不同硝酸钾浓度对蔷薇藻生长及生理特性的影响

蔷薇藻(Rhodella reticulata)是属于红藻门的一种海洋单细胞微藻,其生长过程中产生藻胆蛋白、胞外多糖等生物活性物质.研究了不同硝酸钾浓度对蔷薇藻生长代谢的影响,分析测定蔷薇藻比生长速率、胞外多糖产量、藻蓝蛋白含量、色素含量、硝酸还原酶活性和SOD活性等参数.结果表明,与无氮培养基相比,蔷薇藻在以硝酸钾为氮源,浓度为0.75 g/L的条件下生长最好,硝酸还原酶活性最大,分别得到最大的藻蓝蛋白产量(24 mg/L)和类胡萝卜素含量(1.42 mg/L);当KNO3浓度为7.5 g/L时,获得最高叶绿素a含量为1.91 mg/L;高氮源有利于产糖,当KNO3浓度为30 g/L时,得到最高胞外多糖产量为1.633 g/L;SOD活性随硝酸钾浓度增加而增大.     

葛仙米生长的尺度效应

为考察葛仙米(Nostoc sphaeroides)群体粒径变化对营养成分和光合活性的影响, 测定了生长过程中不同粒径群体的色素成分、光合特性和多糖含量。结果表明: 叶绿素a、藻胆蛋白含量随群体粒径增大而降低; 类胡萝卜素含量在粒径4.85 mm时最高, 藻蓝蛋白/叶绿素a、藻红蛋白/叶绿素a以及别藻蓝蛋白/叶绿素a的比值随粒径增大先降低后升高; 最大潜在光合能力(F_v/F_m)随群体粒径增大逐渐降低, 大群体可通过光系统I介导的环式电子传递链耗散多余能量以保护光合作用系统; 多糖含量在粒径3.03 mm时最高。研究结果显示葛仙米生长具有明显的尺度效应, 细胞组分与光合活性对群体粒径变化具有显著的响应, 开展规模化培养和采收需要关注这一效应。     

生长素吲哚乙酸对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响

为了探究生长素吲哚乙酸(IAA)对产毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的影响, 从生长、光合色素含量、叶绿素光诱导荧光特征、脂质氧化和微囊藻毒素合成特性等方面, 研究了IAA对M. aeruginosa CHAB6301生理生化及产毒的影响。结果表明, 在低浓度IAA(0.04和0.2 mg/L)条件下, 铜绿微囊藻生长、叶绿素含量、光合系统(PSⅡ)电子传递效率及藻毒素含量均无明显变化, 藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和丙二醛(MDA)含量均低于对照。高浓度IAA(1和5 mg/L)能够促进细胞生长, 提高叶绿素含量, 但是抑制藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量, 降低膜脂过氧化程度和细胞内藻毒素合成。综合各指标测定结果, 低浓度IAA对M. aeruginosa CHAB6301生长和光合作用影响不明显, 而高浓度IAA可促进藻细胞生长和光合作用, 增加微囊藻水华形成几率。     

氮、磷营养盐对底栖硅藻的生长及生化组成影响

目的:研究了从福建连江海域分离得到的一株野生底栖硅藻(Nitzschia.constricta)的生长和生理特性.方法:测定了在不同氮磷浓度条件下比增长速率、色素,以及不同时期底栖硅藻蛋白和胞外多糖的积累情况.结果:当硝酸氮浓度为900mg/l时,获得最大比增长速率0.21和叶绿素a含量4.31mg/l、类胡萝卜素含量3.44mg/l、胞外多糖产率90.57μg/ml.当氮浓度为75mg/l时,在第10d得到最大蛋白产率28.90μg/ml.当磷浓度为4.4mg/l时,可得到最大比增长速率0.13、叶绿素a含量3.42mg/l、类胡萝卜素2.82mg/l、蛋白含量23.16μg/ml,无磷培养基中第5d的胞外多糖产率最高13.51μg/ml.结论:氮磷营养盐浓度的增加促进了此种底栖硅藻的生长,但不一定会促进蛋白及胞外多糖的产生.     

