高温培养条件下爪哇伪枝藻的生理特性和超微结构特征

荒漠生物结皮广泛分布于干旱区环境,高温是影响生物结皮中藻类生存的重要环境因子。在实验室培养条件下,以生物结皮形成和发育中的重要优势种爪哇伪枝藻(Scytonema javanicum Born et Flah)为材料,研究高温胁迫对伪枝藻生理生化特性和细胞结构的影响。设置了25℃(对照)、35℃、40℃和45℃等不同高温处理,测定了短期(6h)和长期(15d)高温条件下,S.javanicum的光合活性、光合色素、多糖含量和丙二醛含量以及细胞超微结构的变化。结果表明,S.javanicum最大光化学量子产量Fv/Fm和PSII有效光化学量子产量ΦPSII在35℃下表现出最大值。40℃高温明显抑制藻体叶绿素a合成,35℃处理促进了叶绿素a合成(高于对照值),而40℃处理明显促进了藻体类胡萝卜素合成,高于对照处理和35℃处理。随温度升高,S.javanicum丙二醛、胞内可溶性糖和胞外多糖含量呈现出逐渐增大的趋势。透射电镜切片显示,40℃高温明显破坏了藻体细胞超微结构,如原生质体出现絮状形态和空泡化,35℃处理则有利于细胞形态结构的保持和稳定。以上结果初步证实了S.javanicum能够较好地耐受适当的高温(35℃)。研究对于了解S.javanicum对高温环境的耐受程度及对高温的适应性具有一定的理论意义,并对利用荒漠蓝藻治理荒漠化具有实际指导价值。     

高温对两种卡帕藻的酶活性、色素含量与叶绿素荧光的影响

在室内采用静置培养法,以25℃为对照,研究高温(32℃、35℃和40℃)对长心卡帕藻Kappaphycus alvarezii与异枝卡帕藻K.striatum的硝酸还原酶(NR)和过氧化物酶(POD)活性、叶绿素a和藻红蛋白含量的影响,并采用调制叶绿素荧光技术,测定高温处理后2种藻的叶绿素荧光参数变化趋势.结果表明:高温对2种卡帕藻的NR和POD活性有显著影响.二者的NR活性均在35℃时最低,32℃时最高;异枝卡帕藻的POD活性在35℃时最高,而长心卡帕藻的在35℃时最低.在25-40℃之间,随着温度升高,异枝卡帕藻的叶绿素a含量逐渐减少,藻红蛋白含量先降后升,35℃时最高,而长心卡帕藻的两种色素含量皆在25℃时最高.在32-40℃条件下,随着温度升高,2种藻的实际光合效率(Y)和相对光合电子传递速率(ETR)明显下降,温度越高,下降程度越大;短期高温可刺激2种卡帕藻的光合活性增强,随着处理时间延长,异枝卡帕藻的光合活性下降,但差异不显著,而长心卡帕藻的光合活性显著下降.综合上述指标,显示32℃以上高温对2种卡帕藻产生胁迫,异枝卡帕藻对热胁迫的耐受力明显强于长心卡帕藻.     

