螺旋藻富集和转化硒研究进展

无机硒的生物有机化是开发有机硒的合理途径。硒有机化生物载体有酵母、大蒜、螺旋藻、蜜蜂等。螺旋藻富集和转化硒具有良好的产业化前景,就藻种的选择、培养条件的优化、硒添加浓度和方法等方面的研究进展进行了综述。     

硒胁迫对钝顶螺旋藻抗氧化酶系统的影响

在钝顶螺旋藻的对数生长期进行硒胁迫处理,研究硒胁迫强度和硒胁迫时间对钝顶螺旋藻抗氧化酶系统与脂质过氧化作用的影响。设置4个胁迫实验组,分别从第5天到第10天分次加硒,累计加硒量均为1000 mg/L。结果表明,硒胁迫实验组中钝顶螺旋藻的抗氧化酶活性均高于对照组或与对照组相当,其中GPX的变化最大,实验组Ⅰ中的GPX活性为对照组的20.5倍;SOD的变化趋势与GPX相近,但对较低的硒胁迫的响应不敏感;POD、CAT和APX的活性均随硒胁迫强度的减小而上升;各硒胁迫实验组中只有实验组Ⅰ的MDA含量高于对照组;藻体对.OH的清除能力与藻体的MDA含量呈负相关,提示了硒对钝顶螺旋藻抗氧化系统的双重效应。     

S、Se和Te对两种螺旋藻生长的影响*

研究了硫分族S(Na₂SO₃)、Se(Na₂SeO₃)和Te(Na₂TeO₃)双组分共存时,对极大螺旋藻(Spirulina maximum)和钝顶螺旋藻(S.platensis)生长的影响。结果表明,Se和Te对两种螺旋藻均具有一定的毒性作用,而Te的毒性明显强于Se。在一定浓度范围内,S可不同程度的缓解Se和Te的毒性,而在较高浓度时缓解作用下降;Se也可缓解Te的毒性,但在较高浓度时二者却产生毒性协同作用。S、Se和Te对S.maximum和S.platensis的作用存在明显差异。对于S.maximum,随S(Ⅳ)浓度提高,对Se毒性缓解作用增强,当S(Ⅳ)浓度达到600mg·L^-1时,可完全解除600mg·L^-1Se(Ⅳ)的毒性,但对Te的毒性缓解作用较弱。在S.maximum的生长后期,25mg·L^-1Se可缓解Te的毒性:对于S.platensis,50mg·L^-1S(Ⅳ)对Se,200mg·L^-1S(Ⅳ)对Te的毒性的缓解作用最强,但不能完全解除600mg·L^-1Se或200mg·L^-1Te的毒性,50mg·L^-1的Se对Te毒性的缓解作用最大,而200mg·L^-1Se却与Te产生毒性协同作用。     

硒对H2O2胁迫钝顶螺旋藻的保护作用及其机制

以钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)为实验对象,用H2O2构建氧化损伤模型,研究不同浓度硒对H2O2胁迫钝顶螺旋藻的生长、干重、水溶性蛋白、光合色素、抗氧化酶(SOD、POD、APX、CAT和GSH-PX)及丙二醛(MDA)含量的影响,探讨硒作为过氧化保护剂的可能性及其机制.结果显示:(1)在 0.25～2.5 mmol/L H2O2胁迫下,钝顶螺旋藻的藻密度、干重均显著降低,藻丝出现明显的断裂、破碎,藻体中MDA含量呈剂量性增加.(2)预添加一定浓度(2～1 000 μmol/L)的Na2SeO3可显著抑制1 mmol/L H2O2胁迫下的钝顶螺旋藻藻密度和干重的降低趋势,改善藻丝的断裂受损,诱导藻体中SOD、POD、APX、CAT和GSH-PX抗氧化酶系活性的提高,同时显著增加水溶性蛋白的含量,缓解脂溶性色素的降解,降低MDA的积累和羟自由基的相对含量,拮抗H2O2诱导的氧化损伤.研究表明,硒的预处理可以有效提高钝顶螺旋藻的抗氧化能力,对氧化胁迫引起的生理伤害起到明显的缓解作用,以达到较理想的保护效果.     

