CO2浓度变化对拟柱胞藻生长与光合作用的影响

为了探讨大气CO₂浓度升高对水华藻类的影响,利用水华蓝藻-拟柱胞藻作为实验材料,研究了CO₂浓度升高对其生长生理和光合作用的影响,结果表明CO₂浓度升高,导致拟柱胞藻的生物量、最大光合放氧速率、光合效率显著增加。当CO₂浓度为700 mg/L以下,暗呼吸速率和光饱和点无明显影响,而CO₂浓度为1000 mg/L时,暗呼吸速率和光饱和点显著提高。随着CO₂浓度增加,藻细胞光合作用对无机碳的亲和力降低,同时胞外碳酸酐酶活性显著下降。这表明大气CO₂浓度的增加,有利于拟柱胞藻的生长和光合,进而增加了水华发生的风险。     

温度、光照、盐度与pH 对淡水蓝藻拟柱胞藻生长的影响

拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii)是近年来发现能够引起水华的一种优势淡水蓝藻, 可产生蓝藻毒素,由其引发的水质危害已逐渐引起人们的重视。为探讨环境因素与拟柱胞藻生长状态的关系, 设计采用温度(25, 30, 35 ℃)、光照(2000, 3000, 4000 lx)、盐度(0, 4, 8)与pH 值(7.2, 8.2, 9.2)四种环境因子三水平正交试验, 分析在不同环境因子条件下拟柱胞藻的比平均生长速率, 最高藻丝密度, 叶绿素a(Chl-a)及类胡萝卜素(Carotenoid)含量。研究结果表明, 在9种环境因子组合中, 除温度25℃、光照4000 lx、pH 9.2 及盐度8, 拟柱胞藻不能生长外, 其余条件均能生长。藻丝生长速率、藻丝密度及光合色素的影响程度上, 盐度影响最大, 其次是pH 和温度, 光照影响最小。拟柱胞藻藻丝最佳生长的环境条件为温度30℃, pH 8.2, 光照4000 lx 及盐度0。     

虾池拟柱胞藻爆发的生态因子调查

2002～2003年,在广东珠三角地区凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)低盐度养殖虾池水体生态的调查过程中发现部分虾池爆发拟柱胞藻(Cylindrospermopsis raciborskii).在调查的低盐度虾池中,共统计20个拟柱胞藻爆发的虾池,其种群密度平均高达7.74×10⁷ filaments·L^-1,平均优势度达47.0%.虾池水体平均水温为30.3℃,pH为8.9,盐度1.4,透明度19cm,化学耗氧量为24.3mg·L^-1.拟柱胞藻爆发的虾池水体环境表现为高水温、高pH、高有机质、低盐度且水体不断被搅动;通常爆发在对虾养殖的中后期富营养化水体.调查发现大量的拟柱胞藻对虾池其它藻类和微生物菌群表现一定的抑制作用,蓝纤维藻和小环藻等少数藻种可与拟柱胞藻形成共优势种.拟柱胞藻为广东珠三角凡纳滨对虾低盐度虾池重要优势藻种,且以螺旋型为主.     

光照-温度交互作用及不同氮源对拟柱孢藻生长的影响

为探讨不同环境因子对拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)生长的影响,对从广东省镇海水库分离的2株拟柱孢藻在不同的温度和光照组合,及不同氮源条件下的生长进行了研究。结果表明,在3种光强下,拟柱孢藻N1和N8藻株的生长随温度的上升而增加,均在28℃高光强下达到最大比生长速率,而N8藻株对低温的适应能力要高于N1藻株。拟柱孢藻N1和N8在各硝态氮浓度下均能正常生长,但仅能在中低浓度的铵态氮和尿素氮中生长,高浓度(128~247 mg L–1)的铵态氮和尿素氮会显著抑制藻细胞生长;在3种氮源下,N1藻株的比生长速率均显著大于N8藻株,这说明N1藻株对不同氮源的利用能力要高于N8藻株。因此,广东省的拟柱孢藻具株系多样性,喜好高温,适应较宽的光照范围,并可利用多种氮源用于生长,这可能是该地区拟柱孢藻水华频发的原因。     

