溶藻类细菌的研究现状

随着全球水体富营养化的加剧,有害藻类水华和赤潮的爆发日趋频繁,所造成的环境和经济问题日益引起人们的重视.溶藻细菌作为水生生态系统生物种群结构和功能的重要组成部分,对维持藻的生物量平衡具有非常重要的作用.目前在物理、化学和其它生物方法治理水华和赤潮都不够理想的情况下,利用溶藻细菌治理水华,可保持水环境生态平衡,从而达到防止水华的目的.而且随着溶藻细菌的生物学活性不断被发现,以茵治藻将作为水华和赤潮生物防治的一个新对策,具有广泛的研究前景.本文通过查阅近年来国内外有关水生生态系统中溶藻细菌研究的最新研究成果并对溶藻细菌防治有害藻类的种类、分离方法、作用方式及可能的作用机理、作用效应、研究前景和存在问题做一阐述,以期对于细菌溶藻方面的研究及开发应用具有一定的参考价值.     

湖泊蓝藻水华发生机理研究进展

蓝藻水华是富营养化湖泊常见的生态灾害,通过产生毒素、死亡分解时使水体缺氧和破坏正常的食物网威胁到饮用水安全、公众健康和景观,会造成严重的经济损失和社会问题,揭示其发生机理是进行防治的基础。综述了蓝藻水华发生机理的主要假说和证据,主要分为环境因子(营养盐、氮磷比、温度、微量元素、浮游动物牧食、水文和气象条件等)和生理生态特性(伪空泡、胶质鞘、CO2浓缩机制、适应低光强、贮藏营养物质、防晒、产毒素和固氮等)两个方面;评述了主要新理论,展望了今后的研究。到目前为止的研究表明寻找一两个关键因子并不能阐明蓝藻水华的发生机理。现存的理论或假说尽管已经在蓝藻水华的防治实践中产生重要作用,但仍然未能清楚地阐释其发生的客观规律。认为蓝藻水华是在各种环境因子(外因)的耦合驱动下,水华蓝藻由于其独特的生理生态特性(内因),产生巨大的生物量而在浮游植物群落中占绝对优势,在合适的水文气象条件下集聚于水表而形成。因此水华机理的研究应同时关注水华蓝藻的生理生态学规律和蓝藻水华发生的各种环境条件。不同环境因子协同影响水华蓝藻的不同生理生态特性的表达,从而影响水华的发生过程,将可能是以后研究的重点。蓝藻水华机理的研究在微观方面正趋向于应用分子生物学手段分析蓝藻生理过程,宏观方面则将广泛应用遥感遥测技术观测全湖蓝藻的变化规律。今后加强对水华蓝藻生理生态特性的基因表达与调控和环境多因子耦合作用于蓝藻水华过程的研究将有重要意义。蓝藻水华的机理研究包括现象、过程和原因3个层次的问题,通过大量的现象和过程的研究,不断揭示其发生过程中水华蓝藻的群落演替、种群发展、细胞活性和分子机理等变化规律,才能找到其发生的真正原因,为其防治提供理论依据和更好的治理措施。在蓝藻水华防治方面,控制营养盐和生态修复可能将是今后很长时间内最根本最有效和最具操作性的方法。     

植被的防治风蚀作用

土壤风蚀是造成干旱、半干旱地区土地荒漠化与沙尘暴灾害的首要因素,也是目前全球性的主要环境问题之一.许多研究表明,通过植物防治风蚀是一种最根本、经济而有效的措施.本文在阅读大量国内外该领域文献的基础上,介绍了目前研究植被防治风蚀作用的风洞实验、野外观测和模型模拟3种主要方法,阐述了植被防治风蚀作用的机理及影响因素,并结合当前国内存在的一些问题和不足,对今后应重点开展的研究和需要解决的问题作了探讨.     

大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考

湖泊富营养化依然是我国目前以及今后相当长一段时期内的重大水环境问题。研究蓝藻水华的形成机制 ,对于科学预测湖泊中蓝藻水华的产生 ,并采取相应措施减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义。为探索富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理 ,综述了目前对我国大型浅水湖泊蓝藻水华成因研究现状和对水华形成机理的一般认识。分析了导致蓝藻水华形成的化学、物理和生物等主要环境因素 ,论述了蓝藻 ,尤其是微囊藻成为水华优势种的可能原因。认为对水华的形成需要全面认识 ,营养盐浓度的升高可能仅是蓝藻水华形成、且人们可以加以控制的因素之一 ;在探索水华成因时 ,不能仅仅局限于夏季蓝藻水华发生时环境特征的研究与观察 ,而应该提前关注蓝藻的越冬生理生态特征、春季复苏的生态诱导因子及其阈值以及在复苏后 ,蓝藻如何在生长过程中形成群体 ,并逐步成为湖泊水生生态系统中的优势种乃至形成水华的过程。并需要对蓝藻越冬的生存对策、蓝藻群体的形成的条件、蓝藻在春季复苏的触发条件及其生态阈值、以及蓝藻在与其它藻类种群竞争中取胜的生理生化特征有足够的认识。蓝藻水华的“暴发”是表观现象 ,其前提还是藻类一定的生物量 ,且是一个逐渐形成的过程。根据生态学的基本理论和野外对水华形成过程的原位观测     