葡萄糖和乳糖对钝顶螺旋藻生长和色素含量的影响

葡萄糖和乳糖能促进钝顶螺旋藻生物量的增加,降低叶绿素a和类胡萝卜素含量,但对藻胆蛋白含量的影响不显著。比较而言,乳糖更有利于钝顶螺旋藻混养生物量的提高。     

静止和充气培养条件下短期紫外辐射对钝顶螺旋藻光化学效率的影响

为了研究短期太阳紫外辐射对钝顶螺旋藻的影响,作者将静止和充气培养的藻体,暴露在全波长太阳辐射PAB(PAR UVA UVB),去除UVB辐射PA(PAR UVA)及切断所有紫外辐射的光合有效辐射P(PAR)三种光处理条件下,测定了其光化学效率的变化。结果表明,紫外辐射(UVP)及光合有效辐射(PAR)均能导致钝顶螺旋藻的光化学效率降低,表现出了明显的光抑制,但是,UVR可导致更大程度的光抑制。充气培养条件下,与早晨(07:00)初始值相比,PAR导致了11%~20%的光抑制,而UVR(PAB-P)所产生的额外光抑制占9%~31%;静止培养条件下,UVR的存在使得螺旋藻的光化学效率趋近于零(无法检出)。在两种培养条件下,藻细胞所受最大光抑制均发生在中午,下午(17:00)表现出不同程度的恢复。紫外辐射使得类胡萝卜素及藻蓝蛋白与叶绿素a含量的比例增大。与PAB和P相比,PA处理使得螺旋藻类胡萝卜素和藻蓝蛋白与叶绿素含量之比明显升高,UVA可能会诱导类胡萝卜素及藻蓝蛋白的合成。     

不同光质对钝顶螺旋藻生长和放氧放氢活性的影响

红光下培养的螺旋藻生长快,于物质积累多,叶绿素含量和藻胆蛋白含量较高;绿光下培养的藻蛋白质含量及放氢活性高;蓝光下培养的藻的放氧活性最高。     

培养条件对螺旋藻生长和藻胆蛋白含量的影响

研究了不同质量浓度尿素代替硝酸钠作氮源和不同氯化钠质量浓度改变渗透压对螺旋藻的生长和藻胆蛋白含量的影响。结果发现适宜质量浓度尿素 ( 0 .1g·L-1)培养可加快螺旋藻生长 ,增加藻胆蛋白含量 ;质量浓度高于 0 .2g·L-1其生长受到抑制 ;而质量浓度过高 (≥ 0 .4g/L)时培养几天螺旋藻即断裂并逐渐死亡。培养基中不加氯化钠或质量浓度为 2 0g·L-1时培养 ,生长速度均与对照相当 ,但藻胆蛋白含量比对照要高 ;质量浓度为 40g·L-1～ 6 0g·L-1时培养 ,其生长明显变慢 ,且氯化钠浓度越高生长越慢 ;当质量浓度过高 (≥ 6 0g·L-1)时培养 3d ,螺旋藻细胞即破裂死亡。     

球等鞭金藻对氟苯尼考胁迫的响应研究

研究以球等鞭金藻(Isochrysis galbana)为研究对象, 分析在不同浓度氟苯尼考暴露下, 球等鞭金藻的生长、叶绿素、类胡萝卜素和脂肪酸含量的变化。结果表明, 氟苯尼考对球等鞭金藻的生长呈“低促高抑”作用, 其72h-EC₅₀为17.12 mg/L; 随着暴露浓度(≥1 mg/L)增加, 细胞内叶绿素含量显著下降, 光合作用受到抑制, 而类胡萝卜素含量显著上升。脂肪酸和类胡萝卜素共同参与藻细胞的防御机制, 氟苯尼考(< 1 mg/L)暴露引起细胞内总脂肪酸含量显著降低。研究探究了水产养殖环境中抗生素残留的生态风险, 为水产养殖过程中抗生素的科学合理使用提供了理论依据。     

