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。     

中国淡水微囊藻三个新记录种

迄今为止,全球范围内报道了约50种微囊藻Microcystis,中国记录报道的有19种,但一些描述仍较模糊。最近在云南滇池、武汉东湖和南湖、北京、浙江杭州和绍兴等地野外调查中发现一些微囊藻水华含有较高的多样性,其中有3种微囊藻在中国尚未报道：M.novacekii（Komarek） Comp6re1974,M.smithii Komarek ＆ Anagnostidis 1995和IM．botrys Teiling1942。本文对这3个新记录种进行形态特征描述。     

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.     

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。       

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-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     

巢湖蓝藻水华形成原因探索及"优势种光合假说"

为探索蓝藻水华的形成原因,从2007以来对巢湖西区浮游藻类种类、优势种季节变化、初级生产力、水质参数及优势种的光合生理生态学特性作了观测。关于蓝藻水华形成过程中迅猛发展的原因,近80a已提出了10种假说,但对解释巢湖形成的蓝藻水华,尚显不足。本文基于我们对蓝藻水华的了解,提出了如下“优势种光合假说”：（1）蓝藻水华包含各种藻类,蓝藻水华发生不仅与藻细胞浓度有关,还与水体初级生产力直接有关。巢湖中这两者在夏季最大,在冬季最小。但无定量关系。（2）水华藻类中生长最快、细胞密度最大的是优势种,含有多个优势种时可能随季节更替。巢湖几乎整年发生蓝藻水华,已检测出4种优势种都是蓝藻,从早春起先是水华鱼腥藻,以后有绿色微囊藻、惠氏微囊藻和铜绿微囊藻。（3）各种环境因子都影响优势种生长,其中少数主导因子影响较大。在巢湖富营养条件下,光强、温度和pH值是主导因子。（4）主导因子对优势种光合活性的影响,可决定其能否处于优势。巢湖的温度和pH值变化可能促进了惠氏微囊藻取代绿色微囊藻,铜绿微囊藻取代惠氏微囊藻,而光强变化可能调节冬季时水华鱼腥藻取代了绿色微囊藻,春季时正好是相反的取代。     

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。     

水环境中微囊藻毒素的生物降解

微囊藻毒素在水环境中的生物降解是决定其环境归趋和影响其毒性的重要因素。本文综述了水细菌、鱼类、水生植物、水生无脊椎动物、浮游动物等水生生物对微囊藻毒素生物降解方面的研究进展。目前报道的微囊藻毒素降解菌有鞘氨醇单胞菌、铜绿假单胞菌和青枯菌。鞘氨醇单胞菌和铜绿假单胞菌分别以微囊藻毒素酶和碱性蛋白酶降解毒素,青枯菌降解机理未明;而鱼类、水生植物、水生无脊椎动物、浮游动物等水生生物主要通过谷胱甘肽S-转移酶催化形成低毒性的微囊藻毒素-谷胱甘肽结合物进行转化。本文还对水环境微囊藻毒素的生物修复方式进行了初步的探讨。     

微囊藻毒素LR对草鱼肝脏超微结构影响的研究

关于微囊藻毒素对哺乳动物的影响已有较多的研究,指出微囊藻毒素LR是一种作用于肝脏的极强环肽毒素,并能引起肝细胞超微结构的改变［‘］,但是有关该毒素对鱼类影响的报道却很少,作者采用腹腔注射微囊藻毒素的方法,确定其在鱼体内作用的靶器官,观察超微结构的组织病理变化,并与对哺乳动物作用的结果相比较,进而探讨其对鱼类的致毒机理．回材料和方法微囊藻毒素LR由日本名城大学药学部提供。实验鱼为草鱼［Ctenopharyngodonidellus］,体重引一389,体长11—13cm,取自中国科学院水生生物研究所养殖场,在25℃下通以循环水驯化1周…     

云南省柳叶藓科植物新记录

在研究标本和文献的基础上,报道了云南省柳叶藓科植物的11个新分布记录种和3个变种,包括1个中国新分布记录种细肋镰刀藓(Drepnocaldus tenuinervis Kop.),并对它们的生境和地理分布作了初步讨论．     

