亚硫酸氢钠对鱼腥藻生长的影响

在不同条件下研究了光呼吸抑制剂——亚硫酸氢钠对鱼腥藻(Anabaena)生长的影响。结果表明亚硫酸氢钠的浓度在1—10μg/ml时都提高了鱼腥藻的生物量,浓度在2.5和5.0μg/ml的效果优于其他浓度。亚硫酸氢钠提高了鱼腥藻叶绿素a的含量,但是,对蛋白质的含量没有的影响。亚硫酸氢钠用于增加鱼腥藻生物产量是有意义的。     

水体pH对伪鱼腥藻生长及叶绿素荧光参数的影响

在实验室条件下, 以伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为研究对象, 研究了pH对伪鱼腥藻生长、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、ETR、Ik)的影响, 以期了解伪鱼腥藻对水体pH的适应及调节能力。试验分为2组, 一组每天测定水体实际pH后调整藻液pH 为初始设定值, 另一组在试验开始时调节pH 至设定值后不人为调节, 每天测定pH。结果表明: 伪鱼腥藻偏好碱性环境, 并对水体pH有很强的调节和适应能力。每天调控pH为11的试验组生长情况最好; 不人为调控pH试验中, pH 5—11试验组pH最终趋于10.9—11.5, 人为调控pH试验中, pH 7—11试验组pH最终趋于9.5—11.3。pH为3和13条件下, 伪鱼腥藻均不能生长。pH 5—11范围内, Fv/Fm、ETR随pH增大而增大, pH 7—11范围内各组Ik值差异不大。     

细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂Roscovitine对3种蓝藻生长和活性的影响

为了明确蓝藻中丝氨酸/苏氨酸激酶的功能是否与调控细胞的生长分裂相关,以丝状鱼腥藻7120、单细胞集胞藻6803和聚球藻7002为对象,利用OD750光吸收测定和MTT方法研究了不同浓度丝氨酸苏氨酸激酶抑制剂roscovitine对其生长和脱氢酶活性的影响。结果表明:4 h roscovitine处理后对鱼腥藻7120和集胞藻6803生长量影响不大,对聚球藻7002的生长有促进作用。4 h roscovitine的处理对鱼腥藻7120有浓度依赖的显著抑制活性,对集胞藻6803的活性无影响,但是却促进聚球藻7002的活性。药物作用4 d后,7120的生长和活性均显著降低,并有浓度效应;6803的生长量较对照减少,但活性变化不明显;聚球藻7002的生长和活性均未受影响。显微观察结果显示,roscovitine对3种细胞形态没有影响,但药物作用4 d后的7120藻丝体较短。结果表明丝氨酸/苏氨酸抑制剂roscovitine影响丝状藻7120的生长和活性。     

具鞘微鞘藻在荒漠藻结皮形成过程中的作用

具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)是荒漠藻结皮主要的优势物种,在藻结皮的形成和发育过程中发挥着非常重要的作用。为了探讨具鞘微鞘藻在荒漠藻结皮形成过程中的作用,通过实验室内模拟藻结皮不同发育阶段,研究了具鞘微鞘藻在结皮形成过程中对藻类生物量、结皮厚度及其抗压强度的影响;同时利用光学显微镜和扫描电镜对藻结皮微结构观察,分析了不同发育阶段沙粒和具鞘微鞘藻之间的胶结方式和作用机理。结果表明:(1)藻结皮形成的最初阶段,结皮状态主要由细菌及小型蓝绿藻分泌胞外多糖的黏结作用和结皮表面有机质层的保护作用维持,但该阶段的藻结皮比较脆弱,抗压强度仅为(12.21±1.58)Pa;当具鞘微鞘藻大量出现后,逐步占据了明显的优势地位,沙粒间的黏结作用被更高强度的具鞘微鞘藻机械束缚力所取代,成为该阶段藻类结皮硬度提高的重要贡献者;(2)随着具鞘微鞘藻接种比例的逐渐增加,藻结皮中的藻类生物量、结皮厚度及抗压强度均呈现出升高的趋势(P0.01),当接种比例增加为80%时达到最高值;然而,当具鞘微鞘藻接种比例为100%时,各项指标却又有所下降。重点探讨藻结皮不同发育阶段沙粒间的胶结形式及微形态变化,深入揭示具鞘微鞘藻在藻结皮形成和发育过程中的作用机理,为旱生藻类广泛应用于荒漠植被恢复与重建过程提供重要的试验数据和理论依据。     

