中国淡水微囊藻属常见种类的分类学讨论——以滇池为例

根据中国云南滇池藻类样品的观察结果,对中国分布的淡水微囊藻属Microcystis10个常见种的形态特征进行了描述,同时对它们的分类学进行了讨论,并整理出分类检索表。这10种微囊藻是铜绿微囊藻M.aeruginosa、放射微囊藻M.botrys、坚实微囊藻M.firma、水华微囊藻M.flos-aquae、鱼害微囊藻M.ichthyoblabe、挪氏微囊藻M.novacekii、假丝微囊藻M.pseudofilamentosa、史密斯微囊藻M.smithii、绿色微囊藻M.viridis、惠氏微囊藻M.wesenbergii。最后还讨论了中国报道的其它微囊藻种类的分类学状况。     

广州市景观湖微囊藻的分类学研究

于2008年3月至2009年4月,对广州市区若干景观湖水体的微囊藻属(Microcystis)进行分类学研究。共观察到11种微囊藻,分别是铜绿微囊藻(M. aeruginosa Kützing)、放射微囊藻(M. botrys Teiling)、坚实微囊藻(M. firma Kützing)、水华微囊藻(M. flosaquae Wittrock)、鱼害微囊藻(M. ichthyoblabe Kützing)、挪氏微囊藻(M. novacekii Komárek)、苍白微囊藻(M. pallida (Farlow) Lemm.)、假丝微囊藻(M. pseudofilamentosa Crow)、史密斯微囊藻(M. smithii Komárek & Anagnostidis)、绿色微囊藻(M. viridis A. Braun)和惠氏微囊藻(M. wesenbergii Komárek),对它们的形态学特征进行描述,并比较这些种类间的形态区别。     

二种淡水微囊藻rDNA16S-235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(M8641)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,用于微囊藻的分类和鉴定。并从分子水平提出了铜绿微囊藻与惠氏微囊藻在种系发生上有较近缘的关系。本文首次对微囊藻属Microcystis rDNA基因间隔区全序列作了报道,为微囊藻属的鉴定及系统学研究提供了分子基础。       

七株微囊藻系统进化关系的RAPD-PCR分析

应用RAPD-PCR的方法,选用24个随机引物,分析来自不同地区的7株微囊藻的基因组多态性。结果显示,Microcystis.viridis及M.wesenbergii明显与M.aeruginosa区分开。M.aeruginosa分为两个可视为不同种的异源分类单位。作为对照的Anabaena sp.7120与其他微囊藻株表现出完全不同的基因型及更远的遗传距离。 此项研究表明,以基因型而不是表现型为基础,分析蓝藻种内及种间区别是可能的。因此,为解决蓝藻分类问题,特别是在种和属的水平上,提供了重要的线索。结合正在进行的用特异性及准确性强的引物区分微囊藻产毒及非产毒株的方法,RAPD-PCR可望将微囊藻产毒及非产毒株进化关系澄清。     

铜锈微囊藻两种表型的生长生理特性及毒素组成比较分析

从滇池蓝藻水华中分离得到的铜锈微囊藻群体在实验室无机营养中解聚成单细胞,结果表明,群体微囊藻的生长速度明显低于单细胞微囊藻;前者具明显可见的胞外酸性多糖胶鞘,而单细胞则几乎没有;按常规方法分析比较两种细胞形态的毒性大小和毒素组成,发现群体微囊藻主要含有三种微囊藻毒素的异构体,而单细胞以MCLR为主;且单细胞微囊藻的毒性约为群体的10倍.二者的LDH和PGM同工酶酶谱也有差异.本研究为解释毒素的合成和调控机理提供了新的证据.       

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)的化感作用

通过混合培养和添加过滤液两种方式观察铜绿微囊藻和惠氏微囊藻的生长曲线,探讨两种微囊藻之间的化感作用。结果表明:在混合培养条件下,两者能够形成相互抑制作用;当两者起始藻密度高于0.5×106cells.mL-1、混合比为1:1时,惠氏微囊藻的生长因化感作用而受到显著抑制(P<0.05),同时惠氏微囊藻也会对铜绿微囊藻产生一定的胁迫作用;处于对数生长期的铜绿微囊藻过滤液能抑制惠氏微囊藻的生长,且惠氏微囊藻起始藻密度低于0.5×106cells.mL-1,连续滴加该过滤液后,其生长受到极显著抑制(P<0.01)。     

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     

滇池水华蓝藻铜锈微囊藻和绿色微囊藻的生长生理特性及毒素分析

从滇池分离纯化了两种常见水华微囊藻即铜锈微囊藻和绿色微囊藻。在常规培养条件下,两种藻类在对数生长期的生长速率μ值分别为0.61和0.63;早期生长的抑制光强不大于100μmol m~(-2)s~(-1)。铜锈微囊藻主要产生3种微囊藻毒素:MYCST-RR,MYCST-YR和MYCST-LR,绿色微囊藻产生的主要微囊藻毒素为[Dha~7]-MYCST-RR,和[Dha~7]-MYCST-LR,另含有少量的[Dha~7]-MYCST-YR。在低光强15μE m~(-2)s~(-1)时,毒素含量每毫克干重细胞达到3.127μg微囊藻毒素,当光强达到100μE m~(-2)s~(-1)时,毒素含量降低到每毫克干重细胞1.971μg;光强对毒素形成的影响受到温度的调节,而温度对毒素形成的影响不大。探讨了两种微囊藻细胞在不同光照强度下叶绿素荧光比值Fv/Fm的变化,此比值的变化可以间接反映细胞受外界光照强度抑制程度。     

