固氮蓝藻“红圈病”的研究——Ⅰ.“红圈病”在大面积培养蓝藻中的危害以及防范措施

对蓝藻“红圈病”的病症、发病条件、传播程度方式、危害进行了研究。结果表明,发病条件与蓝藻最佳生长条件基本一致;病原通过水体和带病藻体传播,对藻的产量和质量均造成严重危害。同时探讨了综合防治措施。     

蓝藻的硫氧还蛋白

蓝藻(蓝细菌)是一种分布广泛,结构简单的原核生物。不象其它的光合细菌,蓝藻含有叶绿素a,并且象真核藻和高等植物一样,以分解水作为光合电子传递的电子源。有许多种蓝藻能够固氮。大多数丝状蓝藻具有营养胞和异形胞。异形胞是厌氧的固氮场所。       

固氮蓝藻的干燥保存试验

藻种或菌种的保存方法,在实验室中,一般是采用接种在固体培养基上,在较低的温度下进行保存,并需要经常进行移种培养;在生产上,固氮细菌一般是采用泥炭土等为基体混合保存,作为商品细菌肥料,体积重量都很大而所含的细菌数量有限,增加了运输上的困难。在肯定了固氮蓝藻对水稻有一定的肥效,并开始进行田间肥效试验以后,如何保存和运输蓝藻藻种也成为一个需要解决的问题。在日本,最初是采用航空运输培养液的方法,     

硫酸铜强化固氮蓝藻生长的研究

培养基中添加0.005—0.03ppm 铜能强化固氮蓝藻生长。混合藻种(鱼腥藻属混合藻种)、固氮鱼腥藻 Anabaena azotica(水生686)和多变鱼腥藻 Anabaena variabslis(水生1058)最佳铜浓度分别为0.01ppm 和0.03ppm。池底铺土进行培养固氮蓝藻,铜浓度的范围略宽。     

水稻田中固氮蓝藻固氮活力的昼夜变化

蓝藻的固氮和光合作用密切联系,为了解固氮蓝藻在田间固氮活力的变化,我们对田间的蓝藻在不同生境下的固氮活力和昼夜变化进行现场(in situ)测定发现: 1.在不同生境中生长的各种固氮蓝藻的固氮活力的昼夜变化节律不尽相同,一般为一天出现一个活力高峰,在薄膜复盖培养池中高峰出现在中午(13∶00),而露田则在9∶00—12∶00之间;个别还出现两峰现象。2.不同种类的固氮蓝藻在田间的固氮活力有明显差别,混合藻种的酶活力最高,类颤鱼腥藻次之。3.不同生长期的类颤鱼腥藻的酶活力有明显不同。生长旺盛的活力高,衰老的活力低。4.稻田中不同小生境对蓝藻固氧酶活力有显著的影响,在水底生长的类颤鱼腥藻移至水面,其活力明显降低。根据蓝藻在田间的固氮活力的昼夜交化以及生境改变和生长状态对活力的影响,依估算生长良好的蓝藻在水田的固氮量最高可达285克氮/天/1000斤藓藻,最低51克氮,平均163克氮。假如在田间生长连续10天,即可固定1630克氮,相当于16.3斤的硫酸铵。但和测定的较高固氮活力(=258克氮/天相当于25.8斤硫铵)相比,固氮活力的潜力是相当大的。如能提高固氮蓝藻在田间的产量, 则其固氮量可大大增加。     

溶藻细菌FS1的溶藻效果与机制初探

近年来,由水体富营养化引发的蓝藻水华频繁暴发,对水体生态系统平衡产生了重大影响,给人类健康也带来严重威胁。生物法除藻具有高效性、环境友好等优点,因此,如果能获得具有较高溶藻效率的溶藻细菌,选择生物法除藻更为理想。从菏泽一富营养化池塘分离得到1株溶藻细菌FS1,经16S rDNA测序分析鉴定为芽胞杆菌属。实验以铜绿微囊藻为研究对象,采用血球计数板法计算反应前后藻细胞的浓度,对不同生长阶段溶藻细菌FS1的溶藻效果进行了探究。停滞期、对数期、稳定期和衰亡期的除藻率分别为7.1%、24.3%、57.0%和45.5%,结果表明,处于稳定期的FS1对铜绿微囊藻的去除效果最佳。细菌溶藻方式的研究结果表明,溶藻细菌是通过分泌溶藻物质间接溶解藻细胞。     

