二种淡水微囊藻rDNA16S-23S基因间隔区的序列测定与分析

本研究采用ＰＣＲ及序列测定的方法,对我国淡水铜绿微囊藻有毒株和另一低毒的种类惠氏微囊藻（Ｍ５７４）ｒＤＮＡ１６Ｓ－２３Ｓ基因间隔区进行了序列的测定和分析,结果表明：ｒＤＮＡ１６Ｓ－２３Ｓ基因间隔区可以作为一个精细且稳定的指标,用一微囊藻的分类和鉴定。并从分子水平提出了同囊藻与惠氏微囊藻在种系有较近缘的关系,本文首次对微落属ＭｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓｒＤＮＡ基因间隔区全序列作了报道。为微囊藻属的鉴定及系     

铜绿微囊藻和四尾栅藻在不同温度下的生长特性及竞争参数计算

在实验室条件下,对铜绿微囊（Microcystis aeruginosa）和四尾栅藻（Scendesmus quadricauda）分别在温度22℃、26℃和30℃下进行了纯培养和混合培养,实验结果显示温度对两种藻类的生长和竞争都有显著影响。微囊藻在22℃、26℃和30℃纯培养下的最大生物量及平均特定增长率（μ）分别为444、1180和998（×104cells/mL）及0.33、0.38和0.37/d,说明微囊藻在26℃和30℃下生长较好;混合培养下的最大生物量及平均特定增长率分别为270、778和647（×104cells/mL）及0.34、0.43和0.46/d,显示微囊藻在混合培养下受到了栅藻一定程度的竞争抑制。栅藻在22℃、26℃和30℃纯培养下的最大生物量及平均特定增长率分别为830、984和464（×104cells/mL）及0.36、0.34和0.32/d;混合培养下的最大生物及平均特定增长率分别为538、554和387（×104cells/mL）及0.43、0.40和0.39/d,说明栅藻在温度22℃、26℃下生长较好,混合培养下栅藻的生长受微囊藻影响较大。各温度下两种藻类的生长都可以用Logistic方程拟合。微囊藻对栅藻的抑制参数α分别为1.68（22℃）、0.65（26℃）和0.76（30℃）,而栅藻对微囊藻的抑制参数β依次为0.43（22℃）、0.51（26℃）和0.25（30℃）,三个温度下α均大于β,产生这一结果的原因可能是由于微囊藻与栅藻在竞争过程中不仅表现为资源竞争,同时还存在着明显的他感作用,且可推测微囊藻对栅藻的他感作用大于栅藻对微囊藻的,且在22℃时为最大。     

样品制备过程对测定水中溶解态微囊藻毒素的影响

系统比较了5种不同材质滤膜对于制备溶解态微囊藻毒素的影响,发现了影响藻毒素测定样品前处理的关键操作步骤。结果表明,醋酸纤维滤膜（CA filter）最多可吸附样品中79%的藻毒素,导致测得的MCs浓度严重偏低。玻璃纤维（GF/C）滤膜和聚醚砜（PES）材质滤器对制备溶解态微囊藻毒素过程影响很小。另外,发现离心法无法完全去除野外水华样品中藻细胞,反而可能导致藻细胞破裂,释放藻毒素,影响水中溶解态微囊藻毒素的测定。研究结果将对发展水体中溶解态藻毒素测定标准方法提供依据。       

微囊藻毒素对鱼蛋白磷酸酶抑制作用的研究

微囊藻毒素是蓝藻的微囊藻属及其它几个属中的某些种或品系产生的次生代谢产物,由于这类蓝藻是产生淡水水华的主要生物,因而使得大量水体中有微囊藻毒素存在。这类毒素的一般结构为环（D一丙氨酸一L－X一赤一p甲基一D一异天冬酸一L－Y－Adda－D一异谷氨酸一N一甲基脱氢丙氨酸）,X．Y为两种可变氨基酸,已发现五十多种异构体,其中存在较多,毒性较大的是LRYR,RR,L,Y,R分别为亮氨酸,酪氨酸,精氨酸。MacXintosh等人首次发现微囊藻毒素对蛋白磷酸酶有极强的抑制作用,随后两阶段致癌实验证明微囊藻毒素有极强的促肿瘤作用,…     

