微囊藻群体细胞数量估算的一种简单方法

采用加酸水解和人工计数的方法,对巢湖铜绿微囊藻、放射微囊藻、惠氏微囊藻、坚实微囊藻、绿色微囊藻、挪氏微囊藻、水华微囊藻、鱼害微囊藻所含细胞数进行了估算.通过统计分析,建立了微囊藻群体最大投影面积与所含细胞数的回归方程模型,通过这些模型可以估算群体微囊藻所含的细胞数.     

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。     

微囊藻与水体细菌相互关系的研究进展

近年来, 微生物群落在水生态系统中的结构和功能受到了越来越多的关注。在富营养化水体中细菌在微囊藻水华的发生、发展及衰亡、降解过程中发挥着重要的作用。文章总结了水体中微囊藻与细菌独有的群落结构特征,以及微囊藻与细菌群落对环境因素变化的响应等方面的研究成果。在微囊藻与细菌的相互作用方面, 从藻细胞微环境中附着细菌对微囊藻生长的促进或抑制作用, 细菌在微囊藻群体的形成和维持过程的作用, 细菌参与的微囊藻水华的聚集和降解过程, 细菌对微囊藻毒素的降解作用等方面进行了综述。文章还对未来微囊藻与细菌相互关系的研究热点以及可利用的组学技术等进行了展望。     

噬菌体DCEAV-31和DCEIV-9对溶藻菌溶藻特性的影响

水华是全球关注的环境问题,而微囊藻是造成水华的主要藻类。微囊藻消长与水体理化因子和生物因子密切相关,但对感染溶藻菌的噬菌体对微囊藻的调控作用缺乏认识。本研究的目的在于理解微囊藻,溶藻菌及其噬菌体三者间的相互关系。本研究对分离自滇池的微小杆菌噬菌体DCEAV-31进行生物学特征研究,采用微囊藻-微小杆菌-噬菌体共培养体系研究三者间的相互关系。DCEAV-31属长尾噬菌体科,爆发量为28 PFU/cell,宿主域较窄,对温度、pH较敏感,对氯仿、乙醇、蛋白酶 K 和SDS 非常敏感,对Triton X-100 不敏感。微囊藻-微小杆菌-噬菌体共培养实验表明噬菌体降低了溶藻菌对微囊藻的溶藻作用,噬菌体也直接抑制了微囊藻的增殖。这些结果表明噬菌体通过裂解溶藻菌或藻际菌调控微囊藻的增殖,为我们理解微囊藻的消长提供了新的视角。     

微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展

水体富营养化加剧,导致了蓝藻水华在世界范围内频发。蓝藻产生的微囊藻毒素是最常见的一种藻毒素,对人类和动物造成了很大的危害甚至导致死亡。微囊藻毒素经非核糖体合成途径由多肽合成酶合成。对微囊藻毒素的结构与性质、微囊藻毒素合成基因的功能及其生物合成、微囊藻毒素的分子生物学检测技术进行了评述,对未来的研究方向进行了展望。     

洱海微囊藻水华的水生态风险评估研究

以洱海微囊藻水华为研究对象, 借鉴生态毒理学风险评估思路对藻类水华的水生态风险进行评价。研究通过暴露实验以及查阅文献获取了微囊藻水华对底栖动物、浮游动物、鱼类和沉水植物的效应数据, 采用毒性百分数排序法推导了洱海微囊藻水华的急性和慢性效应藻密度, 用风险商值评估微囊藻水华密度的水生态风险。进一步结合水华盖度和持续时间制定了微囊藻水华的急性、慢性生态风险评价表。研究结果表明, 微囊藻水华的急性生态风险分为低中高三级, 分别为微囊藻藻密度小于3.4×106 cells/L为低风险,微囊藻藻密度在3.4×106—3.4×107 cells/L之间为中风险,微囊藻密度大于3.4×107 cells/L为高风险。慢性生态风险同样分为低中高三级, 分别为微囊藻藻密度小于1.1×106 cells/L为低风险,微囊藻藻密度在1.1×106—1.1×107 cells/L为中风险,微囊藻密度大于1.1×107 cells/L为高风险。实际应用中需综合微囊藻水华密度、面积和持续时间, 制定洱海微囊藻水华水生态风险评价标准。当微囊藻水华处于中风险状态时, 应启动预警、强化水质管理和生物抑制措施, 当处于高风险状态时, 应采取水华的应急处理措施。研究结果有助于洱海微囊藻水华的科学管理。     