我国的几种蓝藻的固氮作用

湖北、湖南和江西等地采集的稻田蓝藻经过分离、培养、缺氮培养初步找到可能固氮的蓝藻后,进一步得出了无菌的纯培养的蓝藻藻种,经过试验和用微量凯氏法测定其产生的氮量,确定了四种蓝藻系固氮蓝藻。在100毫升无菌无氮培养基中生长四天的结果测定,水生686固氮蓝藻(Anabaena azotica)、水生678固氮蓝藻(A.azotica forma a)、水生670固氮蓝藻(Anabaena variabilis forma)和水生508固氮蓝藻(Nastoc Linckia forma)的固氮量分别为1.0146、0.938、0.8614和0.759毫克。     

一株溶藻细菌对海洋原甲藻的溶藻效应

从深圳大鹏湾南澳赤潮爆发海域的表层海水中分离得到1株对海洋原甲藻(Prorocentrum micans)具有溶藻活性的海洋细菌,菌株编号为N10。利用液相感染法研究了该溶藻细菌的溶藻效果和溶藻作用方式。结果表明,菌株N10能使藻细胞失去运动活性,并膨胀变形,细胞膜内物质聚集于一端,藻细胞最终破裂死亡。菌悬液接种到藻液中的量越大,初始细菌密度越高,其溶藻效果越强。菌悬液以1∶10的体积比接种到藻液中时,藻细胞在24 h的死亡率为83%,至72 h全部溶解死亡;体积比为1∶20的藻细胞在24 h的死亡率为71%,之后藻细胞密度略有波动,120 h时死亡率达77%;而体积比为1∶100的藻细胞密度在前24 h有所下降,死亡率达39%,之后藻细胞密度又开始明显上升;对照组的藻细胞密度均呈明显上升趋势。菌悬液过滤液和高温加热处理后的菌悬液过滤液对海洋原甲藻均无溶藻活性,表明菌株N10的溶藻方式为直接溶藻。通过16S rRNA序列分析并与GenBank数据进行同源性检索,并结合细菌形态及生理生化特征,菌株N10隶属于黄杆菌科(Flavobacteriaceae)中的Muricauda sp.。     

几种固氮蓝藻的固氮酶活性及其某些特性

对三种固氮蓝藻：固氮鱼腥藻(水生686)、柱孢鱼腥藻和鱼腥藻7120的整细胞及无细胞抽提液的固氮酶活性,进行了比较研究。水生686的整细胞酶活虽然不低(51．9毫米乙烯峰高／光密度／30分),仅次于柱孢鱼腥藻,但其无细胞抽提液的酶活却最低。这可能与它含有大量藻胶有关。研究了Mn^ 、Fe^ 对蓝藻固氮酶的作用,以及测定其在不同酶浓度下的反应动力学表明：柱孢鱼腥藻中不存在象深红螺菌中所看到的那种激活因子。用甲苯-乙醇溶液处理藻细胞,对固氮酶作原位测定,探索了它的氧损伤及氧保护机理。     

固氮蓝藻干藻种制备及其在稻田中的应用效果

固氮鱼腥藻“水生1042”在室内培养条件下的对数生长期为5天,在此期间栗制的藻种复苏能力最强,固氮活性也高,通过复苏培养4天的蓝藻固氮力为 217．7n mol C2H4／mg于藻／小 时。     

几种固氮蓝藻的固氮酶活性及其某些特性

对三种固氮蓝藻:固氮鱼腥藻(水生686)、柱孢鱼腥藻和鱼腥藻7120的整细胞及无细胞抽提液的固氮酶活性,进行了比较研究。水生686的整细胞酶活虽然不低(51.9毫米乙烯峰高/光密度/30分),仅次于柱孢鱼腥藻,但其无细胞抽提液的酶活却最低。这可能与它含有大量藻胶有关。研究了Mn++、Fe++对蓝藻固氮酶的作用,以及测定其在不同酶浓度下的反应动力学表明:柱孢鱼腥藻中不存在象深红螺菌中所看到的那种激活因子。用甲苯-乙醇溶液处理藻细胞,对固氮酶作原位测定,探索了它的氧损伤及氧保护机理。       