微囊藻和栅藻共培养实验及其竞争参数的计算

以Ｌｏｔｋａ－Ｖｏｌｔｅｒｒａ的双种竞争模型为基础,进行试验设计。共培养试验中,两种藻类的增长行为是不同的,培养前期共培养中栅藻的数量大于纯培养中栅藻的数量,而在后期则相反,微囊藻则是在整个共培养过程中的数量都小于纯培养中的数量。通过纯培养取得参数Ｋ和ｒ,变模型的微分形式为差分形式,以生长曲线拐点（密度制约起始点）出现的时间作为计算竞争参数的起始时间。经模拟计算获得参数,表明微囊藻的抑制能力是栅藻     

藻类批量培养中的比增长率最大值

批量培养谷皮菱形藻、莱茵衣藻、粉核小球藻、斜生栅藻、羊角月牙藻和铜绿微囊藻等六种藻类,在对数生长期,逐日计数而确定比增长率最大值（μｍａｒ）,发现（μｍａｒ）值出现的时间在各种藻类中不同。同时讨论了每种藻类的（μｍａｒ）与营养物质、光强、温度和起始浓度之间的关系。铜绿微囊藻的（μｍａｒ）在一定的总磷（ＴＰ）浓度范围内随ＴＰ浓度呈上升趋势。根据获得增大率最大值的条件,对它们在浮游植物群落中的生态位作     

不同藻类对大型溞存活和生殖的影响

通过生命表技术观察了大型溞（Daphnia magna）在实验室恒定温度（25 ℃）下分别以梅尼小环藻、铜绿微囊藻905、铜绿微囊藻469和斜生栅藻为饵料时的存活率和生殖量变化,并据此探讨了不同藻类对大型溞生活史特征的影响。结果表明：大型溞食用梅尼小环藻和铜绿微囊藻469后生长良好,大型溞在斜生栅藻中也能较好生长,而铜绿微囊藻905对大型溞的生长和繁殖均有不良影响;大型溞对不同藻类的净生殖率(R₀)、世代历期(T)和内禀增长率(r_m)及存活率有不同的影响,梅尼小环藻分别为44.35、11.86、0.32、5%;铜绿微囊藻469分别为48.20、14.25、0.27、30%;斜生栅藻分别为8.10、12.47、0.17、15%;铜绿微囊藻905分别为0、0、0、0。     

一株囊藻毒素降解辅助菌的发现

太湖、滇池等水体爆发的蓝藻水华,对水体生态环境及人们生活带来了严重的影响,引起了各级政府的高度重视。目前每年从太湖中打捞的水华数以亿吨计,但由于其毒性较大,无法利用,同时大规模发生蓝藻的水体底泥藻毒素含量也在不断提高。微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是由淡水藻如微囊藻属、鱼腥藻属、     

巢湖蓝藻水华形成原因探索及"优势种光合假说"

为探索蓝藻水华的形成原因,从2007以来对巢湖西区浮游藻类种类、优势种季节变化、初级生产力、水质参数及优势种的光合生理生态学特性作了观测。关于蓝藻水华形成过程中迅猛发展的原因,近80a已提出了10种假说,但对解释巢湖形成的蓝藻水华,尚显不足。本文基于我们对蓝藻水华的了解,提出了如下“优势种光合假说”：（1）蓝藻水华包含各种藻类,蓝藻水华发生不仅与藻细胞浓度有关,还与水体初级生产力直接有关。巢湖中这两者在夏季最大,在冬季最小。但无定量关系。（2）水华藻类中生长最快、细胞密度最大的是优势种,含有多个优势种时可能随季节更替。巢湖几乎整年发生蓝藻水华,已检测出4种优势种都是蓝藻,从早春起先是水华鱼腥藻,以后有绿色微囊藻、惠氏微囊藻和铜绿微囊藻。（3）各种环境因子都影响优势种生长,其中少数主导因子影响较大。在巢湖富营养条件下,光强、温度和pH值是主导因子。（4）主导因子对优势种光合活性的影响,可决定其能否处于优势。巢湖的温度和pH值变化可能促进了惠氏微囊藻取代绿色微囊藻,铜绿微囊藻取代惠氏微囊藻,而光强变化可能调节冬季时水华鱼腥藻取代了绿色微囊藻,春季时正好是相反的取代。     