巨桉根系分解对菊苣生长及光合特性的影响

巨桉是我国退耕还林过程中采用的重要速生树种之一,被广泛用于人工造林。采用盆栽试验,研究了巨桉根系分解初期对菊苣幼苗生长和光合生理特性的影响。试验设置A1(50 g/盆)、A2(100 g/盆)和对照(CK)3个根系水平,将各处理的根系分别与10 kg土壤混合后装盆,播种菊苣。待A2处理植株的第3片真叶完全展开后测定菊苣光合生理指标及相关生长指标。结果表明:在巨桉根系分解初期,明显抑制了菊苣高生长、根生长、生物量积累、叶面积扩展及光合色素的合成,且随着根系添加量的增加抑制作用加大;菊苣叶片胞间CO2浓度(Ci)增加,而净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著低于对照;随土壤中根系含量的增加,除CO2补偿点(CCP)呈增加趋势外,其他光响应和CO2响应的特征参数均呈明显的下降趋势,并与对照差异显著;各生长指标除与胞间CO2浓度呈现出负相关外,与其它光合特征参数、光合色素以及相应的响应曲线参数之间均呈现出显著或极显著的正相关关系;通过GC-MS检测表明,巨桉根系中含有2,6-二叔丁基对甲酚、N-甲基苯乙胺等多种具有化感潜力化学物质,在其分解过程中,这些化感物质逐步释放并作用于受体植物,抑制其光合色素合成和光合作用,降低其环境适应能力,从而抑制菊苣的生长。     

盐胁迫对柱胞鱼腥藻细胞结构和固氮作用的影响

在含ＫＣｌ的条件下培养,柱胞鱼腥藻细胞膨大,球形化,色素质靠向细胞一侧,另一侧变成无色透明区。电镜检查,无色透明区形成液泡。此种结构改变是可逆的,ＣａＣｌ２可抵消ＫＣｌ的这种作用。在含ＫＣｌ的无氮培养基中培养,柱胞鱼腥藻生长迟缓,细胞黄化,乙炔还原法测定固氮活性下降９５％。     

一株虾池来源的螺旋拟柱孢藻藻株的分离鉴定及重金属离子Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)对其生长的影响

【目的】探讨凡纳滨对虾养殖水体中入侵蓝藻拟柱孢藻的生长生理特性。【方法】从汕头澄海人工对虾养殖池分离纯化藻株,通过形态及其16SrRNA基因鉴定,之后在CT与BG11两种蓝藻通用培养基的基础上优化最佳培养条件,最后分析了不同浓度的3种重金属离子即Cu~(2+)(0–0.8 mg/L)、Cd~(2+)(0–4 mg/L)和Pb~(2+)(0–80 mg/L)对藻株生长的影响。【结果】澄海虾池来源的分离纯化藻株形态呈卷曲螺旋型,16S rRNA基因序列与多株其他来源的拟柱孢藻相似度均达98%以上。实验室培养,藻株最佳生长状态的培养条件是在BG11培养基的基础上调整氮浓度及氮磷比分别为N 62 mg/L,N︰P=9︰1,在此条件下,藻丝生物量可达(0.632±0.170)×107/L,藻丝比平均生长速率最高为(0.063±0.001)/d。本分离藻株活体对重金属Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)具有一定的耐受性,其耐受浓度范围分别为0–0.2、0–0.5和1–40 mg/L,其中,Cu~(2+)和Cd~(2+)对藻的生长具有抑制作用,而且此抑制作用随着金属离子剂量的增加及作用时间的延长更加显著,Cu~(2+)和Cd~(2+)对藻体的半数抑制浓度(96 h EC50)分别为0.125和0.551 mg/L;而浓度范围为0–80 mg/L的Pb~(2+)对藻体的生长则表现为低剂量(≤40 mg/L)呈促进,高剂量(≥80 mg/L)则抑制。【结论】从凡纳滨对虾养殖池中分离鉴定出一株形态呈螺旋型的拟柱孢藻,命名为螺旋拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii helix),本藻株活体能够在一定浓度的Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)中生长,为螺旋拟柱孢藻活藻生物吸附重金属离子而改善虾池水体环境提供了可能性。     

