CO_2浓度变化对两种淡水绿藻的显微结构和超微结构的影响(英)

为了探讨淡水绿藻在适应CO2 浓度变化过程中细胞形态和结构的变化 ,通过普通显微镜和电子显微镜观察了在不同CO2 浓度培养下的莱因衣藻 (ChlamydomonasreinhardtiiDang)和斜生栅藻 (ScenedesmusobliquusK櫣ｔｚ)细胞。结果表明 ,CO2 浓度变化对莱因衣藻细胞体积没有明显的影响 ,但斜生栅藻在低浓度CO2 培养下细胞体积明显增大 ,并可见细胞内含有大量颗粒。两种绿藻细胞的超微结构显示 ,在低浓度CO2 培养下 ,细胞内叶绿体数目明显减少 ,并可见明显的淀粉盘包围的蛋白核 ;细胞内还可见大量的淀粉粒。而在高浓度CO2 培养下 ,这两种绿藻细胞内均未见明显的蛋白核和大量淀粉粒出现。     

CO2 浓度变化对两种淡水绿藻的显微结构和超微结构的影响

为了探讨淡水绿藻在适应CO2浓度变化过程中细胞形态和结构的变化,通过普通显微镜和电子显微镜观察了在不同CO2浓度培养下的莱因衣藻(Chlamydomonas reinhardtii Dang)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus Kütz)细胞.结果表明,CO2浓度变化对莱因衣藻细胞体积没有明显的影响,但斜生栅藻在低浓度CO2培养下细胞体积明显增大,并可见细胞内含有大量颗粒.两种绿藻细胞的超微结构显示,在低浓度CO2培养下,细胞内叶绿体数目明显减少,并可见明显的淀粉盘包围的蛋白核;细胞内还可见大量的淀粉粒.而在高浓度CO2培养下,这两种绿藻细胞内均未见明显的蛋白核和大量淀粉粒出现.     

梭鱼草化感物质丁二酸对微囊藻和栅藻生长及竞争的影响

为了解梭鱼草(Pontederia cordata)根茎有机酸类化感物质对铜绿微囊藻(Micro-cystis aeruginosa,M)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus,S)生长和竞争关系的影响,将不同浓度丁二酸作用于两种藻的单种培养和共培养,即铜绿微囊藻与斜生栅藻初始比例为1∶0(100%M)、1∶1(50%M+50%S)、2∶3(40%M+60%S)、3∶2(60%M+40%S)、0∶1(100%S)。结果表明:丁二酸对铜绿微囊藻和斜生栅藻均有抑制作用,抑制能力与浓度呈正相关;无化感物质作用下,单种培养和共培养中铜绿微囊藻生长能力均强于斜生栅藻; 60mg·L-1丁二酸处理下,40%M+60%S、50%M+50%S培养组中β(斜生栅藻对铜绿微囊藻的抑制参数)0,60%M+40%S培养组中β0,表明藻类初始比例影响蓝绿藻之间竞争;丁二酸可改变蓝绿藻之间竞争关系,低浓度(20、40 mg·L-1)作用下,表现为铜绿微囊藻抑制斜生栅藻,斜生栅藻促进铜绿微囊藻,高浓度(60、80 mg·L-1)作用下,表现为两者相互抑制,表明两种藻之间竞争加强。     

极高CO2胁迫对被甲栅藻(Scenedesmus armatus)生理活性和细胞结构影响

以被甲栅藻(Scenedesmus armatus)为材料研究极高浓度CO2对其生理活性和细胞结构的影响.研究表明,被甲栅藻能在60%的CO2浓度下快速生长,在5%、20%、40%、60%、80%、100% CO2浓度下的平均增长率分别是1.228、0.925、0.741、0.305、0.042、0.001 g·L-1·d-1 DW.通入极高浓度CO2(20%、40%)后,被甲栅藻细胞的光系统II(PSII)最大光化学效率(Fv/Fm)在24 h内明显下降,对PSII抑制作用较明显;其后,随培养时间的增长而逐渐恢复正常.显微结构和亚显微结构显示极高CO2浓度下培养了6 d的藻细胞体积稍膨大、颗粒化,色素体结构相对不完整,类囊体膜结构略显松散,蛋白核消失,细胞内的液泡数目增多.     