低温和高温下颗石藻(Pleurochrysis sp.)种群生长特征及生化变化

以浙江省象山港虾塘藻华中分离的一种颗石藻(Pleurochrysis sp.)为对象,对温度差异造成的藻类在种群水平上的增殖特征,以及相应增殖过程中细胞的生化特征变化进行了比较研究,包括:差异温度(低温7℃, 高温25℃)下,盐度(5, 15, 30, 45)和光照(低光照 <2 μE·m-2s-1, 高光照100 μE·m-2s-1)不同组合条件影响下的种群增殖特征;差异温度下,种群生长过程中的氮、磷消耗特征,细胞Chl-a的变化特征,以及细胞总多糖变化特征比较.结果显示:颗石藻在低温低光照条件下,不同盐度水平中均维持存活,没有种群增殖;低温高光照下,经低温适应期后,种群可以增殖.高温低光照导致各组种群迅速衰退.高温高光照下颗石藻快速增殖.相同光、温条件下,盐度15, 30, 45的种群增殖趋势相似,盐度5不利于种群增殖.在其它环境因子相同的条件下,温度差异导致颗石藻在种群增殖策略上不同,其间相应的生化特征也存在差异:低温中,颗石藻耐受适应期长,种群生长率低下,期间的氮、磷消耗率低,细胞Chl-a含量降低,细胞总多糖含量高于高温组;低温适应后,颗石藻种群增殖,且达到稳定的增殖速率,增殖期间大量消耗氮、磷营养盐,细胞Chl-a含量渐增,细胞总多糖含量维持相对稳定.高温中,颗石藻快速增殖,初期生长率高,大量氮、磷营养盐在此期中消耗,细胞Chl-a含量渐增,细胞总多糖含量低于低温组,种群生长后期细胞总多糖出现累积.     

发状念珠藻藻殖段的分化及其光合特性的研究

发状念珠藻 (NostocflagelliformeBorn .etFlah .)存在着两个重要而明显的个体发育阶段 ,即营养藻丝体和藻殖段。采用弱光 (铺垫砂粒遮光 ) ,红光或在白光下向培养基中加入DCMU (3,4_dichlorophenyl_1,1_dimethylurea)等方法 ,可促进营养藻丝体转变成藻殖段。用可见光吸收光谱、低温荧光发射光谱和光合放氧活性表示发状念珠藻藻丝体与藻殖段的光合特性 ,表明营养藻丝体和藻殖段的可见光吸收光谱和色素含量差别不大。而两者在不同光强范围 (110～ 12 0 0 μmol·m-2 ·s-1)和不同温度 (15～ 45℃ )下的光合放氧活性 ,表明发状念珠藻的藻殖段比营养藻丝体可能更适合在低光强下和较高的温度下生长。从荧光发射光谱可以看出 ,在光合能量传递中营养藻丝体比藻殖段在两个光系统之间的光能分配上更加均衡 ;但是藻殖段中藻胆体吸收光能向两个光系统的传递比营养藻丝体的更加有效。可以认为藻殖段的形成对光合作用的结构与功能产生影响。     

温度、光照和盐度对2株曼氏骨条藻生长及脂肪酸组成的影响

研究温度、光照、盐度对2株曼氏骨条藻（Skeletonema munzelii）SM-1、SM-2生长、总脂含量及脂肪酸组成的影响,以确定其生长及油脂、多不饱和脂肪酸积累的最适生态条件。在实验室智能光照培养箱内不充气培养控制条件下,采用单因子试验分别研究了不同温度（10、15、20、25和30℃）、光照强度（20、40、60、80、100和120μmol/m2·s）、盐度（10、15、20、25、30、35和40）对2株藻的生长、总脂含量及脂肪酸组成的影响。结果表明：不同温度、光照强度及盐度对2株藻的生长、总脂及脂肪酸含量影响均有显著影响（P〈0.05）。藻株SM-1生长的最适温度为25℃,最适光强60μmol/m2·s,最适盐度30,而低温（10~15℃）,低光照（20μmol/m2·s）,低盐度（盐度15）更有利于总脂及PUFA的积累。SM-2生长的最适温度为20℃,最适光强60μmol/m2·s,最适盐度30,而低温（10~15℃）,低光照（20μmol/m2·s）更有利于其总脂及PUFA的积累,低盐（盐度15）则更有利于PUFA的积累。因此在实际生产中,2株藻可先在最适条件下培养以增加生物量,后转至利于PUFA积累的条件下提高PUFA产量。     