盐胁迫对柱胞鱼腥藻细胞结构和固氮作用的影响

在含KCl的条件下培养,柱胞鱼腥藻细胞膨大,球形化,色素质靠向细胞一侧,另一侧变成无色透明区。电镜检查,无色透明区形成液泡。此种结构改变是可逆的,CaCl2可抵消KCl的这种作用。在含KCl的无氮培养基中培养,柱胞鱼腥藻生长迟缓,细胞黄化,乙炔还原法测定固氮活性下降95％。     

镇海水库拟柱孢藻的分离鉴定和氮磷对其生长的影响

以分离自广东省镇海水库的拟柱孢藻N8为对象, 探究其在不同磷浓度及氮磷浓度组合下的生长情况。结果表明, 拟柱孢藻N8对磷的适应范围很宽, 在0.025.12 mg/L磷浓度下均能生长, 最适生长磷浓度范围为0.165.12 mg/L, 磷浓度的升高能显著延长拟柱孢藻的对数生长期和提高生物量。动力学分析表明, 拟柱孢藻N8有较低的KSP值, 对磷元素的亲和性较高, 在磷营养贫乏的环境下更容易形成优势。在氮磷组合实验中, 低氮(0.5 mg/L)显著抑制拟柱孢藻的生长, 且这种生长抑制不受磷浓度的影响; 而在低磷(0.04 mg/L)条件下, 水体中氮浓度的增加会显著促进拟柱孢藻的生长, 拟柱孢藻在高氮中磷和高氮高磷下的生长显著优于其他氮磷组合条件。研究表明, 广东省水库拟柱孢藻的生长受磷的限制较弱, 氮是其生长的决定因子。       

氮源对杜氏盐藻生长及光合系统Ⅱ的影响

以NaNO3、CO(NH_2)_2、NaNO2、NH4Cl作为氮源,并设无氮处理,研究杜氏盐藻(Dunaliella salina)生长及其PSⅡ对不同氮源的响应特征,以明确杜氏盐藻对不同氮源的利用情况,为盐藻培养基的优化和营养盐的筛选提供理论依据。结果表明:(1)杜氏盐藻在CO(NH_2)_2环境中具更高的比增长速率[μmax,(0.482±0.032)/d]。(2)NaNO2、NaNO3、CO(NH_2)_2作氮源时,杜氏盐藻快速光响应曲线的初始斜率(α)、最大光量子产率(Fv/Fm)及反应活性中心所捕获的光能(ABS/RC)、反应活性中心捕获的激发能用于还原QA的能量(TR0/RC)、最大光化学效率(φP0)、t=0时捕获的激子将电子传递到电子传递链中超过QA的其他电子受体的概率(ψ0)和t=0时用于电子传递的量子产额(φE0)在处理间均差异不显著(P0.05),但三者与无氮和NH4Cl处理组相比均具有显著差异。(3)与NaNO2、NaNO3、CO(NH_2)_2处理组相比,无氮环境使得盐藻相对可变荧光(Vj)显著升高,盐藻光合电子从QA-到QB的传递受阻,导致QA-大量积累;而NH4Cl做氮源时,杜氏盐藻叶绿素荧光动力学曲线的K相出现,使得其PSⅡ放氧复合体(OEC)受损。研究认为,杜氏盐藻在NaNO3、CO(NH_2)_2、NaNO2作为唯一氮源时均可良好生长,并在CO(NH_2)_2环境中生长得更快;缺氮胁迫使得盐藻生长受到显著抑制,PSⅡ反应活性中心的数量降低,电子传递受阻;而NH4Cl对杜氏盐藻的毒性效应使得其PSⅡ放氧复合体(OEC)受损,藻体在短期内开始死亡。     