pH值对转基因鱼腥藻培养的影响

研究pH值对转基因鱼腥藻培养的影响,发现培养基初始pH以自然pH8.3为宜,间歇流加稀盐酸控制过程pH值为8.5和9.0,生长较未流加快,每天流加稀盐酸一次控制过程pH为8.5,15d生物量大于3g/L,可溶性蛋白为0.3g/l藻干重,TNF表达量超过22%,生物量比未流加增长12.41%,而TNF表达量未受影响。     

砷对蓝藻光合作用和细胞生长的影响

在世界的许多地方, 砷污染是一个严重的问题, 尤其是水体中的污染程度更加严重。砷主要以As( V) 和As( ó ) 形式存在。由于AsO43- 在结构上与PO43-很相似, 它通过磷转运途径进入细胞, 因此砷的毒性主要是源于对磷代谢的干扰1 。砷对于人和动物的危害性是人所共知的, 它会引发细胞凋亡, 导致多种组织和器官发生癌变, 从而引起死亡。但是砷对于水体生态系统中的重要类群) 藻类的生理和生长的影响报道较少。       

水分对具鞘微鞘藻构建人工藻结皮的作用

为探讨水分在利用室内培养具鞘微鞘藻构建人工藻结皮中的作用,本文研究了不同施水量和施水时间下人工藻结皮中的藻类生物量、结皮厚度、抗压强度和微结构变化.结果表明:利用具鞘微鞘藻在裸沙上接种,无水处理藻类生物量极低,无藻结皮形成.随着施水量的增加,藻结皮开始出现直至形成稳定的藻结皮,藻类生物量、结皮厚度和抗压强度显著增加,藻丝和胞外多糖逐渐增多,与沙粒缠绕成复杂的网状结构.施水15 d,形成稳定的藻结皮,藻类生物量、结皮厚度和抗压强度最高.具鞘微鞘藻形成藻结皮的最适施水量是3～4L·m-2·d-1,施水时间为15 d.土壤可利用水分可促进具鞘微鞘藻的代谢活动和胞外多糖合成,从而增加藻类生物量,提高其耐旱能力,早期的水分获得是其成功形成藻结皮的关键因素.研究结果将为利用荒漠藻类进行人工生物结皮恢复提供重要的理论依据.     