一株红孢囊藻(Rhodosorus sp.SCSIO-45730)总糖和β-葡聚糖的积累特性研究

红孢囊藻(Rhodosorus sp.)可以积累高含量多糖,在医药保健和生物能源领域具有潜在开发价值。为进一步评估红孢囊藻(Rhodosorus sp.)产业化潜力,研究了一株红孢囊藻SCSIO-45730在盐度不同的4种培养基中生长及总糖和β-葡聚糖积累特性,结果表明:改良的ASW培养基相对于其他培养基(f/2、Conway和Erdschreiber)更有利于红孢囊藻SCSIO-45730生物量和总糖的积累。以ASW培养基为基础培养基,研究该藻盐度适应性,结果显示:该藻可在18‰-58‰盐度范围内正常生长,随着盐度增加,藻细胞体积逐渐增大且出现聚团现象;在盐度为38‰时,获得最大生物量、总糖含量和产率以及β-葡聚糖产率,分别为13.70 g/L、48.52%DW、412.58 mg/L·d和119.70 mg/L·d,β-葡聚糖含量随着盐度增加而降低;该藻在户外平板光生物反应器中总糖和β-葡聚糖单位体积产量分别为0.73 g/L和0.23 g/L。结果表明,红孢囊藻SCSIO-45730具有较广的盐度适应性、高产总糖和β-葡聚糖潜力,是生产生物乙醇和β-葡聚糖的理想原料。     

外源MeJA胁迫对盐生杜氏藻生理生化特性的影响

研究外源茉莉酸甲酯(MeJA)对盐生杜氏藻细胞β-胡萝卜素含量、叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,当外源MeJA浓度为0～100μmol/L时,随着MeJA浓度的升高,β-胡萝卜素和叶绿素含量呈上升趋势,当MeJA浓度为100μmol/L时,盐生杜氏藻β-胡萝卜素和叶绿素含量最高,当MeJA处理浓度大于100μmol/L时,盐生杜氏藻β-胡萝卜素和叶绿素含量逐渐降低。生理生化结果分析表明,外源MeJA处理可提高盐生杜氏藻POD酶和SOD酶活性,随着MeJA浓度的增加,SOD酶活性呈逐渐上升的趋势,POD酶活性呈先上升后下降的趋势,与β-胡萝卜素含量、叶绿素含量的变化趋势基本一致,说明外源MeJA处理可诱导盐生杜氏藻β-胡萝卜素积累可能与叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性有关。     

白色LED复合光谱对4种淡水微藻的影响

利用光效高、耗能小的LED光谱作为光源培养微藻能够降低微藻培养的成本,促进微藻培养实现工业化。比较了6种已市场化的,具有不同光强、不同光谱组成的白色LED复合光谱(1号,光强2 162 lx;2号,光强2 227lx;3号,光强2 794 lx;4号,光强4 587 lx;5号,光强5 356 lx;6号,光强6 244 lx)对4种淡水微藻生长情况和叶绿素含量的影响。结果发现:四尾栅藻在5号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为2.89 g/L和0.32g/(L·d)(以细胞干质量计);钝顶螺旋藻在4号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为5.05 g/L和0.33 g/(L·d);布朗葡萄藻在6号光源下,有最大生物质质量浓度和比生长速率,分别为1.22 g/L和0.25g/(L·d);而集胞藻在光强较小的光源下生长较好,当光强为2 162 lx时,生物质质量浓度和比生长速率分别为3.05 g/L和0.22 g/(L·d)。在光强较低的情况下,光质的红蓝比对四尾栅藻和布朗葡萄藻的生长没有显著影响(p0.05);与蓝光相比,红光更利于集胞藻和钝顶螺旋藻的生长,分别在红蓝比(R/B)为11.7的1号光源和4号光源下有最大藻细胞密度3.05和5.05 g/L。四尾栅藻、钝顶螺旋藻和布朗葡萄藻的单位水体内叶绿素含量与比生长速率成正比,而单位质量干藻细胞内的叶绿素含量随光强的增大而有所降低。     

C、N、P对杜氏盐藻突变藻株Zea1生长和积累玉米黄素的影响

通过UV辐照和NTG诱变处理杜氏盐藻野生型藻株得到一株杜氏盐藻高产玉米黄素突变株Zea1,以此突变藻株为实验材料,系统研究了光照强度、盐浓度、碳源、氮源、磷源等对Zea1生长和玉米黄素积累合成的影响。葡萄糖在10mmol/L时既适合Zea1生长,又有利于其玉米黄素的积累。KNO3浓度为1mmol/L时最适合突变株藻细胞生长,而(NH4)2SO4浓度为1mmol/L最有利于藻细胞内玉米黄素的积累。综合来看,1mmol/L(NH4)2SO4为最优氮源。KH2PO4浓度为0.1mmol/L时Zea1藻细胞积累玉米黄素含量最高,同时在此浓度下也最适宜藻细胞的生长。讨论了此结果的机理和意义,为利用杜氏盐藻大规模生产玉米黄素提供了理论依据。     