富硒螺旋藻培养技术研究

采用富硒技术对印项螺旋藻培养进行强化,对硒（IV）浓度和亚硫酸盐的影响,以及硒的生物富集及其对藻细胞分子官能团结构的影响等进行了较为详细的研究,并对相关的可能机理进行了讨论。研究发现,硒对印顶螺旋藻生长具有刺激或抑制的双重作用。在0.02mg/L-411.00mg/L浓度范围内,硒不仅可以加快印顶螺旋藻的生长,而且还可以提高其生物量;同时,钝顶螺旋藻对硒的事集随着硒浓度的增加而增加,较为缓慢的生长利于钝顶螺旋藻对硒的富集。研究还证实,NaSO3会减轻高浓度Na2SeO3对印顶螺旋藻生长的毒性,富硒培养不会对藻细胞分子官能团结构产生损害。实验得出钝顶螺旋藻富硒培养较佳的硒处理浓度在10mg／L－40mg／L。     

钝顶螺旋藻富硒培养条件的优化

硒是人和动物必需的微量元素 ,补硒可以防治多种疾病。有机硒具有低毒、高生物利用度的优点 ,目前主要寄希望于生物转化的途径来获得有机硒[1 ] 。植物对硒的生物有机化作用已有综述[2 ] ,并开发有富硒酵母[3 ] 、富硒菇类[4] 、富硒大蒜、富硒黄芪、富硒西洋参、富硒麦芽、富硒茶以及富硒鸡蛋、富硒牛奶等[5] 。螺旋藻是一种很有开发利用前景的藻类 ,但其含硒量极微 ,实验报道富硒螺旋藻对60 Ｃｏ γ射线胸部照射大鼠诱发肺炎和早期肺、肝纤维增生有防治作用[6] 。在培养液中添加亚硒酸钠可以实现藻类对硒的富集和转化 ,而且螺旋藻对无机硒…     

饲料中添加高剂量有机硒和无机硒对异育银鲫生长性能、组织硒蓄积和血液生化指标的影响

为探究饲料中高剂量的有机硒和无机硒对异育银鲫(Carassius auratus gibelio var. CAS V)的生长性能、硒蓄积和血浆生化指标等方面的影响,以硒代蛋氨酸(有机硒)和亚硒酸钠(无机硒)作为不同类型的硒源,初始体重为(62.95±0.23) g异育银鲫为研究对象,进行了为期90d的养殖实验。实验结果表明,饲料中添加0、10和20 mg/kg的有机硒和无机硒对异育银鲫的存活和饲料干物质的表观消化率无显著影响;有机硒处理组硒的表观消化率随饲料有机硒的添加量增加而显著升高(P<0.05);饲料中添加无机硒对硒消化率无显影响(P>0.05)。在饲料中添加有机硒可以提高异育银鲫的生长(P<0.05),在20 mg/kg处理组中达到最高(P<0.05);而饲料中添加10 mg/kg无机硒处理组未显著改变异育银鲫的特定生长率(P>0.05),但高浓度的无机硒则显著降低了其特定生长率(P<0.05)。饲料中添加有机硒显著降低了异育银鲫的肝体比,添加10 mg/kg无机硒显著降低异育银鲫的肝体比(P<0.05);饲料中添加有机硒和无机硒对异...     

Te(Ⅳ)胁迫对两种螺旋藻生长及抗氧化酶系统的影响

在钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)和极大螺旋藻(Spirulina maximum)接种的第5天至第10天添加不同浓度的亚碲酸钠,研究Te(Ⅳ)胁迫对两种螺旋藻的生长、抗氧化活性系统和脂质过氧化作用的影响。结果表明,通过调节添加碲的时间,可以有效地调节碲胁迫强度,随着加碲时间依次后移,碲胁迫强度逐渐减小,螺旋藻的最终生物量递增。碲对螺旋藻的生物效应与碲胁迫强度有关,也与添加碲时藻所处的生长期有关。实验组Ⅲ(分别在第7、8、第9天三天添加碲)的碲胁迫强度并不是最低的,两种螺旋藻的最终生物量也不是最大,但MDA的含量却是最低的,表明该实验组的生长状态是最佳的。各种抗氧化酶(SOD、GPX、CAT、APX和POD)的活性变化情况较复杂。其中,在碲胁迫下,GPX的活性显著提高。       