人工藻结皮对库布齐沙地土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤内存在的具有生物活性的蛋白质,土壤是土壤酶的良好介质,为各种酶类提供酶促条件,且土壤成分与酶通过共价键、离子键或氢键等方式的吸附结合作用,能防止酶的钝化失活。目前已发现的土壤酶约60种,主要来自于土壤微生物,土壤酶的主要作用是参与C、N、P、S等重要营养元素的循环,在植物营养物质的转化中起着重要作用,它与土壤微生物一起共同推动土壤生物化学的全过程,土壤酶活性作为土壤质量的生物活性指标已被广泛接受。我国对土壤酶的研究始于20世纪60年代,20世纪80年代后,随着环境科学的发展,土壤酶研究越来越受重视。国内对农田生态系统的土壤酶研究较多,土壤酶在环境污染治理中的作用也进行了初步探讨,然而土壤酶在荒漠生态系统中的功能及其作用机制的探讨较少,更没有把土壤酶的研究成果用于荒漠生态系统的管理、恢复与重建工作。本实验中,采集库布齐沙地有代表性的流动沙丘和固定沙丘（三年前建立人工植被）1—5cm深度的沙土,首先测定了二者中转化酶、蛋白酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性,然后将荒漠藻接种到流沙表面,研究了人工微藻结皮对四种土壤酶活性的影响。结果表明：与内蒙古高原上广泛分布的栗钙土相比,沙地中的土壤酶活性很低;但固定沙丘中的土壤酶活性显著高于流动沙丘（p〈0.05）。将Microcoleus vaginatusGom。（具鞘微鞘藻）和Phormidium tenue（Menegh.）Gom.（纤细席藻）按0.5μgChl..a/cm2的接种量接种到沙表面时,30d后可形成明显的藻结皮,接种90d后,沙土中转化酶、蛋白酶、脲酶以及碱性磷酸酶的活性分别是对照的1.6—3.6倍、3.1—6.0倍、2.8—10.6倍、29—79倍。目前,荒漠化治理已成为全世界面临的重大课题,本实验研究结果揭示了不同沙地中土壤酶活性的差异,并从土壤酶的角度揭示了人工微藻结皮对土壤的改良作用。该成果对于利用微藻进行荒漠拓殖和荒漠化治理具有一定的指导意义。     

温度对普通小球藻和鱼腥藻生长竞争的影响

通过室内实验研究了不同温度条件下主要水华藻类鱼腥藻(Anabaena sp. strain PCC)和常见淡水藻类普通小球藻(Chlorella vulgaris)的生长和种间竞争, 结果表明在单种培养和共同培养体系中, 普通小球藻的最大藻细胞浓度随着温度的升高而增加; 鱼腥藻生长最适温度为3035℃。温度对藻类种间竞争抑制参数能够产生明显影响, 鱼腥藻在温度为15℃时对普通小球藻的竞争抑制参数最大, 分别是25℃、30℃、35℃时的1.24倍、1.14倍和1.12倍; 而普通小球藻在30℃时对鱼腥藻的竞争抑制参数最大, 分别是15℃、25℃、35℃条件下的4.25倍、2.03倍和1.20倍。在4个试验温度下普通小球藻对鱼腥藻的竞争抑制参数均大于鱼腥藻对普通小球藻的竞争抑制参数。根据Lotka-Volterra竞争模型可推断, 在4个温度条件下, 普通小球藻和鱼腥藻在竞争中不稳定共存。       

UV-C光催化纳米TiO2对蓝藻生长影响的研究

研究了UV-C光催化纳米TiO2对蓝藻生长的影响。从生理上分析了UV-C光催化纳米TiO2具有促进蓝藻中鱼腥藻7120体内活泼态氧化物O2,.OH和H2O2的产生,抑制藻体中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧歧化酶(SOD)在内的抗氧化酶活性,降低可溶性蛋白(Soluble Pr)、藻蓝蛋白(C-PC)、叶绿素a(C-Chl a)和类胡萝卜素(C-Carotenoids)含量,最终表现为藻细胞生长代谢中光合速率和呼吸速率迅速降低,细胞增殖中遗传物质核酸含量下降,并出现几乎达到100%的细胞致死率;同时,通过显微镜观察发现,受试蓝藻细胞形态结构发生了明显变化。可以看出,UV-C光催化纳米TiO2能够有效抑制蓝藻生长。     