微囊藻毒素LR诱导大鼠肾NRK细胞Bax蛋白表达

近年来水体富营养化已成为一个全球性关注的问题,过量的氮、磷使藻类过度生长并产生水华。微囊藻毒素是蓝藻的一些属产生的次生代谢产物,在发生水华的水体中这类毒素普遍存在。微囊藻毒素产生的原因和作用目前还不是很清楚,然而它们对动物和人类都能产生极为严重的影响。       

水华爆发的突变模型——以巢湖为例

面对湖泊水库富营养化的严峻形势,水华防治是当务之急,而根据富营养化现状对水华进行准确的判定和预报更是重中之重.从水生态系统的角度出发,综合考虑TP、T、Chla和DO等4个对巢湖富营养化乃至水华影响最为突出的因子,构建了巢湖水华突变的尖点模型,通过模型来模拟巢湖富营养化引发水华的情势.在对巢湖2000～2003年时间序列的监测数据进行数据拟合的基础上,发现南淝河入湖区断面处逐月TP、T、Chla和DO数据的演变规律符合突变理论的尖点模型特征.经检验,模型的相对误差控制在10%左右,具有较好的拟合精度.根据模型的突变判别,巢湖的水生态系统2003年7月在南淝河入湖区断面处发生了突变,这一模拟结论与该断面2003年8月爆发水华的实际情况相一致.研究表明,水华突变模型的建立,准确地反映了巢湖富营养化引发水华的实际情况,系统地勾勒出富营养化状态下水生态系统各要素间的动态响应模式,揭示了水华爆发的突变机理.通过水华突变模型的构建,不仅能够对巢湖水华的发生进行判断和预报,还可以对各项防治措施的实施效果进行预测和模拟,进而为综合整治方案的优化和统筹提供科学依据.水华的爆发是多诱因的综合作用结果,是营养物质长期累积、由量变到质变的演化过程,作为目前唯一的一种研究由渐变引起突变的系统理论,突变理论满足水华研究的数理要求,为水华现象的数值模拟提供了可行的解决方案.     

铜绿微囊藻的分子研究进展

中国淡水湖泊、水库众多,富营养化问题严重。铜绿微囊藻是中国湖泊、水库及其他水域生态系统发生、形成富营养化危害的主要藻类。目前对铜绿微囊藻的研究主要集中在水华成因、生长的特点、作用机理等,对其生命活动相关的分子机制研究不多。该文主要从生物节律、毒素合成、藻胆蛋白合成及其调控机制和ATP合成酶等四个方面综述了铜绿微囊藻的分子研究进展,为今后进一步研究铜绿微囊藻的分子作用机理及其防治具有重要意义。     

溶藻细菌

利用溶藻细菌防治水华和赤潮,作为富营养化水体藻类生物防治的方法已经受到广泛关注.多项研究表明,许多溶藻细菌能分泌胞外活性物质,对宿主藻类的生长起抑制作用.因此,分离筛选环保、高效、专一的溶藻活性代谢产物,最终开发安全、高效的生物杀藻剂已经日渐成为治理藻类水华和赤潮问题的方法之一.近年来,国内外相关人员和机构对溶藻细菌的溶藻机理以及溶藻活性物质的分离、提纯和鉴定进行了较为深入的基础性研究.     

水华的发生、危害和防治

简要论述了淡水水体富营养化、水华的含义、水华发生的原因和危害,并对富营养化和水华的各种防治措施进行了介绍。     

番茄灰霉病害及其微生物防治的研究进展

综述了番茄灰霉病的病害,并从国内外拮抗菌以及内生菌的筛选和利用等方面概述了番茄灰霉病微生物防治的研究进展,提出了目前番茄灰霉病微生物防治的问题及今后的应用前景。     

密度制约效应对啮齿动物繁殖的影响

啮齿动物种群动态调节是生态学中关键的问题之一,它与制定鼠害防治策略密切相关。目前,国内外学者已在相关领域取得大量的研究成果。整理了密度制约效应对啮齿动物繁殖影响的文献,包括在性器官、性成熟、性周期、繁殖指数、激素和行为的调节作用,同时分析该领域的研究途径及研究前景,旨在为今后的研究提供更多的思路。     

乳酸菌的降血糖作用研究进展

目前乳酸菌的防治糖尿病功效已得到广泛认可.本文综述国内外关于乳酸菌应用于临床糖尿病治疗的研究进展,对乳酸菌可能的降血糖作用机理及物质基础进行了分析总结,并对目前存在的安全性问题和今后研究方向进行探讨,希望为糖尿病防治提供新的思路,为开发新型降糖药物提供一定的理论依据.     

