海洋生物质的热解特性与动力学研究

以定生浒苔、漂浮浒苔、石莼、大叶藻、海带、龙须菜和裙带菜7种海洋生物质为研究对象,以1种草类生物质玉米秸秆、1种木质类生物质锯末为对照,用热重分析法对其热解过程及其动力学规律进行了研究。利用TG-DTG-DTA曲线分析了它们的基本热解特性。结果表明,整个热解过程主要为干燥失水、剧烈失重和缓慢失重3个阶段,海洋生物质的Tmax明显低于2类陆生生物质,而且大叶藻的热解稳定性相对较高,而漂浮浒苔的热解稳定性较低,燃烧特性较好。同时,用Coats-Redfern法求得相应的活化能E和频率因子A,发现3类生物质的热解反应机理函数不同。     

Al_2O_3催化剂对海洋生物质热解特性的影响

以海洋生物质浒苔为研究对象,并以玉米秸秆(草类生物质)和锯末(木质类生物质)为对照,采用热重分析方法研究了3种生物质的热解特性,并比较了3种生物质之间的热解差异。结果表明,与玉米秸秆和锯末等典型陆生生物质相比,浒苔的热稳定性最低。此外,以不同浓度氧化铝作为催化剂,用热重分析法对其热解过程进行了研究,利用TG-DTG曲线分析了不同催化剂在不同浓度下对其基本热解特性的影响。结果表明,Al2O3对于3种生物质转化率和最大失重速率有显著的影响,其中Al2O3对锯末和浒苔的转化率降低程度比玉米秸秆较明显。考虑到Al2O3具有可调变的表面酸碱性以及多种不同的晶相结构等优点,Al2O3具有较大的的应用价值。     

大型绿藻浒苔转化表达系统选择标记的筛选

主要研究了条浒苔对抗生素氯霉素和除草剂Basta的敏感性,以确定适合的阳性选择标记基因。应用不同浓度氯霉素(0、25、50、75、100、125μg/ml)和Basta(0、5、12.5、25、37.5、50μg/ml)对不同发育时期条浒苔细胞存活率影响进行了测定。实验结果表明:不同发育时期条浒苔对氯霉素和Basta的敏感性不同。其中最大浓度125μg/ml浓度的氯霉素在15d内对条浒苔孢子和小苗两个不同发育时期的细胞均难以达到全部杀死效果,相对存活率仍分别为1%和20%;而Basta对条浒苔孢子和小苗均具有很强的杀生作用,其中5μg/ml浓度的Basta在3d内可将条浒苔孢子全部杀死,12.5μg/ml浓度下约一周时间可以将浒苔小苗全部致死。本实验结果提示bar基因有可能成为浒苔基因工程较理想的选择标记基因。     

条浒苔和缘管浒苔对镉胁迫的生理响应比较

为探讨大型海藻对重金属胁迫的生理响应及耐受机制,以条浒苔（Enteromorpha clathrata）和缘管浒苔（Enteromorpha linza）为试验材料,研究了不同浓度的镉（Cd2 ）处理7天对两个浒苔品种的生长、叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）含量、叶绿素荧光参数以及可溶性糖（SS）和可溶性蛋白含量（SP）的影响。结果表明：随着Cd2 浓度的增加,条浒苔和缘管浒苔鲜重和相对生长速率（RGR）与对照相比显著下降,且条浒苔的鲜重和RGR降低幅度大于缘管浒苔。镉胁迫下,叶绿素和类胡萝卜素含量、叶绿素a/叶绿素b（Chla/Chlb）、PSⅡ最大光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光能转化效率（Yield）、最大相对电子传递速率（rETRmax即Pm）和光能利用效率（α）、可溶性蛋白含量随着Cd2 浓度的升高均出现下降趋势,除了叶绿素外,条浒苔的其它指标的降幅要大于缘管浒苔。随着镉胁迫强度的增加,浒苔可溶性糖含量呈现逐渐显著上升。上述表明,条浒苔和缘管浒苔对Cd2 胁迫均具有一定的适应能力,且缘管浒苔耐镉性高于条浒苔。在镉胁迫下,维持较高的Car含量、Chla/Chlb、Fv/Fm、Yield、rETRmax、α、SS含量、SP含量是缘管浒苔耐镉性高于条浒苔的主要原因。     

浒苔Enteromorpha prolifera组织培养初步研究

通过将大型绿藻--浒苔切成一定大小的藻体片段,在实验室条件下用液体和固体平板组织培养的方法,系统地研究了在藻体切段条件下,浒苔组织块中细胞的发育路径和趋势.在培养的过程中发现叶状体中细胞的发育能力和方向都具有明显的极性,且浒苔组织块中细胞的发育速度和规模与组织块大小和其组织块中的位置有关.在切段培养的条件下,浒苔细胞有5种发育途径:1.分化为孢子囊,2.细胞极化下端延伸形成类似于假根的结构,3.分裂成细胞团并在后续的发育过程中成苗,4.细胞进一步极化形成带假根的单细胞苗,5.维持一定状态不再分化.而切段培养条件下,藻段中的不同细胞可能发生不同的发育情况.     