温度、光照和pH值对锥状斯氏藻和塔玛亚历山大藻光合作用的影响及光暗周期对其生长速率和生物量的影响

用测定净光合放氧速率的方法研究了温度、光照和pH对锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)光合作用的影响.在不同光暗周期(L∶D)条件下培养锥状斯氏藻和塔玛亚历山大藻,研究了光暗周期对生长繁殖速率和生物量的影响.2种藻对温度的变化敏感,适宜的温度范围是17～25℃,最适温度20～22℃,低于10℃和高于30℃不能生长;锥状斯氏藻的光饱和点是400 μmol·m-2·s-1,塔玛亚历山大藻的光饱和点是650 μmol·m-2·s-1, 都属于喜高光强的微藻;2种藻对pH值的变化极其敏感,适宜的pH值范围很小,为7.0～9.0, 最适pH值7.5～8.0, 与其生活的海洋环境一致,pH值高于9.5时, 不能进行有效的光合作用,pH值10.0可致全部细胞死亡;在一定范围内,2种藻的生长速率(μ)和生物量随着光照时间的延长呈比例增加.     

几种固沙荒漠藻的温度适应性

蓝藻结皮在干旱和半干旱区广泛分布,它们在环境状态的维持和改良过程中发挥着重要的作用。在荒漠藻固沙技术的应用过程中,温度不仅影响藻类在培养池中的培养,还影响接种后藻类的生长。因此,摸清优势固沙藻类的温度生长特征及对不同温度的生长适应性,对于接种蓝藻固沙技术的应用具有积极的意义。实验分3部分:研究了室温培养条件下3种荒漠优势蓝藻-具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、爪哇伪枝藻(Scytonema javanicum)、纤细席藻(Phormidium tenue)的生长曲线,在不同温度(2、5、10、15、25、35℃)、开放式载体培养状态下3种蓝藻的生长状况及形态观察,以及爪哇伪枝藻在不同温度(10、15、20、25、30℃)培养条件下的光合活性、光合色素含量和伪枝藻素含量的变化。实验结果表明:(1)在液体培养基中,纤细席藻生长速率最快,高于具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻;(2)开放式载体培养条件下,藻株的生长速率低于液体培养,因此荒漠优势藻类的培养优先选择液体培养,具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻不易被细菌污染,纤细席藻容易受到细菌污染,在培养该藻株时要考虑添加抗生素类药物抑制细菌过度繁殖;(3)爪哇伪枝藻短期培养(18d)宜选择相对较高的培养温度(25-30℃),而长期培养(30d)宜选择相对较低的培养温度(15-20℃)。       

风力胁迫对具鞘微鞘藻结皮光合活性的影响

抵抗风力胁迫是荒漠藻类适应干旱区环境的重要生物学机制,也是藻结皮能够拓殖流沙的必要条件之一,但有关藻类对风力胁迫的响应机理国内外尚无研究报道。以具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus Gom.)人工结皮为实验对象,研究了不同强度风力吹蚀对结皮含水量、藻类活力、生物量、及其光合活性的影响。结果表明:不论低于当地起沙风(3m/s)还是高于起沙风(5m/s和7m/s)的风力吹蚀,结皮中藻类生物量均明显下降,而且结皮生物量的变化与风速大小和吹蚀时间呈线性关系(y=14.78+0.035a-1.48b,a风速,b时间,r2=0.79)。进一步分析发现,风力吹蚀后结皮中藻类活力并没有降低但主要光合色素和天线色素的含量普遍降低,叶绿素荧光(Fv/Fm)、表观电子传递速率(ETR)和净光合速率(Pn)明显下降,并且风速越大,降幅越大。这些结果说明风力胁迫对藻结皮生长和光合活性的影响主要是通过影响光合色素代谢合成和电子传递速率引起的,对其生命力没有明显影响。       