几种因素诱导鱼腥藻7120短藻丝体的形成

丝状蓝藻鱼腥藻7120（Anabaena sp.PCC7120）中可成功表达外源基因,但其转化和表达效率不高,改变细胞的生理状态可能会影响外源基因的转化和表达效率。将鱼腥藻7120藻丝体通过几种因素诱导形成短藻丝体（具有25个左右细胞）,并对其光合活性进行了测定。结果表明：红光和高温对鱼腥藻7120短藻丝体较为有效,且红光诱导在48h时,短藻丝体细胞数占总细胞数的比例达到85％;DCMU单独诱导效果不明显,适当浓度的DCMU＋红光诱导时诱导效率略有增加;高温以45℃诱导12h比例最高,约达87％;高温45℃诱导时,对数生长后期的鱼腥藻7120较易形成短藻丝体。光合活性测定结果显示,诱导形成的短藻丝体光合放氧速率比正常营养藻丝体的低,这种具有光合放氧能力的短藻丝体显示出作为表达外源基因受体的可能性。     

念珠藻葛仙米生理生化特性对不同低温胁迫的响应

研究了不同培养温度下对念珠藻葛仙米的生长和相关生理生化特性的变化.结果表明,低温抑制葛仙米的生长,在2℃～5℃低温下其生长甚至完全停止;在10℃低温胁迫下,其生长延滞期变长,其后仍能保持正常生长.低温胁迫下,葛仙米光合系统II(PSII)的光合效率(Fv/Fm)的变化趋势与生长曲线相似;细胞电解质渗透率在低温胁迫初期尚能保持比较低的水平,但随着时间延长而升高;可溶性糖和还原性糖含量的变化则随胁迫加剧有不同程度升高.可溶性蛋白含量则在低温下保持比较低的水平.这些结果表明,低温对葛仙米的生长和光合作用具有抑制作用,但葛仙米也表现出了一定的抵抗低温胁迫的能力,并通过调节细胞膜的渗透性、重新合成低温适应调节物质(如总糖和可溶性糖等)来减少低温伤害,从而适应低温胁迫.     

共生与非共生爪哇伪枝藻对高温胁迫的响应

研究以自由生长的爪哇伪枝藻(Free-living S. javanicum, fs)和分离自地衣的爪哇伪枝藻(Symbiotic S. javanicum, ss)为研究对象, 探究了不同生长状态爪哇伪枝藻对高温(45℃)胁迫的响应。结果发现在高温胁迫下, 爪哇伪枝藻光合活性、叶绿素a及类胡萝卜素含量下降; 丙二醛(MDA)、胞外多糖及可溶性蛋白含量上升。在高温处理下, 与fs相比, ss光合活性下降较慢, 且高温处理后ss的叶绿素a及类胡萝卜素含量也明显高于fs。高温处理下, 与fs相比, ss的MDA含量和增长速度均较低; 并且在面临高温胁迫时, ss能够更快的分泌胞外多糖和可溶性蛋白质, 从而在一定程度上达到自我保护的目的。研究结果表明, 在暴露于高温胁迫时, 相较于自由生长状态, 来自地衣的爪哇伪枝藻具有更高的自我保护效率。     

温度对大豆(Glycine max)种子发育过程中蛋白质、脂肪和淀粉积累过程的影响

目前人们仍不清楚温度是如何影响发育中的大豆（Glycine max L．）种子蛋白质和脂肪积累过程以及基因型不同的大豆是否对温度具有相同的反应。研究拟通过对3个基因型大豆在不同温度处理下,种子发育过程中的蛋白质和脂肪的积累模式研究,以了解温度对种子组分的调节机理。3个基因型大豆品种（Evans,PI132．217,和Proto）种子盆栽在温度为27／20％（中温）的生长箱中生长到开花。在开花后第10天,将其中的一个生长箱的温度调节到35／27℃（高温）;另一个调到20／12℃（低温）。生长在高温和中温条件下的大豆,在开花的第21天开始收集豆荚,每3d取1次样。生长在低温条件下的大豆,在开花的第25天开始收集豆荚,每5d取1次样。结果表明,3个基因型大豆种子均在高温下生长快,成熟早,在中温下生长速率最大,低温下生长速率低但种子生长期延长。当种子获得60％-70％总干重时种子脂肪含量达到最大（中温）,高温使其提前出现,低温则被推后。在低温下,种子中蛋白质和脂肪两者积累模式相同,但蛋白质积累速率低。在高温和中温条件下,种子蛋白质和脂肪的积累模式不同。在种子获得60％～70％的总干重之前,蛋白质和脂肪积累模式相同,但在种子获得60％～70％的总干重之后,蛋白质积累呈上升趋势,而脂肪积累停止或下降。同时在种子发育的晚期伴随着蛋白质含量增加,淀粉和蔗糖含量快速下降。虽然3个基因型大豆种子的蛋白质和脂肪积累模式均明显受温度影响,但在不同温度条件下和不同生长阶段中高蛋白质品种Proto和PI132．217（蛋白质稳定型）蛋白质含量总是高于低蛋白质品种Evans,而且两者差异显著。这一研究表明温度不能改变品种在蛋白质和脂肪合成上的遗传特性。遗传育种在提高大豆种子蛋白质含量上仍起决定作用,但是合理的播种时期在提高大豆种子蛋白质和脂肪含量上也是不可忽视的问题。     