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。     

一种快速提取分析微囊藻毒素的方法

以五种群体和单细胞微囊藻及自然微囊藻水华为材料,在沸水浴中经不同时间处理,过滤后直接进行HPLC—UV检测,发现12min的沸水浴处理就足以达到抽提目的。研究中发现,去离子水比蒸馏水是更有效的抽提溶剂。传统的甲醇抽提结果与沸水浴处理的相对误差主要在0．2％—16．59％之间。结果还显示,群体微囊藻需要比单细胞微囊藻抽提更长时间。本研究提供了一种经过改进的高效、廉价和快速的微囊藻毒素抽提分析方法。     

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。     

青草沙水库中一株铜绿微囊藻抑藻细菌的作用研究

【目的】为了研究青草沙水库中土著微生物对藻类生长的抑制作用,从水库水体中筛选出对藻类有抑制作用的细菌并研究其对铜绿微囊藻的抑制效果。【方法】通过对水库水体中的细菌进行划线分离和筛选,挑选出一株对铜绿微囊藻生长有较好抑制作用的菌株CL。考察其对铜绿微囊藻的抑制效果及不同培养时间和菌液浓度对抑藻效果的影响,并对菌株进行16S rDNA序列分析。【结果】实验菌液浓度为4.5×108CFU/mL 8.4×108CFU/mL时,细菌对铜绿微囊藻的抑制率可达45.4%。抑藻效果随培养时间先增后降,在静置培养第6天抑藻效果达到最大。该菌经过16S rDNA序列分析,属于黄单胞菌科的寡养单胞菌。【结论】从青草沙水库中筛选出了对铜绿微囊藻有抑制作用的土著细菌寡养单胞菌,对青草沙水体铜绿微囊藻的控制具有一定的潜在应用价值。     

渗透与非渗透性抗冻剂联用技术对铜绿微囊藻的超低温保藏研究

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa Kütz)是一种在全世界分部很广的淡水水华蓝藻。在实验室长期的研究工作中, 为了使铜绿微囊藻能维持稳定的生理学特征, 通常使用超低温保藏技术长期冻存藻细胞。研究发现, 同时使用渗透性和非渗透性的抗冻剂比只使用传统的渗透性保护剂能显著提高Microcystis aeruginosa超低温保藏的存活率。以三株铜绿微囊藻为材料进行二步法超低温保藏, 对4 种抗冻剂(甲醇、二甲亚砜、丙三醇、聚乙烯吡咯烷酮), 两种降温速率(-1 /℃min、-0.5℃/min), 第一步温度设置(-30℃、-40℃、-80℃)进行筛选; 用流式细胞仪和细胞计数检测存活率, 并监测冻后相关生理参数、PSII、细胞色素、生长曲线等以确保该方法可保持藻株的活性和生理状态。结果表明, 5%的二甲亚砜和30%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)同时使用时能达到最好效果, 并能保持生理活性与冻前一致。       

利用3对引物鉴定产毒和非产毒微囊藻

根据微囊藻毒素合成酶基因簇序列 ,合成了 3对引物epF/mb1R ,mcF/teR ,mcF/umR ,通过全细胞PCR的方法检测了 19种不同来源微囊藻产毒的情况。 3种引物对 15株产毒微囊藻中均可扩增到预期大小的片段 ,测序结果证明这些片段是微囊藻毒素合成酶基因片段。PCR反应结果与HPLC分析所得到的结果有良好的对应性。在此基础上 ,初步确定了 3对引物检测产毒微囊藻对细胞浓度要求的下限。与其它引物相比 ,3对引物的特异性强 ,扩增条带大小适中 ,便于观察     

用高效液相色谱法检测天然水体中的微囊藻毒素

由于大量氮、磷等物质释放到水体中,导致水体富营养化加剧,水华的发生已成为全球性环境问题。在长江、黄河、松花江等主要河流和太湖、滇池、巢湖等每年都有水华发生。因此建立快速、灵敏、可靠、简便可行的蓝藻毒素检测方法以对毒素进行早期检测和预报是保护水生生态系统和人类健康的关键措施之一。     

The diameter and critical collapse pressure of gas vesicles in Microcystis are correlated with GvpCs of different length

In cyanobacteria the protein on the outside of the gas vesicle, GvpC, is characterised by the presence of a 33 amino acid residue repeat (33RR), which in some genera is highly conserved. The number of 33RRs correlates with the diameter of the gas vesicle and inversely with its strength. Gas vesicles isolated from Microcystis aeruginosa strain PCC 7806 were found to be wider and have a lower critical collapse pressure than those from Microcystis sp. strain BC 8401. The entire gas-vesicle gene cluster of the latter strain was sequenced and compared with the published sequence of the former: the sequences of nine of the ten gvp genes differed by only 1-5% between the two strains; the only substantial difference was in gvpC which in strain BC 8401 lacked a 99-nucleotide section encoding a 33RR. This observation further narrows the correlation of gas vesicle width to the number of 33RRs and suggests how Microcystis strains might be used in experimental manipulation of gas vesicle width and strength.