硒对镉胁迫下大球盖菇菌丝生长的影响

选用大球盖菇Stropharia rugosoannulata为试验材料,分析在镉胁迫处理下（2mg/L）添加不同浓度硒（0、6、15、20mg/L）对大球盖菇菌丝生长的影响,初步研究了施加硒对镉胁迫下大球盖菇菌丝生长抑制的缓解效应和作用机制。结果表明：镉对大球盖菇生长速度和生物量具有明显抑制作用,镉造成了大球盖菇渗透调节物质、过氧化氢和丙二醛含量显著增加;添加硒后,镉对大球盖菇菌丝的生长速度、生物量抑制作用均有所改善,且增加了渗透调节物质,促进镉胁迫下大球盖菇渗透调节能力;硒诱导抗氧化酶的活性上调,提高活性氧清除能力,降低了菌丝中丙二醛和过氧化氢的含量,缓解细胞膜过氧化程度,增强了大球盖菇对镉的耐受性。本研究重点探讨外源添加硒对镉胁迫下大球盖菇菌丝生长、生理特性及抗氧化胁迫能力的影响,为进一步研究硒在食用菌抗镉栽培中的应用奠定了一定的理论基础。     

钝顶螺旋藻对无机碲的吸收代谢作用

研究钝顶螺旋藻对无机碲的吸收代谢作用,在钝顶螺旋藻稳定生长期(7d、8d、9d)添加700～1000 mg·L~(-1)的亚碲酸钠。结果表明,钝顶螺旋藻对无机碲有良好的有机化作用,其有机化比率达到75～80%;藻体中不同组分(固体残余物、水溶性蛋白、非蛋白水溶性物质)均有结合碲,这些组分主要是水溶性蛋白。此外,气态碲的产量和产率均随着碲剂量的增大而增加,当碲的累计浓度为1000mg·L~(-1)时,培养液中无机碲的残余率为48%,表明钝顶螺旋藻在生物修复碲污染方面有很大的开发应用潜力。     

铬、硒对水稻幼苗生长和生理的影响

以单一铬(Cr6+0～200μmol·L1)及硒(Se0～200μmol·L1)、铬硒混合液(铬100μmol·L1,硒50μmol·L1)处理水稻幼苗,研究不同处理和浓度对水稻幼苗生长和生理特性影响。结果表明(1)单一铬处理,随着铬浓度增加,植株生长明显受到抑制,铬毒害表现为株高、鲜重和干重受抑制,叶片黄色、叶绿素含量下降,体内SOD、CAT活性下降,POD活性上升,膜透性增大;(2)单一硒处理,50μmol·L1促进植株生长,100μmol·L1和200μmol·L1则抑制植株生长;(3)铬硒混合处理结果反映,硒有减轻水稻铬毒害的作用,表现为:减轻铬胁迫对株高、鲜重和干重增加的抑制,提高叶绿素含量,提高SOD、CAT活性,降低POD活性和膜透性。     

两株链霉菌对非洲菊生长和生理生化指标的影响

本研究以非洲菊(Gerbera jamesonii)为试材,采用不同浓度的脱叶链霉菌FT05W和深蓝链霉菌ZEA17I孢子悬浮液浇灌盆栽非洲菊,筛选出非洲菊的最佳施用浓度,探索两株链霉菌对非洲菊生长和生理生化指标的影响,为非洲菊生产上科学合理施用链霉菌提供理论依据。结果表明: 脱叶链霉菌FT05W和深蓝链霉菌ZEA17I不同浓度孢子悬浮液均能有效促进非洲菊的生长,前者对非洲菊的作用效果优于后者,以浓度为1×10⁹ CFU·mL^-1的脱叶链霉菌FT05W效果最好。与蒸馏水对照相比,该处理显著促进了非洲菊株高(30.2%)和冠幅(41.5%)的生长,并在一定程度上促进了花茎的增长和增粗;能显著提高非洲菊植株叶片的叶绿素含量(65.2%)、根系活力(103.3%)和超氧化物歧化酶活性(84.4%),使丙二醛含量维持在较低的水平。因此在一定的浓度范围内,脱叶链霉菌FT05W和深蓝链霉菌ZEA17I均能有效促进非洲菊的生长,有利于非洲菊植株体内同化物的转运和积累,增强非洲菊植株抗逆性,特别是脱叶链霉菌FT05W具有在未来作为生物肥料解决非洲菊连作障碍的应用潜力。     