6种微藻对氯霉素和硫酸新霉素敏感性研究

目的:探讨3种真眼点藻(点状魏氏藻(Visderia punctata)、波氏真眼点藻(Eustigmatos polyphem)、魏氏真眼点藻(Eustigmatos vischeri))和3种绿藻(栅藻(Scnedesmus sp.)、斜生栅藻(Scenedesmus obliqulis)、爪哇栅藻(Scenedesmus jaoaensis))对2种抗生素的敏感性.方法:采用藻液细胞计数法和藻细胞固体平板培养法研究了氯霉素和硫酸新霉素对6种微藻生长的影响.结果:液体培养,3种绿藻对氯霉素敏感性均高于硫酸新霉素,10μg·mL-1氯霉素即可明显抑制3种绿藻的生长(P＜0.05),而硫酸新霉素在浓度为200 μg·mL-1时才显示出明显抑制作用:3种真眼点藻对2种抗生素都不敏感.固体培养,除波氏真眼点藻外,其它5种微藻对氯霉素的致死浓度均为50μg·mL-1;波氏真眼点藻、栅藻、斜生栅藻和爪哇栅藻对硫酸新霉素的致死浓度分别为100 μg·mL-1、200μg· mL-1、50μg·mL-1和50μg·mL-1.结论:氯霉素可作为选育6种微藻抗性突变株的筛选剂.     

斜生栅藻对振荡和磷胁迫的生理生化响应

为了探讨水文条件的变化对常见绿藻水华发生的潜在影响,实验以斜生栅藻为材料,研究了不同水流状态及磷浓度对其生长及磷利用策略的影响。实验分别设置静止条件(0 r/min)、低振荡条件(90 r/min)和高振荡条件(120 r/min),同时设置磷限制(0.2 mg/L)和磷充足(2 mg/L)两组磷浓度,整个实验过程为3周。实验过程测定的指标为:比生长速率、胞外碱性磷酸酶活性、叶绿素a含量以及磷吸收动力学参数。实验结果表明:(1)同静止条件相比,低振荡和高振荡条件均能显著降低斜生栅藻的比生长速率,但是两种不同磷浓度下其比生长速率却无显著性差异。(2)在实验第21天时,振荡条件培养下,斜生栅藻的胞外碱性磷酸酶活性显著高于静止条件培养,与此相反,胞内磷浓度却显著高于静止条件。(3)在磷限制条件下斜生栅藻的叶绿素a含量显著降低,同时两种振荡条件培养均使其在磷充足条件下叶绿素a含量降低。(4)通过磷吸收动力学参数的比较,静止条件培养的斜生栅藻对磷的亲和力高于其在振荡条件下。由此可见,斜生栅藻适应于静止无扰动且磷营养丰富的水体,随着水体中磷浓度进一步升高,静止和水流缓慢的水体存在导致像斜生栅藻这一类绿藻发生水华的风险。       

重金属铅与两种淡水藻的相互作用

为了研究重金属铅与淡水藻类之间的相互作用,采用不同Pb2+浓度处理铜绿微囊藻(Microcysis aeruginosa Kutz.)和斜生栅藻[Scenedesmus obliquus(Turp.)Kutz.],分别对两种藻的生物量、藻液电导率、O-·2含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及藻对Pb2+的吸收作用等进行了测定,并通过扫描电镜观察了不同Pb2+浓度处理下两种藻细胞的表面结构。结果显示:(1)Pb2+浓度低于3 mg/L促进铜绿微囊藻生长,高于9 mg/L抑制其生长;但在3—12 mg/L范围内,Pb2+均明显抑制了斜生栅藻的生长,说明斜生栅藻对Pb2+毒性的敏感程度要高于铜绿微囊藻。(2)受到铅离子的胁迫,两种藻细胞膜通透性均有一定改变,扫描电子显微镜的照片观察,两种藻细胞表面的絮状物随着Pb2+的升高而增多,尤其是斜生栅藻细胞结构改变明显,多数细胞变形破裂;同时,O-·2含量升高,POD、CAT活性早期均可随Pb2+的增加而上升,表明氧自由基的产生增多以及由其引起的细胞生理生化改变可能是铅离子作用于藻细胞的主要机制。(3)两种淡水藻对Pb2+均有吸收作用,单位量藻细胞内,斜生栅藻对Pb2+的吸收能力好于铜绿微囊藻。所有结果提示:斜生栅藻不仅可以作为对重金属敏感的指示生物来监测水体Pb2+污染程度;同时由于斜生栅藻比铜绿微囊藻具有更好的Pb2+吸收能力,因此还可以利用斜生栅藻作为处理水体Pb2+的生物材料。     