微囊藻毒素生物治理技术研究进展*

近年来,随着全球气候变暖和水体富营养化程度加深,蓝藻水华频繁暴发。微囊藻毒素是有害蓝藻产生及释放的危害最大的一类蓝藻毒素,对生态环境和公众健康造成了严重的威胁。因此,寻求有效的微囊藻毒素降解方法已成为全球科学领域的研究热点。针对微囊藻毒素生物治理技术展开综述,阐述了微囊藻毒素的产生、理化性质及生物毒性,总结了微生物、水生植物、浮游动物等自然生物降解微囊藻毒素的能力。在此基础上概述了生物滤池、人工湿地、生态浮床、膜生物膜反应器等生物治理技术对微囊藻毒素的去除效果,分析了现有微囊藻毒素生物处理方法的优势和局限性,并对今后的研究方向提出展望,为解决水环境中微囊藻毒素的污染问题提供思路。     

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。       

群体和单细胞微囊藻对短期温度变化的生理响应

为了探索短期温度变化对群体微囊藻和单细胞微囊藻的影响, 在室内受控模拟条件下研究了在10℃、25℃和35℃三个温度梯度下, 群体和单细胞微囊藻对短期温度变化的生理响应。研究表明: 与对照组25℃相比, 在10℃培养下, 微囊藻叶绿素浓度显著降低, SOD活性和死亡率均显著增加。与群体微囊藻相比, 在10℃下单细胞微囊藻叶绿素浓度显著下降, F_v/F_m下降, SOD活性显著增加。在35℃培养下, 单细胞微囊藻叶绿素浓度上升, 死亡率和SOD活性增加, 而群体微囊藻则呈现出叶绿素浓度和死亡率降低, CAT活性增加。结果表明短期的温度变化影响了群体和单细胞微囊藻生理机制, 与单细胞微囊藻相比, 群体更能适应短期的温度胁迫, 导致其更具优势。     

有机磷农药对滇池微囊藻生长和摄磷效应的影响

采集滇池水体作为铜绿微囊藻培养基,研究了两种有机磷农药(甲胺磷和辛硫磷)对微囊藻生长和摄磷效应的动力学规律。结果表明,在滇池水体中添加较低浓度的甲胺磷(0.8、1.6、3.2mg/L)和辛硫磷(0.02、0.06、0.1mg/L)均能不同程度地促进微囊藻的生长,且在HGZ培养基中抑制微囊藻生长的浓度在滇池水体中却能促进微囊藻的生长。微囊藻的生长取决于细胞内磷的浓度且对磷的吸收利用存在积累性,在微囊藻生长初期,摄取各形态磷的速率较快;随后微囊藻摄取各形态磷的速率较慢。总溶解磷(TSP)和溶解反应磷(SRP)是微囊藻优先摄取的磷形态,在生长过程中微囊藻利用了大量的溶解有机磷(DOP)作为磷源加速生长。这一特点对于微囊藻成为淡水湖泊富营养化发展过程中的一种重要优势种具有极为重要的作用。     

应用环境微生物治理淡水湖泊微囊藻毒素污染的研究进展

近年来,随着水体富营养化程度的加剧,蓝藻水华现象时有发生,蓝藻及其释放的藻毒素对生态环境和人类健康构成严重威胁。在各种藻毒素中,以微囊藻毒素(Microcystins,MCs)毒性最强,对人类危害也最大,微囊藻毒素的化学性质相对稳定且难以通过常规水处理方法消除,因此如何有效去除环境中的MCs是国内外普遍关注的难题。研究发现自然界中的微生物能够有效降解和消除MCs污染,由此产生的环保技术极具应用价值。本文主要概述了微囊藻毒素的产生机理、化学结构以及毒性危害,总结了微囊藻毒素的自然分解过程以及微生物群落对微囊藻毒素的响应机制,重点分析了微生物群落在微囊藻毒素污染控制技术中的潜在应用,并对应用微生物技术治理微囊藻毒素污染的技术瓶颈提出了建议,以期加速微囊藻毒素微生物降解技术的完善和应用。     

群体和单细胞微囊藻对短期高光胁迫的生理响应

为了探讨不同形态的微囊藻（Microcystis）对光的耐受能力及其应对机制,研究比较了短期高光强条件下群体微囊藻和单细胞微囊藻的生理响应,结果表明,在高光强胁迫下,群体和单细胞微囊藻的叶绿素含量、最大电子传递速率（ETR_max）均降低,但与单细胞微囊藻相比,群体微囊藻的下降幅度较小;在高光强胁迫下,群体微囊藻的过氧化氢酶（CAT）与超氧化物歧化酶（SOD）的活性均显著增加,而单细胞微囊藻只有CAT活性增加;在短期高光胁迫下,群体微囊藻的死亡率没有显著变化。这些结果表明群体微囊藻比单细胞微囊藻能耐受更高的光强,也暗示了群体微囊藻在野外高光强条件下更具竞争优势。     