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。     

中国淡水水体常见束丝藻种类的形态及生理特性研究

束丝藻(Aphanizomenon Morr. ex Born. et Flah)是我国水华蓝藻的重要种类, 由其产生的束丝藻水华已经引起了许多的环境问题。水华束丝藻、柔细束丝藻和依沙束丝藻是我国淡水水体常见的三种束丝藻种类,然而, 国内外对它们的生理学研究却相对较少。基此, 文章对水华束丝藻、柔细束丝藻和依沙束丝藻的形态特性、色素含量、生长及光合作用进行了比较研究, 结果表明丝状体的营养细胞、异形胞和厚壁孢子的长宽比具有一定的差异性, 揭示了厚壁孢子的长宽比可作为三种束丝藻分类的一个参数; 同时, 种间的差异性也体现在三种束丝藻的生理特性上, 相比水华束丝藻和依沙束丝藻, 柔细束丝藻的藻蓝素含量较高, 而叶绿素a、类胡萝卜素含量、最大光合作用(Pm)、表观光合作用效率(α)和最大电子传递速率(ETRmax)显著偏低。此外, 水华束丝藻和依沙束丝藻生理特性基本一致, 表明了形态不同的三种束丝藻在生理上可被分为两种类型, 暗示了依沙束丝藻可能具有像水华束丝藻一样形成水华的生理潜能且由于它的产毒性所以应该倍加关注       

云南漫湾水库甲藻水华生态初步研究

漫湾水电站建于1993年,库区位于云南省澜沧江中游河段,库区山高谷深,属典型峡谷河道型水库。漫湾水电站不但在云南社会经济发展中有十分重要的作用,而且对澜沧江今后梯级电站及其他大型水电工程,都有典型的示范作用。2003年2月中旬,漫湾水库距坝30km库区范围内发生铁锈红色水华,水华呈条带状,经鉴定为甲藻水华,该水华持续时间近一个月,在此之前该水库并未有水华发生的报道。       

太湖水华程度及其生态环境因子的时空分布特征

湖泊水华是全世界面临的严重生态环境问题之一,对人类和生态系统健康都有重大影响。由于湖泊水华受流域面源、点源污染、气候、水文因子以及湖泊生态系统自身特征等众多因素影响,水华是否爆发、其严重程度及时空分布特征呈现明显的复杂性。以我国太湖为研究区域,基于近年的水华及水环境的监测数据,用自组织特征映射神经网络对太湖不同监测点的水华程度进行了自动聚类分析。结果表明,太湖水华程度呈现为明显的无水华、轻度、中度和重度水华4类。不同程度水华的叶绿素a、水温、COD_(Mn)、营养盐、浮游植物生物量以及藻种(蓝藻、绿藻、硅藻)结构的时空差异显著,不同变量间的关系复杂,有助于深入认识太湖近年水华发生的时空变异特性。     

溶藻微生物净化富营养化水体的作用

湖泊富营养化导致的水华藻类频繁暴发已成为当今世界性的环境问题,溶藻微生物作为生物法防治有害藻类水华具有广泛的研究前景,通过查阅文献对微生物控制有害藻类水华进行概述,并探讨进一步的研究趋势和应用前景,以期对微生物溶藻方面的研究及开发应用有一定的参考价值。     

汉江硅藻水华优势种的形态及18S rDNA序列分析

我国汉江下游在1992、1998、2000、2003年初春曾先后多次发生水华。水华发生期间,硅藻大量增殖,形成肉眼可见的褐色颗粒悬浮于江水中,使江水呈现黄褐色,在以往的研究中认为汉江硅藻水华优势种为小环藻^[1,2],但并未从分类上展开研究。传统上硅藻种类的鉴定主要是以硅藻壳的形态及壳表面上的花纹为依据。目前国内外学者利用18S rDNA基因分析对水华赤潮原因种的鉴定方面也作了许多相关的研究。陈丽芬等利用18SrDNA序列分析确定香港海域一株棕囊藻为球形棕囊藻^[3]。     

书讯

《水华蓝藻生物学》一书由藻类学家胡鸿钧研究员编著,已于2011年4月下旬由科学出版社出版。这是国内第一部有关水华蓝藻的综合性参考书。该书共分为9章,较系统地论述了水华蓝藻的形态、细胞结构、分类、生态、毒素种类、毒性、毒理、分子生物学的研究概况以及蓝藻水华发生机理。共收录整理了国内外已报道的水华蓝藻26     

关系到八亿农民生存的领域——村镇庭院生态系统

目前,生态学的研究中有一个急待开拓的领域,就是人类生态问题。城市生态,国内外还有人作了一些工作(尽管是以各个不同侧面),但是,对广大农村的村镇庭院生态问题却很少涉及。人类本身的生态问题应当是更加迫切的问题,它对今后的城乡建设和人类生存的影响并不亚于自然环境。对人类环境的研究、调控应当尽早引起足够的重视。