高铁酸钾/PAC 氧化-混凝去除水体中铜绿微囊藻

铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）是常见的水华种类。水华爆发时生态系统的结构和功能遭到破坏,同时产生毒素,因此研究微囊藻及其毒素的去除具有重要的意义。研究不同浓度的高铁酸钾与PAC 高铁酸钾与PAC 单独和协调去除水体中铜绿微囊藻和微囊藻毒素（Microcystin-LR,MC-LR）的去除效果。结果表明,采用高铁酸盐预氧化铜绿微囊藻,再通过PAC混凝协同作用,明显优于单独使用PAC混凝效果。20 mg×L-1高铁酸钾处理后水体中MC-LR含量降低,当高铁酸钾浓度升高至40 mg×L-1时候MC-LR 含量增加,但高铁酸钾浓度升高（100 mg×L-1）水体中MC-LR 减少;当8 mg×L-1高铁酸钾和8-16 mg×L-1PAC 联合作用时,不仅絮凝沉降藻细胞,而且高铁酸钾氧化水体中MC-LR,通过镜检发现不会造成藻细胞破裂。     

汾河太原河段浮游植物多样性及微囊藻产异味物质成因

2012年7月和10月,对汾河太原河段浮游植物多样性及微囊藻产异味物质进行了调查研究,并对其水质进行了评价。结果显示:(1)共鉴定出浮游植物6门65属126种,其中绿藻门种类最多,有25属57种,其次为硅藻门,有26属40种,蓝藻门有9属20种,其它门种类相对较少,包括裸藻门2属5种,甲藻门2属2种,隐藻门1属2种;(2)2012年7月份的优势种为蓝藻门的微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)、不定微囊藻(Microcystis incerta),硅藻门的尖针杆藻(Synedra acus),绿藻门的四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、美丽网球藻(Dictyosphaerium pulchellum)和甲藻门的微小多甲藻(Peridinium pusillum),10月份的优势种为蓝藻门的微小平裂藻、阿氏浮丝藻(Planktothrix agardhii)、两栖颤藻(Oscillatoria amphibia),硅藻门的尖针杆藻,绿藻门的四尾栅藻和隐藻门的啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa);(3)2012年7月份和10月份迎泽桥段浮游植物平均细胞密度分别为188.28×106个/L和58.66×106个/L,南内环桥段浮游植物平均细胞密度分别为83.78×106个/L和65.99×106个/L,表明水体为富营养型;(4)Margalef多样性指数(D)为2.04—2.68,Shannon-Wiener多样性指数(H)为0.49—1.00,Pielou均匀度指数(J)为0.13—0.26,数据分析显示汾河太原河段水质为中度污染至重污染;(5)通过对分离纯化的微囊藻挥发性异味物质的检测,8株微囊藻中有6株可产生明显的异味。经过嗅味判断及与常见异味种类标准品的比对,确定这6株微囊藻产生的异味物质主要为β-环柠檬醛(β-cyclocitral)。     

江苏滆湖浮游藻类群落结构特征

2004年4月—-2006年1月对江苏滆湖的浮游藻类进行了调查,分析了浮游藻类的群落结构、物种多样性以及浮游藻类与滆湖理化参数的相互关系。调查共鉴定出浮游藻类8f7147属267种,绿藻种类最多,其次是硅藻和蓝藻;优势种主要是铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、不定微囊藻（M.incerta）、点状平裂藻（Merismopedia punctata）、微小平裂藻（M.tenuissima）、线形棒条藻（Rhabdoerma lineare）和小空星藻（Goelastrum microporum）;总藻类密度年平均值为4871．09×10^-4 ind·L^-1,生物量年平均值为7．302mg·L^-1;密度秋季最高,生物量春、秋季较高;春季藻类物种多样性最高,多样性指数与其藻类密度负相关而与藻类生物量正相关;滆湖浮游藻类现存量由北向南逐渐减小,北部湖区与中部湖区浮游藻类现存量差异不显著,与南部湖区的差异显著,中部湖区与南部湖区间差异不显著。     

基于感光色素吸收信号的太湖藻类识别

铜绿微囊藻和斜生栅藻是太湖"水华"的主要藻种,基于室内纯铜绿微囊藻、斜生栅藻组成色素的吸收系数,通过四阶微分、标准化系数等方法对太湖水体浮游植物中铜绿微囊藻和斜生栅藻进行识别,并确定其组成比例。结果表明,纯藻组成色素的吸收系数应用于其在太湖水体浮游植物中比例的确定和识别中,能够全面考虑辅助色素的识别作用,较好地避免非色素物质吸收信号的干扰,具有较好的识别效果。太湖水体浮游色素中铜绿微囊藻比例最高,斜生栅藻次之,由夏季向冬季过度中,铜绿微囊藻比例不断减小,斜生栅藻的比例逐渐升高,但铜绿微囊藻比例仍略高于斜生栅藻;铜绿微囊藻的区域分布差异性较小,但时间差异性相对较大,而斜生栅藻恰恰相反,空间分布差异性较大而时间分布差异性较小。       