环境因子对转hGM-CSF基因鱼腥藻生长与光合的调节

以转hGM-CSF基因鱼腥藻7120为对象,分别探讨了温度、pH、光强等环境因子和外加碳、氮等基本营养源对转基因藻生长与光合活性的影响.结果表明:当基本环境因子为30℃、pH9.5和90μmol·m-2·s-1光强时,转基因藻生长最快.添加10mmol·L-1的NaHCO3或5g·L-1的葡萄糖对转基因藻的光合活性促进最大;但外加氮源却抑制了转基因藻的光合活性.     

水分对发状念珠藻生理活性的影响

研究了水分对发状念珠藻(Nostor flagelliforme Born.et Flah.)生理活性的影响作用。结果表明：干藻体在湿润的过程中,呼吸、光合和固氮活性依次恢复;且随水分含量的增加,光合活性和固氮活性逐渐增强,呼吸作用缓慢减弱并在一定水平上保持相对稳定,自由水是束缚水8倍左右时发菜生理活性全面恢复。吸水饱和的藻体在干燥过程中,光合、呼吸、固氮作用依次停止;呼吸作用随水分的丧失逐渐下降;固氮活性、光合活性在水分丧失20％～40％时有一定程度的增强,出现活性高峰;此后,生理活性下降,水分完全丧失时,光合作用终止,呼吸和固氮作用极其微弱。试验证明,水分是发状念珠藻生理活性的重要限制因子,适宜的水分有助于发菜维持正常的生理代谢和生长。     

两种温度条件下苯酚对铜绿微囊藻大型变种生长的影响

模拟春秋季水温 (2 2℃ )和夏季水温 (3 0℃ )环境 ,用不同浓度的苯酚处理铜绿微囊藻大型变种。结果显示 :正常水体中该藻在 3 0℃比 2 2℃生长快。浓度C≤ 2 0 0 μg/mL的苯酚对它的生长有促进作用 ,而浓度C≥ 40 0 μg/mL的苯酚则抑制其生长 ,高浓度苯酚胁迫下的藻细胞光合速率 ,可溶性蛋白含量下降 ;细胞膜透性增大 ;超氧阴离子 (O 2 )和丙二醛 (MDA)相对含量升高 ;超氧化物歧化酶 (SOD)活性降低 ,藻体自发荧光较对照减弱。表明该藻的生长更适合于夏季高温条件 ,且较高浓度苯酚对其有较强抑制作用。     

香瓜梨对温度响应的生理特性研究

置于不同温度（５－３５℃）下的香瓜梨幼苗,在１５－３０℃时叶片的光合速度较高。２０℃时的标株叶片具有最高的光合速率,光事电子传递活性,ＰＳＩＩ的光化效率和电子传递的量子效率,叶绿素含量,但细胞膜透性最低。５－１０℃的低温和３５℃的高温明显降低生理参数,且随处理时间的长,其降低程度越明显,解除５℃的低温处理后转自然温度环境（１５－２０℃）中６ｄ,叶片细胞的电解质渗漏降低。     