溶藻细菌胞外活性物质对蛋白核小球藻的毒性效应

为了探索分离到的溶藻细菌L7胞外活性物质对蛋白核小球藻的毒性效应和致毒机理, 采用不同质量浓度的L7胞外活性物质冻干粉(L7-LPEAC)处理蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa), 测定藻细胞的光合作用效率(EPR)以及蛋白质、叶绿素a和丙二醛(MDA)的含量。L7-LPEAC溶液浓度较低(0.80 g/L和1.25 g/L)时促进蛋白核小球藻的生长, 其96 h、120 h的EC50分别为5.75 g/L和2.55 g/L。当L7-LPEAC溶液浓度≥2.00 g/L时, 叶绿素a和蛋白质含量变化同步呈现先增加后减少的趋势; 处理72 h后, L7-LPEAC溶液浓度分别为2.00 g/L, 3.13 g/L, 4.90 g/L的浓度组中, 藻细胞MDA含量与对照组相比差异显著(P<0.05), 浓度组7.67 g/L和12.00 g/L则与对照组差异极显著(P<0.01); 处理120 h后, 各浓度组藻细胞叶绿素a含量的相对抑制率均大于60%。使用L7-LPEAC修复富营养化水体时, 选择适当的投加浓度, 既能杀灭引起水体富营养化的目标藻类, 又能避免对其他藻类产生抑制作用, 可以较好地维持水生生态系统的平衡。     

不同氮素水平对产油尖状栅藻生长及光合生理的影响

在300μmol photons·m^-2·ｓ^-1光照下,以不同初始氮素营养条件的改良BG-11培养基为基础培养基,在Ø6 cm的玻璃柱状光生物反应器通气(加富1.5% CO₂)培养绿藻尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus),分析探讨藻细胞的生长及光合生理与氮素营养的关系。结果表明,不同氮素实验组藻细胞的最大生物量有差异,氮浓度为6mmol/L实验组的生物量最高,为5.19g/L。与初始氮浓度18 mmol/L相比,较低的氮浓度9 mmol/L、和 6 mmol/L 在培养前期对尖状栅藻的生长具有明显的促进作用。藻细胞叶绿素a、b及总类胡萝卜素含量与培养液的氮素营养水平呈正相关。低氮条件有利于总脂积累,总脂含量和单位体积总脂产率显著高于全氮组(P<0.05),3.6 mmol/L实验组的总脂含量最高,为干重的54%,比全氮组高17%(P<0.05)。培养后期随着藻细胞总脂的积累,总碳水化合物和总蛋白含量明显下降(P<0.05)。PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(Yield)以及相对电子传递效率(ETR)均随氮素限制而显著下降(P<0.05),光合速率在不同生长阶段呈先上升后下降的趋势,呼吸速率在培养周期内缓慢上升,说明藻的生长、油脂的积累与细胞光合生理状况以及氮素营养水平直接相关。     

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.     

龙须菜对重金属铜胁迫的生理响应

研究了大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对不同浓度重金属铜(0、25、50、100、250和500 μg·L^-1)胁迫的生理响应.结果表明:当Cu²⁺浓度≥50 μg·L^-1时,龙须菜藻体的相对生长速率显著下降,最大光化学量子产量、最大相对电子传递速率和相对电子传递效率呈相同的变化趋势.随着Cu²⁺浓度的升高,龙须菜藻体最大净光合速率和光饱和点显著降低,而光补偿点显著升高,叶绿素a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量则呈先升高后下降的趋势;当Cu²⁺浓度达到500 μg·L^-1时,叶绿素a、类胡萝卜素和藻胆蛋白含量显著下降.说明龙须菜在低浓度Cu²⁺胁迫下具有一定的抵抗能力,而当Cu²⁺浓度≥50 μg·L^-1时,会对藻体生理活动造成显著的抑制作用.     