稀土对固氮蓝藻以肥促肥作用的研究

稀土与固氮蓝藻在农业上均为应用很广的肥料,前者为微量元素肥料,后者为生物氮素肥料。稀土对固氮蓝藻这种快速生长的低等植物,是否有促进其固氮作用进而起到增产增质的效果?以多大浓度施用比较适宜?迄今尚未见有报导,为此,我们进行了稀土在固氮蓝藻上应用效果的试验研究。通过试验,观察到稀土对固氮藻的产量和质量都有影响,在稀土有效浓度范围内,稀土对固氮蓝藻能起增产增质的效果。     

蓝藻固氮对人工湿地颗粒物有机氮的贡献

固氮蓝藻能为水生态系统输入新氮,生物固氮对水体氮的贡献观点不一。人工湿地中固氮蓝藻输入的新氮对除氮效率的影响仍不明晰。本研究通过连续监测,比较了北京野生动物救护中心水禽栖息的人工湖和净化其水质的人工湿地中的浮游植物组成、颗粒物有机氮(PON)和水体固氮速率(Rn),分析固氮蓝藻鱼腥藻属(Anabaena)和非固氮蓝藻微囊藻属(Microcystis)藻细胞密度的季节变化,及其与水体PON和Rn相关性。通过IsoSource软件分析15N自然丰度,计算了各个来源(大气N_2、鸟粪、沉积物和水体硝酸盐)对人工湖和人工湿地中PON的贡献率。结果显示,人工湖中鱼腥藻和微囊藻交替爆发,Rn与PON和鱼腥藻细胞密度均呈正相关(P0.05),说明鱼腥藻输入的新氮可能被微囊藻利用转化为PON。大气N_2对生长季人工湖和人工湿地PON贡献率分别为0.5%~82.0%和50.0%~86.0%,9月水体固氮速率达到最高时大气N_2对PON贡献率可达80%以上。本研究表明,人工湖中的鱼腥藻固氮能为微囊藻提供可利用氮,可能是人工湖夏季微囊藻水华的原因之一。由于浮游植物在表流人工湿地较难沉淀和吸附,浮游植物增多使人工湿地去除PON的能力降低,因此鱼腥藻固氮可能间接降低人工湿地除氮能力。     

苔藓-蓝藻共生体多样性及固氮潜力研究现状

苔藓与固氮蓝藻形成的共生体是许多受氮限制的天然陆地生态系统氮的主要来源,在全球氮循环中发挥着重要作用。不同生态系统的苔藓-蓝藻共生体物种组成及生长环境不同,固氮能力差异巨大。目前苔藓-蓝藻共生体的研究集中在北半球高纬度生态系统中,其他生态系统报道较少且零散。本文统计了已报道的苔藓-蓝藻共生体在全球生态系统中的分布、物种组成、蓝藻定殖率、蓝藻丰度及固氮潜力。统计发现,全球目前共发现参与苔藓-蓝藻共生的苔藓植物41科58属110种,蓝藻9科17属(≥26种);不同生态系统苔藓-蓝藻共生体的苔藓物种组成差异大,例如在北方森林中,赤茎藓(Pleuroziumschreberi)-蓝藻为优势共生体,泥炭藓(Sphagnumspp.)-蓝藻是湿地生态系统中的优势共生体,而念珠藻(Nostoc)类以其独特的生理特性和强大的生态适应能力成为多数生态系统中的优势蓝藻类群;不同生态系统中蓝藻在苔藓植物上的定殖率、丰度及固氮能力具有较大差异;在全球生态系统中,北极苔原及北方森林生态系统的固氮量均较高,最高的固氮量发生在北极苔原生态系统(1.3–24.6 kg N·ha^–1·yr     

双季晚稻田大面积放养固氮蓝藻的试验

通过晚稻田大面积放养固氮蓝藻试验,我们初步提出了土池大量培养和茬口田大面积生产藻种等一系列的培养和生产藻种的技术措施;生产了30吨的鲜藻种接种到晚稻田中。经过加强管理,先锋大队990亩晚稻田全部养藻化。接种的藻生长旺盛,平均产量达到1000斤/亩以上。抽样测产估计,晚稻田中鲜藻量达到500吨。晚稻田养藻使水稻增产约10%,个别达到20%以上。因此,晚稻田放养固氮蓝藻为晚稻开辟了新的有希望的肥源。       