斜生栅藻对不同形态锑胁迫的响应及抗性研究

该研究以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为研究对象,研究不同浓度的Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫下对斜生栅藻生长速率、叶绿素a、抗氧化酶活性和细胞表面结构的影响,以探讨重金属胁迫下斜生栅藻的抗性机理。结果表明:(1)在高浓度Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫处理中,斜生栅藻生长对Sb(Ⅲ)胁迫的响应更加迅速;随着Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫浓度增加,斜生栅藻体内叶绿素a含量呈下降趋势,且对Sb(Ⅲ)胁迫浓度的变化反应更为敏感。(2)在800μmol/L Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)胁迫下,斜生栅藻体内丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性分别在胁迫第7~8天和第6~7天时变化更为明显;过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫处理的第4~5天就迅速增加,对Sb胁迫响应比SOD更为迅速。(3)在高浓度Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫下,斜生栅藻细胞结构受到严重损伤,而且Sb(Ⅲ)对斜生栅藻细胞的损伤更加明显。研究发现,Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)对斜生栅藻生长、叶绿素a及细胞结构表现出不同程度的抑制和破坏作用,其细胞受到的影响程度与Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)的处理浓度及处理时间均密切相关,但斜生栅藻依靠自身抗氧化酶系统在一定程度上能够缓解Sb胁迫的不利影响。     

水芹水浸提液对斜生栅藻的化感效应研究

采用栅藻在不同浓度的水芹水浸提液中纯培养的方法,研究了水芹水浸提液对斜生栅藻细胞数、叶绿素含量及藻细胞超微结构的影响。结果显示,10 g·L^-1水芹水浸提液对斜生栅藻的生长和叶绿素含量的增加具有明显的促进效应;20 g·L^-1水芹水浸提液对藻细胞数和叶绿素含量的增加持续到第3 d,3 d后出现显著的抑制效应;高浓度（30~50 g·L^-1）水芹水浸提液对藻细胞数和叶绿素含量的明显抑制在第2 d始现,随时间延长而加剧,并具有浓度效应;40 g·L^-1水芹水浸提液处理后,斜生栅藻细胞壁断裂甚至消失,细胞中叶绿体片层肿胀甚至解体,核膜破裂,核质外渗。水芹水浸提液对斜生栅藻具有化感效应,低浓度促进生长,高浓度抑制。     

CO2浓度升高对斜生栅藻生长和光合作用的影响

升高大气中CO2 浓度可提高斜生栅藻的生物量和光合作用速率 ,对光合效率、暗呼吸速率、光饱和点和光系统Ⅱ的光化学效率 (Fv Fm)没有明显影响 ,但藻细胞光合作用对无机碳的亲和力降低     

绿藻的镉结合蛋白及其耐镉性初探

蛋白核小球藻及斜生栅藻经镉处理后,从细胞可溶性成分中,分离出镉结合蛋白,分子量各为12 600及12 000。未经镉处理的藻体中不存在这类蛋白。用聚丙烯酰胺凝胶电泳证明此为纯蛋白,在250 nm处有特征吸收峰,但氨基酸成分分析证明,并非是典型的镉硫蛋白。镉结合蛋白能够结合进入细胞内的40～50％的镉,随镉浓度加大,镉结合量增加,至一定高浓度时,镉结合蛋白增加不明显。镉结合蛋白的形成,使镉以无毒形式存在,限制镉与苹果酸脱氢酶等物质的结合,限制镉以自由态存在。可以认为镉结合蛋白是两种绿藻耐镉的生物化学机制之一,而蛋白与镉结合量的饱和则是藻体出现镉害症状的重要原因。     

栅列藻细胞核的铁矾醋酸-洋红染色

栅列藻(Scenedesmus sp.)是一种很重要的单细胞或群体绿藻,因其生长繁殖快,生活周期短,易于培养,故在近代藻类培养和生理生化研究中为各国学者所广泛应用. 栅列藻的细胞个体极小,长度一般小于10微米.在自然水体中常以2或4或8或16个细胞排列成定形群体而存在.人工培养时,细胞分散成单个.栅列藻的细胞壁厚且致密加之细胞内含量丰富的叶绿素,对细胞核有很大的遮掩性,因此,栅列藻细胞核的染色一直存在着     