温度对两种蓝藻种间竞争的影响

通过室内实验研究了不同温度条件下主要水华藻类——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginisa)和巨颤藻(Oscillatoria princeps)的生长和种间竞争。结果表明:无论在纯培养体系还是混合培养体系中,微囊藻在25℃下生长最好,颤藻在30℃下生长最好;温度对藻类的种间竞争抑制参数能够产生明显影响,在20℃、25℃、30℃3个温度下,颤藻对微囊藻的竞争抑制参数随温度的升高而升高,30℃时颤藻对微囊藻的竞争抑制参数分别是20℃和25℃时的1.42倍和1.13倍,微囊藻对颤藻的竞争抑制参数则表现为25℃>30℃>20℃,25℃时微囊藻对颤藻的竞争抑制参数分别是20℃和30℃时的1.54倍和1.21倍,在20℃、25℃、30℃3个温度下,微囊藻对颤藻的竞争抑制参数均大于颤藻对微囊藻的竞争抑制参数,说明在各试验温度下,微囊藻对颤藻的抑制能力均大于颤藻对微囊藻的抑制能力;根据Lotka-Volterra竞争模型中的两物种竞争结果可初步判断,20℃和25℃温度下,微囊藻在竞争中取胜,30℃下,微囊藻和颤藻可以实现不稳定共存。     

两座抽水型水库蓝藻种群与微囊藻毒素的比较分析

2008年每隔两月调查1次广东省两座抽水型水库:凤凰山水库和南屏水库的蓝藻组成与微囊藻毒素分布特征.结果共检测到蓝藻有14属,主要为丝状体和群体种类,常见的有假鱼腥藻属(Pseudanabaena)、蓝纤维藻属(Dactylococcopsis)、湖丝藻属(Limnothrix)、拟柱孢藻属(Cylindrospermopsis)和色球藻属(Chroococcus).两座水库的蓝藻细胞密度为119～137373 cells mL-1,微囊藻毒素浓度为0～2.26μg L-1.凤凰山水库的全年微囊藻毒素浓度均低于国家安全标准(1 μg L-1),最高浓度出现在3月份;南屏水库在丰水期微囊藻毒素浓度高于凤凰山水库,最高浓度出现在7月(2.26μgL-1).长水力滞留时间的凤凰山水库的蓝藻细胞密度比短水力滞留时间的南屏水库高出1个数量级.两座水库蓝藻细胞密度的峰值都出现在枯水期的3月,这主要与温度和调水量变化引起的营养盐季节性变化有关.假鱼腥藻、湖丝藻和拟柱孢藻是凤凰山水库的优势蓝藻种类,大多数情况下相对丰度超过50%.在南屏水库,枯水期蓝藻以丝状体种类为优势,丰水期则以群体种类为优势.温度和调水量的季节性变化引起的营养盐季节性变化可能是引起南屏水库不同生活类型优势蓝藻种类季节演替的主要因素.     

金藻吞噬微囊藻产生的无毒变异株与产毒原始株的比较

分别从喂食三株原始产毒铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa(AC、DS和PCC 7820)的金藻Poterioochromonassp.培养物中获得三株藻,以Nest PCR方法(引物对CC/CG和CH/CI)确定此三株藻均为微囊藻属藻株.HPLC测试结果显示这三株藻均不产生微囊藻毒素.显示Poterioochromonas sp.具有将产毒微囊藻转化为尤毒微囊藻的能力.比较产毒原始株与无毒变异株的生理特性发现,变异株的类胡萝卜素/叶绿素比值高于原始株;而光反应曲线结果表明,变异株的PSⅡ的量子产率和光合作用活力高于原始产毒株,并且变异株在较低光强下就可达到最大的光合作用活力.显示喂食后产生的变异株比原始株有较高的光合作用效率.变异株的藻蓝蛋白/叶绿素比值则低于原始株,光合作用最适光强低于变异株,并且显示产毒原始株通过增加藻蓝蛋白的相对含量来提高对光照的吸收.变异株具有较高的光合作用效率和藻蓝蛋白含量可能是其能够在微囊藻和金藻混合培养的群体中占优势的原因之一.     