华南热带水库拟柱孢藻产毒基因型的低优势及影响因子分析——以珠海市水库为例

研究以珠海市20座水库两次(2018年和2022年)调查数据为基础,分析华南热带地区产毒拟柱孢藻的发生规律和拟柱孢藻毒素(CYN)的健康风险。基于rpoC1和cyrJ基因的荧光定量PCR分析发现,在两次采样的40个样品中均检到拟柱孢藻,在其中的33个样品中检到产毒拟柱孢藻。种群内产毒基因型的比例在0.046%—38.66%,表明产毒株广泛存在但不占优势。与2018年相比, 20座水库的总拟柱孢藻丰度均值在2022年增加近10倍,但两年的产毒拟柱孢藻丰度无显著差异;产毒基因型的比例明显下降,比例均值和最大值分别从2018年的14.86%和38.66%降至2022年的4.17%和17.24%; CYN浓度与产毒细胞比例具有类似的变化趋势,平均浓度也从0.56降至0.19μg/L。线性混合效应模型分析表明,非产毒基因型丰度随无机磷的升高及硝氮的下降而显著增加,而产毒拟柱孢藻比例随水温升高而增加。     

共培养对布朗葡萄藻764、765株生长的影响

以布朗葡萄藻(Botryococcus braunii )764 株(B764 )和765 株(B765 )为实验材料,研究了株间共培养(接种比例为纯B764 、1 :9 、3 :7 、5 :5 、7 :3 、9 :1 、纯B765 )对藻细胞生物量、总烃含量、总脂肪酸含量的影响,以及添加另一株的藻滤液对其生长的影响.结果表明:两株布朗葡萄藻的混合培养能够增加藻细胞群体的生物量,且布朗葡萄藻764 株占主体,同时存在一定量765 的混合培养群体生物量明显高于纯培养的布朗葡萄藻(P＜0.05);布朗葡萄藻株间共培养可以发生互利促进效应, 低浓度的布朗葡萄藻765 藻滤液对布朗葡萄藻764 的生长具有显著促进作用(P＜0.05).布朗葡萄藻能够向胞外培养液中释放化感物质,藻滤液中的低浓度的化感物质可以对受体微藻产生一定促进作用.     

ClpP2蛋白失活对集胞藻PCC6803生长、光合作用和蛋白质组的影响

【背景】蛋白酶能够降解细胞中错误折叠或是无功能的蛋白,Clp家族蛋白就是一类重要的蛋白酶复合物。Clp蛋白酶复合物的水解核心是ClpP,集胞藻PCC6803中存在4种不同的ClpP蛋白,分别为ClpP1-ClpP4。作为重要的蛋白水解复合物的功能组分,目前对集胞藻ClpP的研究十分有限,对其生理功能与调控底物的研究甚少。【目的】选择集胞藻为研究对象探究ClpP2蛋白的功能,鉴定其潜在底物,为集胞藻ClpP2作用机制提供实验支撑。【方法】构建集胞藻ClpP2突变株(ΔClpP2),进行其生长实验和光合生理功能研究。通过标记定量蛋白质组学技术(isobaric tag for relative absolute quantitation, iTRAQ)鉴定ClpP2调控的靶标蛋白,生物信息学分析底物蛋白参与的代谢通路,最后利用平行反应监测(parallel reaction monitoring, PRM)技术对部分定量数据进行验证。【结果】ΔClpP2可以在自然条件下光合自养生长至对数生长期,但高光或高温胁迫下则无法正常生长。相较于野生型,ΔClpP2有着显著降低的PSⅡ电子传递效率及P...     

营养盐浓度对航天搭载盐藻生长及胞外多糖含量的影响

比较了培养液中不同营养盐浓度对“神舟5号”搭载盐藻(Dunaliella salina)和非搭载盐藻的生长及胞外多糖积累的影响,发现经“神舟5号”搭载后盐藻最适营养盐浓度发生了变化。非搭载盐藻培养液中最佳单因子组合为:CaC l2200 mg/L、MgC l2500 mg/L、KNO31 000 mg/L、KH2PO455 mg/L。搭载盐藻培养液中最佳单因子组合为:CaC l2250 mg/L、MgC l2500 mg/L、KNO31 000 mg/L、KH2PO415 mg/L。搭载和非搭载盐藻胞外多糖累积的最佳单因子组合相同:CaC l2、MgC l2、KNO3、KH2PO4分别为250、2 000、500、15 mg/L,但搭载盐藻胞外多糖的分泌明显高于非搭载盐藻。     