蛋白磷酸酶抑制法-荧光法检测微囊藻毒素的影响因素研究

正由于大量氮、磷等物质释放到水体中,造成严重的水体富营养化,水华的大量发生不仅影响水体感官,还释放出有害毒素如微囊藻毒素(Microcystin,MCYST)。它是一环状七肽,主要由淡水蓝藻释放到水体中,目前已经发现的微囊藻毒素有60余种异构体,其中MCYST-LR毒性最大因而对其研究最多。在长江、黄河、松花江等主要河流和太湖、滇池、巢湖、东湖等每年都有水华的发生1。因此,建立快速、灵敏、经济实用的检测微囊藻毒素的方法是微囊藻毒素研究的重要内容。本文报道了一种蛋白磷酸酶抑制法——荧光法,可以快速检测水样品中的微囊藻毒素。荧光法可采用不同的底物,本实验采用MUP(4-methy-lumbelliferylphosphatefreeacid)作为底物。当直接检测水样       

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。     

微囊藻对柔细束丝藻生长及土臭素合成与释放的影响

文章选择两种特征不同的微囊藻——产毒的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和无毒的惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii),分别以不同的接种比例(1﹕2、1﹕1和2﹕1)与产土臭素(Geosmin)的柔细束丝藻(Aphanizomenon gracile)混合培养,以探索种间相互作用对藻类生长和束丝藻土臭素合成与释放的影响。结果表明,在共培养条件下,两种微囊藻均抑制了柔细束丝藻的生长,而柔细束丝藻却促进了两种微囊藻的生长。惠氏微囊藻促进了柔细束丝藻土臭素的释放(接种比例为1﹕1时,束丝藻胞外土臭素的细胞份额达到269.43 fg/cell),仅在生长早期与生长受到抑制阶段促进了土臭素的合成;铜绿微囊藻在共培养早期促进了束丝藻土臭素的合成,但共培养却抑制了土臭素的释放,而且在共培养的中后期已检测不到土臭素。研究结果表明,在自然水体中束丝藻与微囊藻的季节演替过程中,微囊藻在与束丝藻的竞争中处于优势,且微囊藻对束丝藻的竞争压力促使后者合成异味物质,随着束丝藻的消亡可能伴随大量异味物质的释放,增加异味事件发生风险。     

铜绿微囊藻、斜生栅藻对氮磷饥饿的耐受能力研究

在太湖微囊藻水华暴发期间 , 监测了梅梁湾水体中叶绿素 a 和氮磷营养盐的动态变化, 并通过批量培养实验研究了氮磷缺乏对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响 , 以探讨两种藻对氮磷饥饿的耐受能力对微囊藻水华形成的影响。结果表明 , 在水华期间 , 水体的氮磷营养盐浓度并不高, 并处于波动状态; 铜绿微囊藻和斜生栅藻对氮磷饥饿的耐受能力存在很大差异 : 在无磷培养基中 , 铜绿微囊藻能保持 8 天的指数生长, 而斜生栅藻在无氮或无磷培养基中生长都非常缓慢。两种藻对磷饥饿的耐受能力均高于氮。通过生长速率的比较, 发现铜绿微囊藻对磷饥饿的耐受能力明显高于斜生栅藻, 因此更能够适应波动的营养供给条件。对营养盐饥饿耐受能力的不同导致两种藻在营养盐波动的情况下微囊藻更易取得优势, 成为水华期间浮游植物的优势种。     

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。     

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     

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。     

NaNO3胁迫对两种微囊藻VOCs释放的影响

为了揭示硝酸盐过量积累对藻类产生胁迫后对藻类挥发性有机化合物(VOCs)释放以及水体气味的影响, 研究以形成蓝藻水华的主要种类铜绿微囊藻和水华微囊藻为材料, 在NaNO3胁迫下, 对其细胞生长和释放的VOCs进行测定分析。结果表明, NaNO3胁迫24h后, 铜绿微囊藻和水华微囊藻细胞生长均受到明显影响, 与对照相比细胞密度分别降低了29.6%和43.0%。在正常条件下, 铜绿微囊藻和水华微囊藻分别释放出26和27种化合物, 其主要类型是硫化物、烃类、萜烯类、苯类、醛类和酯类化合物。在NaNO3胁迫下, VOCs含量均明显增加, 其中铜绿微囊藻释放的此6类VOCs含量分别增加了60.5%、14.3%、136.6%、92.1%、730.0%和120.7%, 水华微囊分别增加了172.7%、162.5%、154.0%、55.9%、51.2%和109.4%。此外, 铜绿微囊藻VOCs中出现4种新成分, 水华微囊藻VOCs中出现1种新成分。由此可见, 硝酸盐过量积累对藻细胞产生胁迫后会诱导其释放出大量VOCs, 从而增加水体气味、破坏水质。       

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)。