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。     

中国淡水微囊藻的一个新记录种

目前微囊藻在全球范围内报道了约 52 种, 中国记录报道的有 22 种。在对南太湖浮游植物调查中, 发现我国微囊藻属的一个新记录种: 放射微囊藻(Microcystis botrys TEILING 1942)。对该种的形态及判断特征作了详细描述, 同时与国内已记录报道的放射微囊藻作了全面比较。     

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。     

微囊藻碳酸酐酶活性在不同环境因素下的调节与适应

测定了3种微囊藻水华中的优势种类,即铜锈微囊藻（Microcystis aetlzginosa Kutz．）,绿色微囊藻（Microcystis viridis（A．Br．）Lemm）,惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii（Kom．）Kom．）,以及微囊藻573（Microcystis sp．573）的碳酸酐酶活性;研究了无机碳、pH、温度、光强、NIP比等环境因素和外源葡萄糖对铜锈微囊藻碳酸酐酶活性的影响,发现微囊藻碳酸酐酶活性受环境中碳酸氢根浓度的调节,故推断碳酸氢根是铜锈微囊藻利用的主要无机碳形式;相比添加葡萄糖进行混合营养培养的细胞,无外源葡萄糖和暗饥饿培养的微囊藻细胞会产生高约6倍的碳酸酐酶活性;光强的改变也会影响碳酸酐酶的活性。     

淡水湖泊中微囊藻水华的成因分析

我国藻型富营养化湖泊中一个重要的生物类群是微囊藻,结合国内近几年来对微囊藻形成水华的机制的研究,从微囊藻的结构和生理特点以及环境中温度、光照、pH和营养盐等生态因子综合作用上分析了微囊藻水华的成因。     

光强对微囊藻群体形态的影响及其生理机制研究简

为了探讨光照对微囊藻形态的影响,研究了6株不同种的群体微囊藻在不同光强下群体形态的变化及其响应机制。研究发现,随着光强的增加,6株群体微囊藻的群体尺寸变大。当光强为80—200μmol/(m2·s)时,群体微囊藻DH-M1和DC-M2的比生长速率显著增大,而另4株在高光强下比生长速率无显著性差异;对多糖含量分析发现,高光强对群体微囊藻TH-M2、DC-M1、FACHB1174和FACHB1027胞外及胶被多糖的分泌与释放有显著的促进效果,而DH-M1和DC-M2多糖含量增加不明显。对于不同的微囊藻株,高光强促进群体形态变化的作用机理不同:光饱和点低的微囊藻是通过分泌大量的胞外及胶被多糖使群体尺寸变大,而光饱和点高的微囊藻是通过生长来促进群体尺寸的增大。此外,对产毒藻株在不同光强下的毒素基因表达及胞内毒素测定发现,高光强组的群体微囊藻mcyB和mcyD表达量升高,且胞内微囊藻毒素含量增加显著,推测微囊藻毒素也可能是影响微囊藻群体形态及大小的作用因子之一。     

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     

光强对微囊藻群体形态的影响及其生理机制研究

为了探讨光照对微囊藻形态的影响,研究了6株不同种的群体微囊藻在不同光强下群体形态的变化及其响应机制。研究发现,随着光强的增加,6株群体微囊藻的群体尺寸变大。当光强为80200 mol/（m2s）时,群体微囊藻DH-M1和DC-M2的比生长速率显著增大,而另4株在高光强下比生长速率无显著性差异;对多糖含量分析发现,高光强对群体微囊藻TH-M2、DC-M1、FACHB1174和FACHB1027胞外及胶被多糖的分泌与释放有显著的促进效果,而DH-M1和DC-M2多糖含量增加不明显。对于不同的微囊藻株,高光强促进群体形态变化的作用机理不同:光饱和点低的微囊藻是通过分泌大量的胞外及胶被多糖使群体尺寸变大,而光饱和点高的微囊藻是通过生长来促进群体尺寸的增大。此外,对产毒藻株在不同光强下的毒素基因表达及胞内毒素测定发现,高光强组的群体微囊藻mcyB和mcyD表达量升高,且胞内微囊藻毒素含量增加显著,推测微囊藻毒素也可能是影响微囊藻群体形态及大小的作用因子之一。