CO2对转基因聚球藻7942生长、表达等的影响

研究了不同浓度CO2 对转基因聚球藻 794 2生长、胸腺素α1表达和光合作用的影响 ,结果表明 :不同浓度的CO2 对藻细胞指数生长期的比生长速率没有明显的影响 ,通入空气与 5 %CO2 空气对藻细胞线性生长速率和最终藻细胞浓度影响也不显著 ;高浓度CO2 会减少NO-3 的吸收 ,提高硝酸还原酶的活性 ,这表明NO-3 的吸收与还原是不偶联的。低浓度CO2 对藻细胞的生化组成和胸腺素α1表达没有影响。而高浓度的CO2 明显降低可溶性蛋白及光合色素叶绿素a、类胡萝卜素和藻蓝蛋白的含量 ,胸腺素α1含量也显著降低。不同CO2 浓度培养的藻细胞P I曲线表明 ,不同浓度的CO2 对藻细胞的光合作用效率没有明显的影响 ,但生长在高浓度CO2 中藻细胞的最大光合速率明显增加。     

岩兰草油对淡水藻类的抑制作用

利用植物分泌的化感物质进行藻类控制已成为国内外生态环境领域研究的热点之一。首次探讨了岩兰草油的抑藻效应,建立了岩兰草油对铜绿微囊藻和斜生栅藻两种藻共培养时抑制作用的数学模型,采用GC-MS分析方法对岩兰草油中主要成分进行了鉴定。结果表明:岩兰草油对铜绿微囊藻和斜生栅藻在单独和共培养状态下均有良好的抑制作用,对单独培养的铜绿微囊藻和斜生栅藻抑制作用的EC50分别为0.20和0.30 m L/L,说明岩兰草油对蓝藻(铜绿微囊藻)的抑制效果明显好于对绿藻(斜生栅藻)。岩兰草油的主要成分为具有良好抑藻作用的倍半萜类物质,而所建立的岩兰草油对两藻共培养状态下抑制作用的数学模型可以求出在任何时间节点上铜绿微囊藻和斜生栅藻的种群密度以及要达到抑藻最佳状态的岩兰草油浓度。该研究对水华藻类的控制有较重要的理论与应用价值。     

苯胺、苯酚对淡水藻类生长的影响

用生物检验法研究了苯胺、苯酚对蛋白核小球藻、斜生栅藻生长的影响,测定了两种藻类在5 d内对不同浓度苯胺、苯酚的降解或在藻细胞内的富集情况.结果表明,苯胺、苯酚对两种淡水藻类的致毒作用有所不同,对于同一种藻类,苯胺毒性大于苯酚;在同一毒物浓度下,栅藻表现更为敏感.在较低浓度下,两种淡水藻类均能降解或吸收一部分有机毒物,其中对苯酚的降解能力较强.     

硫酸铜控藻对浮游植物群落的影响

硫酸铜广泛的用于水华藻类的去除和控制。本文测定了不同藻类对Cu2+的敏感性,几种常见水华藻类对Cu2+的敏感性顺序为：铜绿微囊藻>水华鱼腥藻>小环藻>莱哈衣藻>斜生栅藻。在某城市的富营养化湖泊中用CuSO4•5H2O（102µg/L Cu2+）作为杀藻剂控制蓝藻水华的试验结果表明：在用硫酸铜控制蓝藻水华的过程中,水体透明度有明显改善;总氮总磷无显著变化;浮游植物总数在试验初期下降,但在试验后期则有所回升,在试验初期蓝藻门数量有所下降,绿藻门和硅藻门数量增加,这与不同藻类对Cu2+ 敏感性差异相关;试验后期,蓝藻门种类快速生长,并成为优势种;水柱中微囊藻毒素的浓度随藻类数量的减少在4d内大幅降低。     

壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus)培养滤液对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)形态和多聚糖含量的影响

分离自太湖的壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus (Linnaeus))按1000 ind·L-1的密度置于斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)中培养24h后,用孔径0.10 靘的微孔滤膜抽滤,得到壶状臂尾轮虫培养滤液.将壶状臂尾轮虫培养滤液以20%的比例添加到纯培养的斜生栅藻中,进行为期7d的试验.结果表明壶状臂尾轮虫培养滤液能显著地影响斜生栅藻的形态,处理组中诱发性多细胞群体增加,导致处理组中斜生栅藻种群平均每个个体的细胞数量显著高于对照组.斜生栅藻在壶状臂尾轮虫诱发下形成群聚体可以解释为一种诱发性的反牧食防御,同时也进一步证实了栅藻对浮游动物牧食的响应是一种广泛存在的现象.壶状臂尾轮虫培养滤液处理后的斜生栅藻在生长率上与对照组没有显著性差异,说明诱发性防御群聚体形成的代价没有体现在对生长的影响上.在壶状臂尾轮虫培养滤液诱发下,较多栅藻细胞聚积在一起形成群聚体后,栅藻溶解性胞外多聚糖和固着性胞外多聚糖均有显著提高,而胞内多聚糖略有下降.但从总多聚糖含量看,处理组明显高于对照组,这也说明轮虫培养滤液刺激了栅藻多聚糖合成的额外增加,且被分泌到胞外,充当细胞之间的粘合物,促使细胞容易聚合形成群聚体,有效防御象轮虫这些小型浮游动物的进一步牧食,保持种群得以延续.     