超声波对蔷薇藻生长及生理特性的影响

目的:用超声波处理蔷薇藻(Rhodella reticulata),研究超声波电流、处理时间和脉冲时间对蔷薇藻生长代谢的影响.方法:通过均匀设计实验结合DPS软件对均匀设计实验结果进行二次多项式模型分析和拟合,以生物量、胞外多糖和藻蓝蛋白为目标建立回归模型,优化超声波处理条件.结果:以生物量为目标:电流39%,超声时间123.27s,脉冲时间0.55s,干重的预测值为2.42g/L;以胞外多糖为目标:电流21%,超声时间245s,脉冲时间9.5s,胞外多糖的预测值为656.22mg/L;以藻蓝蛋白为目标:电流21%,超声时间5.0s,脉冲时间0.5s,藻蓝蛋白的预测值为63.53mg/L;优化后生物量、胞外多糖和藻蓝蛋白的产量比未经优化的分别提高了13.3%、11.4%和31.1%.结论:一定强度的超声波促进了蔷薇藻的生长和胞外多糖及藻蓝蛋白的积累.     

溶藻细菌BS03(Microbulbifer sp.)对塔玛亚历山大藻生长及抗氧化系统的影响

【目的】研究溶藻细菌BS03(Microbulbifer sp.)胁迫下塔玛亚历山大藻细胞光合作用、抗氧化酶系统和半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)变化,探讨溶藻细菌BS03对塔玛亚历山大藻的溶藻机制。【方法】通过0.5%、1.0%、1.5%、2.0%不同终浓度BS03上清液处理藻细胞后12、24、36、48h取样,测定溶藻过程藻细胞光合色素、叶绿素荧光效率、抗氧化酶系统、Caspase酶活性变化。【结果】(1)BS03上清液处理藻细胞后,藻细胞叶绿素a含量和叶绿素荧光Fv/Fm比值随BS03上清液处理时间延长和浓度的增加呈逐渐下降趋势;低浓度处理组藻细胞类胡萝卜素含量上升到一峰值,高于对照组后逐渐回落,而高浓度处理组类胡萝素含量呈下降趋势,低于对照组;(2)藻细胞抗氧化酶保护系统(SOD和CAT)活性随着BS03上清液处理浓度增加而升高,但随着处理时间的延长呈现先上升后下降趋势。藻细胞膜脂过氧化产物MDA积累量随着BS03上清液处理时间延长和处理浓度的增加而显著提高;(3)处理组藻细胞Caspase-3活性显著高于对照组,呈现出类似程序性死亡特征。【结论】BS03的抑藻机理可能是通过抑制藻细胞光合作用,降低抗氧化酶活性、加大膜脂过氧化起到对塔玛亚历山大藻的溶解作用,并呈现出类程序性死亡特征。     

不同浓度酚酸对欧美杨I-107苗木生长和光合特性的影响

模拟杨树人工林根际土壤酚酸累积,以杨树人工林二代连作土壤中酚酸含量为参考值(X),对欧美杨I-107(Populus×euramericana ‘Neva’)一年生盆栽苗木进行不同浓度酚酸(0X、0.5X、1.0X)处理,通过比较不同浓度酚酸对杨树苗木生长和生理生化特性的影响,来揭示酚酸胁迫对杨树生长的抑制作用和机理。结果表明:随酚酸浓度增加,杨树苗木净光合速率(P_n)、气孔限制值(_Ls)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、最大净光合速率(P_(nmax))、表观光合量子效率(Φ)、暗呼吸速率(R_d)、最大荧光(F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、叶绿素(Chl)荧光光化学淬灭(qP)、表观光合电子传递速率(ETR)、Chl含量和苗木总生物量显著降低,杨树苗木胞间CO_2浓度(C_i)、光补偿点(LCP)、叶绿素初始荧光(F_o)、非光化学淬灭(NPQ)、丙二醛(MDA)含量和苗木根茎比明显增大。结论:酚酸显著抑制杨树苗木的光合作用、蒸腾作用和呼吸作用,且酚酸浓度越大,抑制作用越强;随着酚酸浓度的增加,杨树苗木有机物积累明显降低,叶片细胞受到显著伤害。光合机构通过增加热耗散实施光保护,光合产物更多的向苗木地下部分分配,是杨树适应酚酸胁迫的生理对策。     

