叶绿素、可溶性糖和蛋白质的含量分别比单独酸雨胁迫处理植株增加了62％、105％和177％,SOD、POD和CAT活性分别提高144％、440％和132％,丙二醛含量降低了35％;而2.0 mmol·L-1水杨酸却起到相反的作用.可见,低浓度水杨酸(0.1～1.0 mmol·L-1)能通过刺激龙眼抗氧化酶活性,减轻氧化胁迫,缓解酸雨胁迫后的毒害作用,而高浓度水杨酸(2.0 mmol·L-1)对龙眼幼苗的缓解作用下降.     

萘及其衍生物对普通小球藻的毒性效应

本文研究了萘及其衍生物(萘、1-萘酚、2-萘酚和1-萘胺)对普通小球藻的生长、叶绿素含量、光合强度和呼吸强度的影响。萘、1-萘酚和1-萘胺在低浓度下能促进普通小球藻的生长,高浓度则抑制藻的生长;2-萘酚在实验浓度下都抑制藻的生长。萘、1-萘酚、2-萘酚和1-萘胺的96hEC_(50)分别为98.06、11.87、13.39和6.95mg/L。萘及其衍生物对叶绿素含量和光合强度的影响比对生长的影响强,而对叶绿素含量的影响又比对光合强度的影响强。可以这样认为:萘及其衍生物对普通小球藻生长的抑制是通过抑制藻叶绿素a的形成,进而降低光合强度实现的。低浓度的萘和1-萘酚增强普通小球藻的呼吸强度,而高浓度则减弱;与此相反,低浓度的2-萘酚对藻的呼吸强度影响不大,高浓度能显著增强;在实验浓度下的1-萘胺使藻呼吸强度明显减弱,但随着时间的推移,呼吸强度出现回升,且高浓度回升较快。     

氧化铝气体分布器应用小球藻培养的研究

光生物反应器设计中,气体分布器对微藻生长有较大的影响,尤其是在鼓泡式光生物反应器中更为显著。实验考察了采用氧化铝烧制的多孔气体分布器的5L鼓泡式光生物反应器中通气速率、CO₂ 浓度对小球藻LICME002生物量、叶绿素含量、油脂积累的影响。对该气体分布器下的CO₂浓度和通气速率对小球藻的作用机理进行了初步的探讨。结果表明,CO₂浓度为3%时,该株微藻生物量、叶绿素、油脂积累的最佳;CO₂浓度超过6%时各项指标显著下降。通过对0.1vvm,0.4vvm,0.7vvm、1.0vvm的通气速条件下的各项指标的分析,确定最佳通气条件为0.4vvm。结论显示,在最佳通气速率和CO₂浓度下,微藻生物量能达到1.52g/L,油脂含量达到31.5%。     

谷氨酸对异养培养小球藻生长的影响

在不添加其他氮源的小球藻异养培养基中,谷氨酸可促进小球藻的生长,但基本不增加叶绿素的合成;在以铵盐为氮源时,谷氨酸可明显促进小球藻对铵盐的利用,促进小球藻生物量增加和叶绿素合成;在以硝酸盐为氮源时,谷氨酸可增加小球藻的生物量,对叶绿素含量无明显影响。     

普通小球藻对不同浓度镉胁迫的生理应答

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究材料探讨不同镉浓度对小球藻生理生化特性的影响。研究结果表明: 在5—40 μmol/L的Cd2+胁迫下, 普通小球藻的蛋白质、多糖和叶绿素含量均表现为随着Cd2+浓度的增加呈现逐渐增加的趋势, 30 μmol/L略高于对照组后又逐渐降低; 小球藻细胞中SOD活性及过氧化氢(H₂O₂)含量表现出先增加后减弱的趋势, 35 μmol/L时达到最大; 而小球藻中MDA含量随着Cd2+浓度的升高一直增加。这说明在重金属镉胁迫下小球藻会通过不同的生理应答来维持自身的正常生长代谢。     