醋酸钙不动杆菌的分离鉴定及溶藻特性

淡水微囊藻水华不仅造成水体动植物缺氧死亡,而且释放藻毒素,影响人类和其它动物的健康。利用液体感染技术,从河南省平顶山市白龟山水库分离一株能够溶解铜绿微囊藻PCC 7806的溶藻菌,命名为溶藻菌5,16S r DNA核苷酸序列测序证实该菌株为醋酸钙不动杆菌。它具有一定的溶藻特异性,只溶解PCC 7806,对FACHB-930和斜生栅藻没有影响,能够促进衣藻和红球藻的生长。最佳溶藻体积比为1∶1。溶藻菌5的菌体和无细胞培养物均具有相同的溶藻效果。显微观察藻细胞被溶解的黄化液显示细菌并未附着在藻细胞周围,也无菌胶膜形成。表明溶藻菌5可能通过释放杀藻物质和与藻竞争营养物质两种机制溶解藻细胞。     

双季晚稻田大面积放养固氮蓝藻的试验

通过晚稻田大面积放养固氮蓝藻试验,我们初步提出了土池大量培养和茬口田大面积生产藻种等一系列的培养和生产藻种的技术措施;生产了30吨的鲜藻种接种到晚稻田中。经过加强管理,先锋大队990亩晚稻田全部养藻化。接种的藻生长旺盛,平均产量达到1000斤／亩以上。抽样测产估计,晚稻田中鲜藻量达到500吨。晚稻田养藻使水稻增产约10％,个别达到20％以上。因此,晚稻田放养固氮蓝藻为晚稻开辟了新的有希望的肥源。     

不同固氮能力蓝藻放氢的研究

蓝藻和光合细菌一类光合固氮生物的放氢,由于与能源开发和固氮效率有密切联系而受到研究者的注视。以前我们在结合固氮研究放氢的实验中,不仅观察到蓝藻放氢对光有明显的依赖关系,体现了放氢对光合作     

话生物肥源——固氮蓝藻的识别和利用

蓝藻能光合自养,属古老的单细胞原核生物。目前已知的有二千余种,其中固氮蓝藻一百多种,常见的有念珠藻属（Ｎｏｓｔｏｃ）、单歧藻属（Ｔｏｌｙｐｏｔ－ｒｉｘ）、鱼腥藻属（Ａｎａｂａｅｎａ）等俗称“青苔”。蓝藻含有藻蓝素,故多为蓝绿色,手感微带粘滑;显微镜下见不到叶绿体和细胞核;用碘液染色,没有蓝色淀粉出现,可视为蓝藻共有的特性;是识别蓝藻并和其它藻类区别开来的方法。鉴别蓝藻有无固氮能力,可看它能否在缺氮的营养液中生长;根据这个原理,就可判断：凡能在潮湿,贫瘠缺氮的表土、岩石、墙基、屋顶、树皮、荒漠、火…     

溶藻细菌DC-L5的分离、鉴定及其溶藻特性

从滇池蓝藻水华集聚区分离获得一株溶藻细菌DC-L5,通过形态及16S rDNA测序分析鉴定为短小芽孢杆菌.用小白鼠进行生物安全实验,小白鼠无中毒症状.研究表明当细菌处于对数生长期时溶藻效果最强,共培养5d使铜锈微囊藻的叶绿素α含量下降83.33%,使惠氏微囊藻、绿色微囊藻、水华束丝藻和水华鱼腥藻4种蓝藻叶绿素α下降率最高为67.6%,最低为58.5%,平均为62.25%.离心沉降后,发现沉淀菌体和无菌上清液对铜锈微囊藻都有溶藻效果,但溶藻效果不及原菌液,推测DC-L5可能是通过直接接触使藻细胞凝聚下沉及进一步的生物降解,同时存在抑制藻细胞生长的胞外分泌物.高温热处理后菌液溶藻作用不明显,推测高温可能使菌体或胞外分泌物质失活.