Effects of Temperature and pH on Cell Growth of a Flocculating Microalga (Chlorella vulgaris) JSC-7

微藻是可广泛用于健康食品及水产养殖的饵料,同时,微藻细胞内积累的油脂可作为可再生生物燃料,因此微藻的生长和代谢受到广泛关注。温度和pH对微藻的生物量积累有很大影响,考察不同温度和pH条件下微藻细胞的生长有助于寻找最佳的条件进行微藻的培养。自絮凝小球藻JSC-7（Chlorella vulgaris JSC-7）可实现自沉降采收,有利于降低微藻生产成本,优化其生长条件对更好地利用该微藻具有重要意义。考察了温度（22∽40℃）及pH（6.0∽10.0）对其细胞生长、叶绿素含量和油脂产量的影响。在所选取的温度及pH范围内,JSC-7细胞均可生长,显示该藻种可以适应广泛的温度和pH条件。适合细胞生长的温度依次为31℃〉28℃〉35℃〉25℃,pH依次为7.0〉8.0〉6.0。pH 8.0时生物量和油脂的积累量最多,说明该藻株在弱碱条件下更适合生长和产油。当温度为31℃、pH为7.0时,可获得最高的生长量（OD690=0.941）、叶绿素含量（19 mg/L）及油脂产量（39.07%/克干重）。     

温度对谷皮菱形藻生长及其理化成分的影响

考察了不同温度对谷皮菱形藻生长及其理化成分的影响。结果表明:温度在10℃或30℃条件下不利于细胞生长,同时也不利于胞内理化成分的积累。在20℃条件下细胞密度、叶绿素含量、胞内蛋白、胞外多糖及胞内多糖达到最大值。谷皮菱形藻的最适生长温度为20℃,10℃可以作为种质保存的温度。     

温度对铁皮石斛生长及生理特性的影响

通过不同温度下的控制实验,研究了铁皮石斛光合作用与生长对温度的响应,以期为铁皮石斛的栽培提供理论依据。温度对铁皮石斛的光合速率（Pn）有明显影响,30℃处理的植株具有最高的饱和光合速率（Pmax）,其较高的光合速率与RuBP电子传递速率与羧化速率间相对平衡有关。温度对铁皮石斛茎的生长及多糖含量有明显影响,20℃处理的石斛多糖含量显著性的高于其他两个处理,而茎长、茎节数、茎鲜重等则是在30℃下最高。结果表明,30℃的温度对铁皮石斛的光合作用较为适宜,但在20℃条件下植株具有更高的多糖含量。     

多蒴灰藓（苔藓植物门：藓纲）对短期极端温度的生理响应

近年来,藓类植物作为一类模式植物,在分子生物学、抗性生理学研究中受到重视,因此,开展逆境条件下藓类植物渗透调节物质和膜保护系统相关指标变化的研究,将为了解藓类植物对逆境条件适应的生理机制提供基础资料。多蒴灰藓（Hypnum fertile Senden.）分布广泛,生境多样,本文研究了低温(5℃)和高温(40℃和60℃)在不同胁迫时间(0、1、2、4、6、8h)下多蒴灰藓体内可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性的变化,以期了解多蒴灰藓对不同温度条件的适应能力和响应的生理机制。结果表明：在5℃低温处理下,随处理时间延长,多蒴灰藓的可溶性糖含量逐渐增加,在高温处理下,呈现先升高后降低的趋势;游离脯氨酸、MDA在低温和高温胁迫下随处理时间延长都逐渐升高。CAT在5℃低温处理下活性逐渐升高,在40℃高温处理下先升高后降低,在60℃高温处理下则迅速降低,6 h后酶完全丧失活性。SOD的活性在5℃低温处理下随处理时间延长逐渐降低,在高温处理下则表现出先升高后降低趋势,40℃高温胁迫下6 h达到最大值,60℃胁迫下0.5 h达到最大值。POD在5℃和40℃处理下活性随处理时间延长逐渐升高,在60℃高温处理下则先升高后降低。这些结果表明,多蒴灰藓适生于20℃左右的温度条件下,60℃高温对多蒴灰藓的伤害明显,与高温相比,多蒴灰藓更适合生长于低温环境;多蒴灰藓通过增加游离脯氨酸以提高对温度逆境的适应;POD和CAT在多蒴灰藓抵御低温胁迫时可能起着主要作用,而SOD则在其抵御高温胁迫时起一定的作用。     