小球藻细胞壁缺陷型突变体的筛选及转化系统的建立

由于高效、稳定遗传转化系统的缺乏,小球藻遗传改良以及油脂代谢机理的研究等工作难以进行。研究旨在通过筛选获得小球藻Chlorella vulgaris细胞壁缺陷型突变体,在此基础上建立其转化系统。首先通过紫外诱变获得小球藻Chlorella vulgaris的突变体库,基于细胞壁缺陷型突变体在1% Triton X-100处理后叶绿素会释放到上清中的原理,利用酶标仪高通量地从约4000个突变体中筛选获得10株细胞壁缺陷的小球藻。同时以小球藻内源性-tubulin的启动子和终止子作为启动子和终止子,以AphⅧ (Aminoglycoside 3'-Phosphotransferase type Ⅷ)作为报告基因构建了转化载体pHK203。通过优化电转缓冲液组分和电击参数,确定了细胞壁缺陷型突变体CWD-3的最佳转化条件,即2 g pHK203,ddH2O作为电转缓冲液,1500 V,525 ,50 F的电击条件下,转化效率可达到40个转化子/g DNA。研究为小球藻Chlorella vulgaris的油脂代谢通路和遗传改良提供了技术基础,同时由于可降低破壁成本,筛选获得的细胞壁缺陷型突变体适于工业化生产小球藻藻粉。     

不同磁处理方式对小球藻生长的影响

目的：利用恒定均匀磁场研究了不同磁处理方式和磁感应强度对小球藻生长的影响,探索磁处理技术应用于微藻培养的可能。方法：用t检验考察静止磁处理、循环磁处理和磁处理水三种不同的磁处理方式对小球藻生长的影响。结果：静止磁处理和循环磁处理分别在5．15mT和10．35mT范围促进小球藻生长,并且随磁感应强度增强分别从45mT与200mT开始表现出显著抑制生长作用．相同的磁感应强度下静止磁处理比循环磁处理的影响显著。未发现磁处理水对小球藻的生长有显著影响。结论：不同的磁处理方式对小球藻生长有不同的刺激与抑制的强度闽值;0．8T和1．2T磁感应强度处理下比生长速率下降的差别并不明显,说明磁处理的影响在此强度范围趋于稳定;磁处理水无显著影响说明磁场直接对小球藻细胞产生影响。     

不同光质对小球藻光自养培养积累油脂的影响

研究了5种光质对小球藻(Chlorella vulgaris)M209256生长和产油的影响。结果表明:蓝光为小球藻的最适生长和产油光质;与其他光质相比,蓝光培养的小球藻生物量和油脂含量均较高,为2.40×107个/mL和28%;红光培养的小球藻生长最慢且油脂含量最低,为1.32×107个/mL和15.13%,表现出明显的"红降"现象。在GCMS分析的基础上,对油脂甲酯化后的十六烷值进行评估,结果发现:蓝光的十六烷值最高;5种光质培养的小球藻所产油脂,甲酯十六烷值均在47以上。因此,小球藻油脂所制备的生物柴油具有较好的燃烧性能。     

普通小球藻对嗪草酮、骠马和甲草胺的敏感性研究

通过96h的毒性实验,研究了普通小球藻对3种不同作用机制农田常用除草剂嗪草酮、骠马和甲草胺的敏感性．结果表明。在实验条件下,嗪草酮、甲草胺对普通小球藻的毒性随时间的推移有加重趋势。并呈现很好的剂量效应关系;最高抑制生长浓度(嗪草酮0．24mg·L^-1,甲草胺12．8mg·L^-1)处理组的最大比增长率分别为对照组的12．38％和31．58％;骠马低浓度对普通小球藻的抑制作用不明显,并呈一定的生长促进效应,0．08mg·L^-1浓度组普通小球藻最大比增长率为对照组的111．44％,而高浓度则具有明显的生长抑制作用,并随时间推移,毒性逐渐减弱．嗪草酮、骠马和甲草胺的96hEC50分别为0．021、0．937和5．54mg·L^-1．普通小球藻对嗪草酮最敏感。其次为骠马和甲草胺．3种除草剂在实验条件下对普通小球藻叶绿素a含量的影响和对普通小球藻生长的影响相似。表现出较好的剂量．效应关系．     

Bioenergetic analysis of mixotrophic growth in Chlorella vulgaris and Scenedesmus acutus

The specific growth rate of Chlorella vulgaris in the presence of glucose (mixotroph) was always larger than that in autotroph when the light intensity was less than 10 klux. However, Scenedesmus acutus behaved differently, i.e., when the light intensity was more than 6 klux, the specific growth rate in mixotroph became smaller than that in autotroph. Cellular contents of chlorophyll a and b in Scenedesmus acutus that deteriorated more markedly in mixotroph than those of Chlorella vulgaris could account for these different growth behaviors. In other words, mechanisms relevant to the photosynthesis and the oxidative phosphorylation of glucose seem to function independently with respect to Chlorella Vulugaris.