滇池优势水华蓝藻微囊藻的环肽成分

从滇池优势水华蓝藻微囊藻的干藻粉中分离出一环肽化合物,经光谱数据分析鉴定为Anabeanopeptin F（1）,其结构为cyclo（Phe-MeAla-Hty-Ile—Lys）-NH—CO—NH—Arg。     

铜陵铜尾矿废弃地生物土壤结皮中的蓝藻多样性

生物土壤结皮是生态系统原生演替过程中的一个早期阶段,在铜陵铜尾矿废弃地自然生态恢复过程中生物土壤结皮在尾矿废弃地表面广泛分布.以生长在铜陵杨山冲和铜官山2处铜尾矿废弃地的生物土壤结皮为研究对象,运用常规培养方法和变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)对不同群落生物土壤结皮中的蓝藻多样性及优势类群进行研究.结果表明2种研究方法所获得的蓝藻种类组成具有明显差异.显微观察结果表明常规培养试验中主要蓝藻类群为微囊藻属(Microcystis)、色球藻属(Chroococcus)、颤藻属(Oscillatoria)、念珠藻属(Nostoc)和浮鞘丝藻属(Planktolyngbya),其中优势种类主要为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、断裂颤藻(Oscillatoria fracta)和细浮鞘丝藻(Planktolyngbya subtilis);提取样品中微生物总DNA,对蓝藻16SrRNA进行PCR-DGGE分析,回收DGGE图谱中24个条带进行测序分析,结果显示,所有序列与GenBank数据库中的近缘蓝藻的相似性系数均在93％以上,其中优势蓝藻类群主要隶属于微鞘藻属(Microcoleus)和细鞘丝藻属(Leptolyngbya),裸地(YL)处和木贼群落下尾矿表面(YM)的生物土壤结皮中优势蓝藻类群主要为微鞘藻属,而黄色真藓-藻类混合结皮(YT)和白茅群落( YB,TG)下的生物土壤结皮中的优势类群主要隶属于细鞘丝藻属.     

超声波对铜绿微囊藻超微结构和生理特性的影响

为了研究超声波对蓝藻细胞的影响,利用超声波（40W）处理200 mL铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa） 悬浮液20min,之后继续培养并于不同时间取样检测。检测悬浮藻细胞生物量发现其3d降低了97.84%;分别观察1、3、5d时沉降藻细胞超微结构变化,发现13d时细胞内脂质颗粒和藻青素颗粒增多、类囊体片层断裂、藻胆体脱落,5d时拟核区萎缩消失、细胞基础结构解体、胞质出现空洞、胞内结构颗粒降解;检测藻细胞光合放氧速率、叶绿素a （Chl.a）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性、膜透性以及跨膜ATP酶活性,发现光合放氧速率3d下降24.83%,Chl.a含量5d下降23.75%,超声组细胞SOD活性变化幅度比较大,但总体上活性降低,而CAT活性则表现为先增后减,活性始终大于对照组,同时胞内有机物渗出量增大,三种跨膜ATP酶活性（Na+/K+-ATPase、Mg2+-ATPase 和Ca2+-ATPase）均先升后降,并与膜透性变化相关。以上结果表明,超声波使铜绿微囊藻细胞沉降,并对其造成了胁迫,使部分藻细胞光合作用减弱,光合色素遭到损伤,细胞膜透性增大,甚至引起藻细胞程序性死亡。SOD活力的快速降低表明超声波使藻细胞内超氧离子（O2-）过量累积,从而对藻细胞造成氧化损伤,除此之外,超声波使藻细胞基础结构破坏、细胞内结构颗粒降解、细胞膜透性增大,这些都可能是致使部分铜绿微囊藻细胞死亡的重要原因。铜绿微囊藻细胞CAT以及跨膜ATP酶活性增大,表明藻细胞增强抗氧化酶活性以及离子调控和能量活动以抵御超声波的胁迫,而当胁迫随着时间减小后,细胞开始恢复生长和代谢,酶活力开始降低。       

巢湖微囊藻产毒株的分离、保存及种属特异性鉴定

利用平板划线结合液体培养的方法从巢湖分离得到一个藻株,命名为Chaohu-1。甲醇粗提该藻株所产生的藻毒素(MCs),经固相萃取、HPLC检测,证实该藻株产生毒性最强的Microcystin-LR。藻细胞呈绿色球状,群体为无规则网状。全细胞PCR扩增藻蓝蛋白基因间隔序列(PC-IGS),结果与GenBank中已有的铜绿微囊藻属序列相似性达99%。综合形态学和分子生物学的分析结果,表明我们首次从巢湖分离得到1个产毒的铜绿微囊藻藻株。同时我们摸索出该藻株冻存及复苏方法,为藻株的长期保存及后续研究打下了基础。