Dendrosoter protuberans (Hymenoptera: Braconidae), An Important Elm Bark Beetle Parasitoid

The most favourable period for Dendrosoter protuberans development occurred when wasps were introduced 16 days after the beginning of Scolytus multistriatus development (the greatest number of emerged wasps per a single parasitoid female with a very positive sexual index and high percentage of parasitised elm bark beetle larvae). No significant differences were observed in parasitoid efficiency between the 11^th and the 21^st day. The most unfavourable period for elm bark beetle parasitisation was six days after the beginning of S. multistriatus development (a low reproduction of D. protuberans, a negative sexual index and a low number of destroyed S. multistriatus larvae). The reproduction of both the elm bark beetle and D. protuberans was greater in the first, than in the second generation. The developmental period of D. protuberans in the first generation was approximately two days longer than in the second generation. Furthermore, the development of females was 1-2 days longer than the development of males. D. protuberans developed most successfully on S. multistriatus (the most abundant parasitoid reproduction with the longest developmental period and a very positive sexual index that resulted in a high percentage of parasitised larvae) and then on S. ensifer, S. pygmaeus and Pteleobius kraatzi. On the other hand, S. scolytus larvae were the poorest host of all elm species - the reproduction of D. protuberans in this species was the scarcest with the shortest period of development and a negative sexual index, hence larval parasitisation was the lowest.     

外源茉莉酸甲酯对干旱胁迫下狭叶黄芩光合和生理特性的影响

以狭叶黄芩为试验材料,测定了不同浓度(0.1、0.5、1、2 mmol·L^-1)茉莉酸甲酯对干旱胁迫下(15%,PEG-6000)狭叶黄芩表型特征、光合以及生理特性的影响。结果外源施加茉莉酸甲酯增强了狭叶黄芩的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率。有效降低了狭叶黄芩受伤害等级。可以有效缓解降低了胞间CO2浓度,其中施用2 mmol·L^-1茉莉酸甲酯9 d后对狭叶黄芩的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度的影响最为显著。处理组的游离脯氨酸含量低于CK。可溶性蛋白含量在前6 d的处理中低于CK,而在6 d以后的处理中显著高于CK。外源施加茉莉酸甲酯能够提高SOD、POD、CAT活性。对狭叶黄芩的光合参数和生理指标的研究结果表明,经外源施加的茉莉酸甲酯处理能够有效减缓干旱胁迫对狭叶黄芩的不良影响。     

硒处理对斜茎黄芪生长生理和初生代谢的影响

以一种具有较高Se富集能力的植物——斜茎黄芪（Astragalus adsurgens）为试验材料,在水培条件下研究不同浓度Se处理对其生长发育、光合参数和初生代谢产物积累的影响。结果表明：5 μmol·L^-1 Se处理显著促进了斜茎黄芪根系和地上部的伸长生长;100 μmol·L^-1 Se处理则具有相反效果。光合色素含量和叶片叶绿素荧光参数研究结果与生长指标相一致,低浓度Se对斜茎黄芪叶片的光合作用具有促进作用,高浓度Se则对其具有明显的抑制作用。随着处理浓度的升高,斜茎黄芪根系和地上部Se含量逐渐增加,但Se的转运系数明显降低,100 μmol·L^-1处理下Se转运系数比5 μmol·L^-1处理降低了83.5%。通过对初生代谢产物进行检测和分析,发现低浓度Se处理主要上调了斜茎黄芪中与氨基酸代谢相关途径的代谢水平,而高浓度Se处理主要上调了与次生代谢物质合成关系密切的初生代谢产物的代谢水平。我们的研究结果表明,低浓度Se处理提高了斜茎黄芪光合作用水平以及与生长相关的初生代谢水平,从而促进了植株生长;高浓度Se处理下斜茎黄芪则通过降低Se向地上部的转运水平并将更多的初生代谢产物用于次生代谢产物的合成,从而提高了植株对Se胁迫的耐性。     