基于蛋白质组学对螺旋藻砷胁迫响应机制的研究

通过研究螺旋藻(Spirulina sp.)在砷离子胁迫下的蛋白质组变化,从蛋白质表达水平解释螺旋藻对砷离子胁迫的响应机理。螺旋藻经过不同浓度砷离子胁迫7 d后,提取蛋白质进行凝胶电泳,并对差异蛋白进行质谱分析。结果表明螺旋藻在2.0 ppm砷酸盐中暴露10 min光合放氧速率降低27.3%,培养24 h后细胞内的金属硫蛋白、叶绿素、类胡萝卜素及藻胆蛋白相对含量均明显降低。蛋白组学共鉴定出75个差异蛋白,其中26个显著上调,49个呈现下调。这些差异蛋白表明砷离子主要通过破坏螺旋藻光合色素蛋白,干扰电子传递过程,导致能量合成受损,使得依赖光合作用产生能量进行的跨膜运动、蛋白质合成等相关过程受到影响;同时,活性氧清除与防御相关蛋白呈现上调,螺旋藻细胞内抗氧化系统被激活。     

不同磷、硫及二氧化碳浓度对标志链带藻生长和碳水化合物积累的影响

【目的】为了研究不同磷、硫及二氧化碳浓度对标志链带藻(Desmodesmus insignis)生长与碳水化合物积累的影响,本实验以改良BG11培养基为基础,设计了8种不同初始K_2HPO_4浓度、8种不同初始MgSO_4浓度及4种二氧化碳浓度培养标志链带藻。【方法】采用干重法和苯酚-硫酸法分别测定其生物质浓度与总碳水化合物的含量。【结果】实验结果显示,在高磷浓度(0.460 mmol/L)下生物量达到最高为6.37 g/L,磷浓度为0.230 mmol/L (对照组)时总碳水化合物含量及单位体积产率达到最高,分别为45.40%(%干重)和0.20 g/(L·d)。不同初始MgSO_4浓度实验结果显示,高硫浓度有利于标志链带藻生长及碳水化合物的积累,生物量、总碳水化合物含量及单位体积产率分别在硫浓度为1.217 mmol/L、0.609 mmol/L和1.824 mmol/L时达到最高,分别为7.02 g/L、51.6%(%干重)及0.26 g/(L·d)。当二氧化碳浓度为3%(V/V)时,标志链带藻生物量、总碳水化合物含量及单位体积产率均达到最高,分别为6.81 g/L、44.03%和0.20 g/(L·d)。【结论】因此,磷浓度为0.230 mmol/L、硫浓度为1.824 mmol/L和二氧化碳浓度为3%时最有利于标志链带藻生长及碳水化合物的积累。     

硒对H2O2胁迫钝顶螺旋藻的保护作用及其机制

以钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)为实验对象,用H2O2构建氧化损伤模型,研究不同浓度硒对H2O2胁迫钝顶螺旋藻的生长、干重、水溶性蛋白、光合色素、抗氧化酶(SOD、POD、APX、CAT和GSH-PX)及丙二醛(MDA)含量的影响,探讨硒作为过氧化保护剂的可能性及其机制.结果显示:(1)在 0.25～2.5 mmol/L H2O2胁迫下,钝顶螺旋藻的藻密度、干重均显著降低,藻丝出现明显的断裂、破碎,藻体中MDA含量呈剂量性增加.(2)预添加一定浓度(2～1 000 μmol/L)的Na2SeO3可显著抑制1 mmol/L H2O2胁迫下的钝顶螺旋藻藻密度和干重的降低趋势,改善藻丝的断裂受损,诱导藻体中SOD、POD、APX、CAT和GSH-PX抗氧化酶系活性的提高,同时显著增加水溶性蛋白的含量,缓解脂溶性色素的降解,降低MDA的积累和羟自由基的相对含量,拮抗H2O2诱导的氧化损伤.研究表明,硒的预处理可以有效提高钝顶螺旋藻的抗氧化能力,对氧化胁迫引起的生理伤害起到明显的缓解作用,以达到较理想的保护效果.