水杨酸对浒苔生长和生理特性的影响

为探讨水杨酸(SA)对不同增殖方式来源的浒苔生长和生理特性的影响,本文选取营养繁殖得到的浒苔(VU)和孢子/配子繁殖得到的浒苔(SU)作为供试材料,设置不同的水杨酸浓度,测定两种浒苔的生长、叶绿素荧光、超氧化物歧化酶(SOD)和可溶性蛋白含量等生理指标.结果表明: 低浓度水杨酸可以促进VU和SU的生长,对VU促进效果更为显著;在0.2 μg·mL^-1水杨酸浓度下,VU相对生长速率达到最大值21.0%,且与SU相比,VU最大光化学效率提高了9.8%.水杨酸对两种浒苔的SOD活性影响较大,在水杨酸浓度为0.2、0.5 μg·mL^-1下,VU的SOD活性增幅分别达52.0%、198.6%,SU的SOD活性增幅分别达54.1%、38.0%.水杨酸促进了浒苔的相对电子传递速率、光合作用和蛋白质含量.水杨酸对两种增殖方式来源的浒苔的生长均有促进作用,尤其是对VU的促进作用更为明显.     

浒苔多糖的分离、纯化和分析

浒苔（Ｅｎｔｅｒｏｍｏｒｐｈａｐｒｏｌｉｆｅｒａ）经热水提取,Ｓｅｖａｇｅ法除去蛋白质,用乙醇沉淀,ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－１００柱层析,得浒苔多糖（简称ＥＰ）精制品。经ＳｅｐｈａｄｅｘＧ－２００柱层析鉴定为单一对称性洗脱峰。红外光谱分析具有多糖特征吸收峰,紫外光谱分析未见有核酸和蛋白质的特征吸收峰。总糖含量为８８．８％,其中糖醛酸含量为３３．６％。单糖组成为Ｌ－阿拉伯糖、Ｌ－岩藻糖、Ｄ－甘露糖、Ｄ－半乳糖及Ｄ－葡萄糖,平均分子量为２５０００。     

基于全局灵敏度分析的浒苔生长影响参数研究

近年来,以浒苔为主的绿潮灾害频发。构建了浒苔生长模型,以定量分析浒苔生长过程,探索浒苔爆发机理。参数不确定性是模型不确定性的主要来源,以参数灵敏度分析为基础的参数优化有利于提高模型精度,采用Morris方法对模型涉及的主要参数进行了全局灵敏度分析,以研究浒苔生长的主要影响参数。不同于其他有关大型绿藻的模型模拟,模型同时考虑了幼体浒苔和成熟浒苔的生物量变化,并修正了营养盐限制函数以及温度计算函数。全局性的参数灵敏度分析结果表明,最适温度(T_(opt))、光合作用最适光强(Is)、最大发芽率(G_(max))、浒苔生长所需的氮含量的半饱和系数(kqn)、最大氮摄取率(V_(maxn))这5个参数在浒苔生长模型中具有较大灵敏性。其中,T_(opt)影响最大,Is和V_(maxn)其次,说明浒苔生长主要受温度光照和氮含量限制。相较于局部灵敏度分析仅关注单个参数变化、依赖于初值选取等缺陷,全局灵敏度分析同时从各个参数的取值范围上分析参数对模型结果的影响,能揭示参数之间相互作用的影响。此外,灵敏度较大的参数往往和其他参数之间存在较大相关性。     

CO2浓度对条浒苔Rubisco酶聚集蛋白核的影响

以生长快速、细胞具多个蛋白核的大型海藻条浒苔作为材料研究CO2浓度对条浒苔Rubisco酶在蛋白核和叶绿体基质之间迁移的影响.应用金标免疫电镜分子定位技术对Rubisco酶集中蛋白核程度进行数值化分析.电镜下可观察到标记Rubisco的金颗粒大部分集中分布在蛋白核中.根据Morita(1997)提出的方法,设定PR-ratio值(蛋白核内分布的Rubisco酶总量与蛋白核外类囊体基质中的Rubisco酶总量之比)作为衡量Rubisco集中蛋白核程度的分析指标.不同CO2浓度对于Kubisco酶分布的长期影响和短期影响研究均显示CO2浓度升高时,Rubisco倾向于向叶绿体基质中扩散;CO2浓度较低或无CO2培养时,Kubisco酶不断向蛋白核中集中.研究结果显示,蛋白核可能在光合作用和CCM机制中具有重要作用.     

大型绿藻浒苔藻段及组织块的生长和发育特征

通过将浒苔叶状体分为基部、中部和顶端三部分分别进行切段和切碎处理,在实验室条件下,用液体浅层培养的方法,系统地研究了其组织和细胞的生长和发育特性。显微观察的结果显示：切段培养条件下,基部和中部的藻段均可在其形态学下端形成假根,在形态学上端产生类似叶状体的突起。藻段的发育具极性,但是其极性并不绝对的,在1.0 mm的基部藻段两端都观察到了假根的形成。虽然顶端的藻段和组织块全都形成和释放了孢子,未见明显的营养生长,但是在培养早期,其下端仍然具有形成假根的能力。浒苔各部位藻段和组织块释放的和滞留于孢子囊内的孢子都可以立即萌发成苗。快速生长的中基部藻段形成了气囊,致使其漂浮于培养基上。有很多藻段和组织块形成和释放了生殖细胞,释放到外界以及滞留于孢子囊内的孢子均可立即附着萌发。数据分析表明：藻段的生长具有极性,不同部位相同长度的藻段生长率差异明显,基部藻段的生长率高于中部藻段,顶部藻段无明显的营养生长。藻段的生长与其原始长度和在藻体中所处的位置有密切关系;藻段和组织块的再生与藻体的完整性及其在藻体中所处的位置有关。