巨桉凋落叶分解对菊苣生长及光合特性的影响

采用盆栽试验,研究了巨桉凋落叶分解初期对菊苣幼苗生长和光合生理特性的影响.试验设置A₁(30 g·pot^-1)、A₂(60 g·pot^-1)、A₃(90 g·pot^-1)和对照（CK）4个凋落叶水平,将各处理的凋落叶分别与12 kg土壤混合后装盆,播种菊苣.待A₃处理植株的第3片真叶完全展开后测定菊苣光合生理指标及相关生长指标.结果表明：巨桉凋落叶分解初期明显抑制了菊苣生物量积累、叶面积的增加及光合色素的合成,且随着凋落叶施入量的增加抑制作用加大;菊苣叶片胞间CO₂浓度增加,而净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于对照;随土壤中凋落叶含量的增加,除CO₂补偿点呈增加趋势外,其他光响应和CO₂响应的特征参数都呈明显下降趋势,并与对照差异显著.巨桉凋落叶分解过程中,其化感物质逐步释放并作用于受体植物,抑制其光合色素合成和光合作用,降低其环境适应能力,从而抑制菊苣的生长.     

柳树叶浸提液对四尾栅藻生长特性及光合效率的影响

以四尾栅藻（Scenedesmusquadncauda）为研究对象,应用柳树（sn如babylonica）叶浸提液研究了其对四尾栅藻密度、细胞形态、叶绿素含量及光合效率的影响。结果表明：各浓度柳树叶浸提液处理组四尾栅藻密度均低于对照组,且较高浓度浸提液处理组藻密度更低。浓度为10g／L、20g／L和30g／L的柳树叶浸提液对四尾栅藻的最大抑制率分别为47．0％、54．6％和62．3％。根据浓度一效应关系方程,计算出对应的柳叶浸提液96h对四尾栅藻的半效应浓度（EC,。值）为23．32g/L.加入柳树叶浸提液后,四尾栅藻细胞边缘变得不规则,细胞体变透明,部分细胞溶解。在柳树叶浸提液作用下四尾栅藻叶绿素a含量始终保持在很低的水平。lO∥L、20∥L和30∥L处理组叶绿素含量最低分别为173．12t,g／L、124．18斗∥L、37．62斗g／L。实验开始第ld后各浓度柳树叶浸提液处理组Fv／Fm显著下降（P〈0．01）,第24d柳树浸提液浓度效应较为明显,大致是浸提液浓度越高,四尾栅藻PSⅡ最大光合效率越低。     

辣椒根系分泌的潜力化感物质对生菜幼苗抗氧化代谢的影响

以盆栽辣椒为试验材料,采用树脂吸附萃取和气质联用仪测定辣椒根系分泌物,分析、确定其中的疑似化感物质。分别使用6种（0、2、4、8、12、16μg·mL-1）不同浓度的外源潜力化感物质处理生菜种子,通过种子发芽、幼苗生长分析其潜力化感作用,并研究其对生菜幼苗抗氧化代谢的影响。结果表明,2,6-二叔丁基苯酚（2,6-DTBP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP）为辣椒根系分泌的潜力化感物质,随三种潜力化感物质浓度的增加,生菜幼苗的谷胱甘肽（GSH）含量降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和抗坏血酸氧化酶（APx）活性先增加后降低。2,6．DTBP、DIBP和DBP4化感抑制作用的低限浓度分别为4、8、8pg·mL-1,三者通过降低GSH含量而损伤生菜幼苗的抗氧化代谢系统。