柳树新无性系(A42)对富营养水体不同浓度磷的吸收和净化机制

磷是评价水体富营养化的因子之一,也是植物生长必需营养元素,研究速生木本植物对富营养水体中磷的吸收具有重要意义.本研究以旱柳新无性系A42为对象,于2017年7—9月在温室大棚中进行浮床水培试验,研究了旱柳对不同磷营养水平水体(低磷0.1、0.2 mg·L^-1;中磷1.0、2.0 mg·L^-1;高磷10.0 mg·L^-1)的吸收和净化机制.结果表明:旱柳能有效净化水体中的磷营养(21 d达到79%以上),去除量与水体磷浓度呈正相关,但去除率随水体磷浓度增加呈先升高后降低趋势.旱柳可于7 d内将磷浓度为0.1～1 mg·L^-1的富营养水体中磷浓度降低至富营养阈值(0.016～0.032 mg·L^-1).旱柳富集同化的磷含量占水体磷总输入量的29.0%～66.9%,富集同化量与富集同化率分别与水体磷浓度呈正相关和负相关.旱柳在不同磷浓度水体中均能正常生长,根冠比随水体磷浓度下降而显著增加.氮、磷在旱柳体内积累均表现为茎>叶>根,旱柳的氮、磷转运系数均大于3,在高磷浓度水体中,氮磷营养在旱柳的茎部大量积累,氮、磷转运系数分别显著增加至4.53±0.24和4.92±0.62.表明旱柳在不同磷浓度富营养水体中均能正常生长且有良好的净化能力,能够通过富集转运磷营养至地上部来减少二次污染.实际应用中,对于低磷浓度水体,适合做短期净化;对于高磷浓度水体,适合做长期净化.     

AgNO3逆转的黄芩组培玻璃化苗的活性成分含量及其生物活性研究

研究AgNO3对黄芩组培玻璃化苗的逆转作用,并在此基础上对逆转的黄芩组培玻璃化苗的活性成分含量及活性进行分析。结果表明,AgNO3对黄芩的玻璃化苗具有明显的逆转作用,且这种逆转作用受AgNO3浓度的影响。在AgNO3的浓度为4 mg·L^-1时,玻璃化苗的逆转率最高为88%,且逆转的黄芩苗的生长状态最好。在此基础上,对逆转1个月的黄芩玻璃化苗的活性成分含量及生物活性进行研究。逆转的黄芩玻璃化苗体内黄芩苷的含量为68.6 mg·g^-1,明显高于玻璃化苗(38.3 mg·g^-1),但低于正常的组培苗(108.2 mg·g^-1)。此外,提取物的抗氧化、抗菌和抗肿瘤实验结果显示,逆转的黄芩玻璃化组培苗明显好于玻璃化苗,但仍低于正常的组培苗。以上研究结果表明,AgNO3对黄芩组培玻璃化苗具有较好的逆转及恢复作用。     

Effects of glyphosate on interspecific competition between Solidago canadensis and Imperata cylindrica