营养缺失对具鞘微鞘藻胞外多糖和糖原分配模式的影响

为探究蓝藻胞外多糖(EPS)和胞内糖原的分配模式和作用,研究了在氮、磷、镁、钙和铁缺失条件下具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus Gomont FACHB-896)胞外多糖和糖原代谢合成过程中碳流分配规律。结果表明培养基中NO₃^-、PO₄^3-和Mg²⁺的缺乏明显抑制了具鞘微鞘藻的生长和叶绿素a的合成(P<0.05),而Ca²⁺和Fe²⁺的缺乏则对这2个指标无明显影响(P>0.05)。NO₃^-、PO₄^3-、Mg²⁺、Ca²⁺和Fe²⁺的缺乏并未刺激释放多糖(RPS)和总EPS的分泌(P>0.05),而Ca²⁺和Fe²⁺的缺乏明显促进荚膜多糖(CPS)的合成(P<0.05)。NO₃^-、PO₄^3-、Mg²⁺、Ca²⁺和Fe²⁺的缺乏明显促进糖原的合成(P<0.01),且EPS/糖原比值在1.7—8.0,明显小于对照组(P<0.01);尤其在氮缺乏时,EPS/糖原比值最小(P<0.01),细胞内总糖含量最高(P<0.01),细胞分配能量更经济。以上结果表明,在营养缺失时,具鞘微鞘藻倾向存储糖原,但仍将1.7—8.0倍糖原的碳流用于合成EPS。在胞外合成EPS的过程中,将有限的能量优先合成利于自身生存的CPS,较少向外分泌RPS。营养缺失明显影响具鞘微鞘藻胞外多糖和糖原的分配模式,这种能量分配模式可能十分有利于其抵抗贫瘠沙漠的生长环境。     

验室条件下沙埋对人工藻结皮生物量、光合活性和胞外多糖的影响

土壤蓝藻结皮在干旱和半干旱地区广泛分布. 沙埋是生长在流动沙丘表面的植物面临的重要的环境因子. 实验研究了温室条件下干燥沙子不同掩埋时间(0, 5, 10, 15, 20, 30天)和深度(0, 0.2, 0.5, 1, 2 cm)对人工藻结皮生物量、叶绿素荧光活性和胞外多糖的影响. 结果表明: 大体上随着沙埋时间的延长和深度的增加人工藻结皮的F_v /F_m值和胞外多糖含量逐渐降低, 但是在20天和30天沙埋处理之间, 两者在不同沙埋深度均不存在显著性差异; 生物量的降低出现在沙埋处理20天和30天, 在不同的沙埋深度这2种处理时间之间差异亦不显著. F_v /F_m值和胞外多糖含量的协同降低说明两者之间或许存在着一定的关联.     

低温对渗透胁迫下蓝藻固氮的影响

蓝藻经低温（0～4℃）预处理后，其在渗压脱水剂聚乙二醇（PEG）胁迫下的固氮活性下降进一步加剧。能源供应受限（光强减弱、暗处理）、厌氧（Ar或N2中）环境和分子氧下，下降程度更烈，而改善能源和还原剂以及合成固氮酶蛋白所需的物质供应（提高CO2浓度、CO2和N2以及H2和O2的加合、添加外源蔗糖）时即明显有所缓和。     

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。     

温度及pH对隆线溞生长和生殖的影响

研究了隆线溞(Daphnia carinata)在不同温度(15、20、25、30℃)和pH(6、7、8、9、10)影响下的内禀增长率(rm)、周限增长率(λ)、平均世代周期(T)、净生殖率(R0)、平均寿命、第一怀卵日、平均生殖间隔期和总生殖量.结果表明,温度对隆线溞的生命参数有显著影响,30℃组的内禀增长率(rm)...     

低温对氯化钠胁迫下蓝藻固氮活性的影响

低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制,营养液中氯化钠浓度增高时,抑制程度更甚.能源受限(暗处理和加抑制剂时的光合受抑,N_2和Ar的厌氧下呼吸代谢受阻)和氧下固氮酶受到伤害时,低温处理使氯化钠对蓝藻固氮的抑制进一步加剧.在能源和还原剂供应,合成固氨酶蛋白的物质基础(如CO_2和N_2的加合).光合作用正常进行的条件得到改善和保证,以及供应CO_2、外源蔗糖和氮氧加合时,低温加剧氯化钠对蓝藻固氮的抑制程度明显变小.