食物种类和密度对萼花臂尾轮虫休眠卵形成的影响

采用种群累积培养法,研究了藻类食物的种类和密度对萼花臂尾轮虫休眠卵形成的影响。结果表明,萼花臂尾轮虫的休眠卵主要在开始培养后的６天内形成。在０．１ｍｇ／ｍｌ的食物密度下,与蛋白核小球藻相比,斜生栅藻或斜生栅藻和蛋白核小球藻经１：１（湿重）组成的混合藻均能显著地提高休眠卵的产量和形成效率,同时也使轮虫种群中的平均混交雌体百分率和产休眠卵的混交雌体的平均产卵量明显增大,但对平均混交雌体受精率无显著影响     

食物种类对萼花臂尾轮虫种群增长率的影响

在短期慢性观测过程中,食物类型可能是造成萼花臂尾轮虫(Brachionuscalyciflorus)种群繁殖率变化的一种原因。共观测了分别单独投喂10种不同绿藻对轮虫种群增长率的影响。为验证藻青菌是藻类饵料(如绿藻Scenedesmus)有价值的佐剂这一假说,还用蓝细菌单独投喂或与斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)混合投喂轮虫进行实验观测。结果发现食物种类对萼花臂尾轮虫种群增长率影响显著。斜生栅藻组获得最大种群增长(1.6/d),而Desmodesmus组增长率最低(0.3/d)。以占斜生栅藻组最大增长的百分率来表示,其它几种绿藻组种群增长由高到低依次为:Desmodesmussubspicatus88%,小球藻(Chlorellavulgaris)83%,单壳缝藻(Monoraphidiumminutum)77%,D.quadricauda74%,S.falcatus71%,S.acuminatus69%,S.pectinatus64%,莱茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)57%,D.abundans19%。轮虫增长率的差异不能用藻类饵料的大小差异来解释。蓝细菌(Microcystisaeruginosa)和(Synechococcuselongates)不论是单独投喂还是与优良藻类饵料(斜生栅藻)混合投喂都对萼花臂尾轮虫种群增长有抑制作用。这种副作用似乎与微囊藻素无关。该结果不支持无毒蓝细菌可作为与其他绿藻饵料配合使用的优良佐剂这一假说。本研究所观察到的生长变化显示了饵料种类对萼花臂尾轮虫种群增长的影响,也预示了对毒性实验结果的影响     

铜锈环棱螺对水华中常见藻类的抑制效应

藻类水华频发已成为全球性的水环境问题,近年来,生物控藻法因具有环境友好的特点而备受关注。本研究以我国富营养化湖泊中常见大型底栖动物铜锈环棱螺为操纵生物,通过室内培养试验,研究了其对水华水体中常见蓝藻铜绿微囊藻、绿藻普通小球藻和斜生栅藻生长及光合活性的影响,以期阐明螺-藻间相互作用关系,探究铜锈环棱螺作为生物操纵物种的可行性。结果表明: 铜锈环棱螺能在短时间内大量摄食藻细胞,其对铜绿微囊藻产毒株和不产毒株以及斜生栅藻的去除率均在12 h内达到最大值,分别为73.7%、73.2%和51.1%;其对普通小球藻的摄食强于其他藻类,至试验结束时去除率达到99.2%。产毒铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素会在铜锈环棱螺体内累积并促发其肝脏病理学变化,进而阻碍铜锈环棱螺的摄食。试验后期各处理组藻细胞光合活性均显著低于对照组,表明铜锈环棱螺的摄食作用对藻细胞造成了损伤,抑制了其大量增殖。此外,当不产毒铜绿微囊藻与斜生栅藻混合时,铜锈环棱螺的选择摄食性导致微囊藻的优势地位被斜生栅藻所取代。因此,铜锈环棱螺可以通过摄食作用抑制藻类的光合活性并降低其生物量,从而在一定程度上抑制或减缓水华的形成。