Aims The extensive use of herbicide to control invasive plants would change the relationship between alien and neighboring plants. In order to provide data for rational use of herbicide and a theoretical reference for further studies on the ecological effects of glyphosate, we explored the variation of the relationship between an invasive plant Solidago canadensis and a native plant Imperata cylindrica when they were sprayed glyphosate.
Methods A replacement series experiment was conducted from June to August 2016 in Wetland Ecosystem Research Station of Hangzhou Bay, State Forestry Administration, to examine the effects of glyphosate at seven concentration levels (0, 0.3, 0.6, 0.9, 1.2, 1.5, 1.8 mL·L^-1) on the growth and interspecific competition of S. canadensis and I. cylindrica.
Important findings (1) Glyphosate treatment significantly inhibited the growth of S. canadensis and I. cylindrica (p < 0.05). During the test, cumulative growth of height and leaf number of S. canadensis were apparently reduced with the increase of glyphosate concentration, but the leaf number of S. canadensis treated with 0.3- 1.5 mL·L^-1 glyphosate was re-growing with time, while the one treated with 1.8 mL·L^-1 was mostly dead. The withering rate of tiller and green leaf of I. cylindrica also significantly increased with the increase of glyphosate concentration, and the growth indices of this plant treated with 0.3-0.6 mL·L^-1 were also re-growing with time. (2) Glyphosate treatment significantly affected interspecific competition (p < 0.05), which diminished as the glyphosate concentration increased. (3) Interspecific competition has significant influence on the biomass allocation of S. canadensis (p < 0.05). When facing competition, S. canadensis would allocate more organic matter to root and thus increase the ratio of root to shoot. Competition only inhibited the tiller number and total biomass of I. cylindrica, but insignificantly affected its ratio of root to shoot. (4) The interaction between glyphosate treatment and S. canadensis-I. cylindrica interspecific relationship also significantly influenced the biomass of S. canadensis and I. cylindrica (p < 0.05), but insignificantly affected the root/shoot ratio of two plants. Different plants have different tolerance to glyphosate stress. Compared with native plant I. cylindrica, S. canadensis has stronger tolerance to glyphosate. Low-concentration glyphosate could decrease the competitive intensity between S. canadensis and I. cylindrica, which may disturb the structure and dynamics of plant communities.     

三个乡土树种对Cu、Pb胁迫的生理生态响应

选择三种乡土树种樟树、大头茶和红鳞蒲桃,喷洒含有不同浓度的Cu和Pb溶液,同时设置一个没有喷洒重金属的空白实验.设置的浓度梯度Cu为0 mg·L^-1、50 mg·L^-1、150 mg·L^-1、250 mgL^-1;Pb为0 mg·L^-1、10 mg·L^-1、20 mg·L^-1、30 mg·L^-1.培育期结束后测量三个树种的树高;根、茎、叶的生物量和总生物量;以及叶片生物膜的透性和SOD的活性.结果表明(1)随着重金属浓度的增加,三种乡土树种的高生长和生物量的增加都受到了显著的抑制,浓度越高抑制越明显.相较而言红鳞蒲桃长势较好.(2)随着Cu、Pb浓度的升高,植物叶片的质膜透性变强,受到的伤害增大.Cu250 mg·L^-1下樟树叶片生物膜受到伤害最大,而在Pb30 mg·L^-1下大头茶叶片质膜受到伤害最大.(3)SOD活性在Cu的胁迫下呈现随着浓度的增加,先升高后下降的规律,但大头茶的SOD活性在一直增加.(4)在Pb的胁迫下,SOD的活性随胁迫的浓度的升高一直下降,只有红鳞蒲桃在后期表现出了增长的趋势.     

Poly-beta-hydroxybutyrate accumulation in Nostoc muscorum and Spirulina platensis under phosphate limitation

Nostoc muscorum and Spirulina platensis were grown under phosphate deficiency in order to investigate the role of internal phosphate pool and activity of alkaline phosphatase on poly-β-hydroxybutyrate (PHB) accumulation. PHB accumulation in N. muscorum increased to 22.7% of dry weight (dw) after 4 day of phosphate deficiency, while the internal phosphate pool reduced to the level of 0.02 μM mg dw⁻¹ at a maximum APase activity of 2.57 nM PNP mg dw⁻¹ h⁻¹. In contrary, S. platensis depicted maxima of 1.39 nM PNP mg dw⁻¹ h⁻¹ on day 30 of incubation, which was about 2 fold lower than the observed value of N. muscorum. PHB content in S. platensis remained low even after prolonged phosphate starvation, and a rise only up to 3.5% of dw was recorded on day 60 of phosphate deficiency. Supplementation of NADPH exogenously to S. platensis cultures grown under phosphate deficiency favoured PHB accumulation in 10, 20 and 30 days old cultures, but not in the cultures grown under phosphate deficiency for 60 days. The possible role of phosphate limitation on PHB accumulation is discussed.