芦苇秆浸出液抑藻的最佳环境条件研究

应用全面正交设计试验方案,研究了三种主要环境因子温度、pH、氮磷比及其互作对芦苇秆浸出液抑制铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）生长的影响。结果表明:芦苇秆浸出液使藻细胞出现聚集现象,对铜绿微囊藻细胞密度和叶绿素a的含量变化的影响均与这三个环境因子及其互作显著相关,温度是影响抑藻的主效环境因子,其次是pH和氮磷比,温度与pH以及温度与氮磷比之间也存在一定的交互作用,pH与氮磷比之间无显著差异。具体表现为,低温组（10℃）抑藻效果显著,随着温度升高抑藻效果逐渐减弱,pH和氮磷比对抑藻效果的影响都与温度水平密切相关,所有的低温组（10℃）及大部分中温组（18℃）的温度、pH、氮磷比各水平均与高温组（25℃）之间存在显著差异（P0.05）。经过方差综合分析,芦苇秆浸出液抑藻的最佳环境条件为:温度为10℃,pH为9,氮磷比为2,在此条件下连续培养7d后,藻细胞密度下降到原来的40.48%,叶绿素a下降到原来的51.26%,故推测芦苇秆应用于控制水华的发生及水体蓝藻污染的恢复具有良好应用前景。       

八株海洋微藻Nannochloris sp.生长及生化性状评价

通过对从南海海域筛选分离纯化的8株Nannochloris sp.海洋微藻进行生长和生化特性分析,评估该属微藻的生产应用潜力。采用干重法、索氏提取法、凯氏定氮法、苯酚硫酸法、气相色谱质谱联用分别测定微藻生长以及油脂、蛋白质、多糖含量及脂肪酸组成。结果表明,8株微藻的最大生物量干重为0.39-0.91 g/L,生长最快的为SCS-761藻株;总脂含量为(19.06-33.67)%,其中SCS-249、SCS-589、SCS-655藻株总脂含量超过25%,且SCS-655藻株油脂产率高达22.23±0.71 mg/(L·d);SCS-249、SCS-325、SCS-355、SCS-640、SCS-769藻株蛋白质含量超过30%,其中SCS-640藻株蛋白质含量最高(36.70±2.20)%;而各株藻的多糖含量介于19.23%-29.34%,其中SCS-761最高,SCS-655最低。另外,脂肪酸组成分析结果显示8株微藻的脂肪酸组成结构相似,主要为C16饱和脂肪酸和C18系脂肪酸。不饱和脂肪酸以亚油酸相对含量最高,SCS-249、SCS-355、SCS-761藻株亚油酸相对含量超过40%。海洋微藻Nannochloris生物活性物质资源丰富,含有较高的脂质、蛋白质和亚油酸含量,应用潜力可观,应对该属微藻进行更为深入的研究开发,为该属微藻高值化综合性开发奠定基础。     

不同温湿条件下贮藏的3种禾本科植物花粉活力变化(简报)

测定水稻、玉米和狼见草花粉在低温（5℃）低湿（45％）、低温（5℃）高湿（80％）、高温（35℃）低湿（45％）和高温（35℃）高湿（90％）4种贮藏条件下的活力表明：低温高湿下花粉活力保持的时间最长;狼尾草花粉比水稻、玉米花粉耐贮藏,在低温高湿条件下贮藏30d后,仍有38．3％的萌发率;狼尾草花粉中蛋白质含量较高,淀粉含量较低。