Cd2+浓度、温度及交互作用对3株微藻生长及叶绿素荧光特性的影响

本文研究了不同Cd2+浓度与不同温度交互作用对中国海洋大学微藻种质库(MACC)保存的小球藻(Chlorellasp.)、微绿球藻(Nannochloris oculata)和杜氏盐藻(Dunaliella salina)的叶绿素荧光参数(PSII的最大光化学量子产量Fv/Fm、PSII的实际光能转化效率Yield、光化学淬灭qP和非光化学淬灭NPQ)、叶绿素相对含量以及细胞密度的影响。结果表明,随着Cd2+浓度的升高,3株微藻的主要荧光参数、叶绿素相对含量和细胞密度均呈明显下降趋势。但微绿球藻的荧光参数Fv/Fm在对照组与10μmol/LCd2+浓度时基本一致,这可能与低浓度Cd2+在一定程度上刺激了微藻生长有关。相关性分析结果表明,3株微藻荧光参数Fv/Fm和Yield均与Cd2+浓度呈极显著的负相关,小球藻和微绿球藻的叶绿素相对含量和细胞密度与Cd2+浓度呈显著的负相关,杜氏盐藻的叶绿素相对含量和细胞密度在48h后与Cd2+浓度呈显著的负相关,随着Cd2+浓度的增加而降低。多重比较结果表明,小球藻在25℃时对Cd2+的耐受性最强,该温度下荧光参数(Fv/Fm和Yield)、细胞密度和叶绿素相对含量显著高于20℃与30℃处理组。与20℃和25℃相比,在30℃时微绿球藻对Cd2+更加敏感,各荧光参数值均较低,细胞密度和叶绿素相对含量明显下降。杜氏盐藻在25℃时对Cd2+的耐受性最强,15℃与35℃温度条件下,各参数均明显下降,表明不适合的温度会增加重金属Cd2+的胁迫作用。本文还初步探讨了叶绿素荧光技术在重金属与环境因子联合胁迫研究中的应用。     

重金属胁迫对两种海洋饵料微藻的急性毒性效应研究

在模拟生态环境条件下研究了铜(Cu2+)、镉(Cd2+)和锌(Zn2+)3种重金属离子对2种海洋饵料微藻(青岛大扁藻(Platymonas helgolandica)和等鞭金藻8701(Isochrysis galbana 8701))的急性毒性效应,分析其对种群增长的影响,并利用透射电镜对微藻亚显微结构的变化进行分析。在实验浓度范围内,2种微藻的种群增长对3种重金属离子的急性胁迫表现出类似的变化趋势,随着胁迫浓度的增加,微藻的相对增长率均呈现出不断下降的趋势;通过比较2种微藻的48hEC50和96h-EC50发现:3种重金属离子的毒性程度为Cu2+Cd2+Zn2+,等鞭金藻8701对重金属胁迫的敏感性高于青岛大扁藻。2种微藻的亚显微结构观察显示,二者的膜结构及细胞核对Cu2+胁迫并不太敏感;与对照组相比等鞭金藻8701的色素体及贮能物质受影响较严重,而青岛大扁藻的叶绿体及淀粉粒受影响较大。     

重金属胁迫对纤细角毛藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了不同浓度的重金属离子(Cu2 ,Zn2 ,Cd2 )胁迫不同时间(24,48,72和96 h)后,纤细角毛藻生长及叶绿素荧光特性的变化情况.测定的主要参数有:PSII最大光能转化效率(Fv/Fm),PSII的潜在活性(Fv/Fo),PSII实际光能转化效率(Yield=ΦPSII),相对光合电子传递效率(rETR),光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ).实验结果表明,重金属离子(Cu2 ,Zn2 ,Cd2 )胁迫下纤细角毛藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,Yield和rETR均明显降低,并且随着重金属离子浓度的增加,胁迫时间的延长,下降幅度逐步增大;重金属胁迫下,细胞密度和叶绿素含量也显著降低.3种重金属离子的半抑制浓度(EC50)的计算结果表明,胁迫时间为24和48 h时,3种重金属离子对纤细角毛藻各叶绿素荧光参数(Fv/Fm,Fv/Fo,Yield,Chll content)的毒性大小顺序为Cu2 ＞Zn2 ＞Cd2 ;胁迫时间为72和96 h时,3种重金属离子的毒性大小顺序为Cd2 ＞Cu2 ＞Zn2 .本文还对叶绿素荧光技术在检测微藻对重金属胁迫敏感性中的应用进行了初步探讨.     

三种海洋微藻叶绿素a含量对抗生素胁迫的响应变化

实验室条件下,研究不同抗生素胁迫对小球藻(Chlorella vulgarisBeij.)、金藻8701(Isochrysis galbana Parke8701.)和小新月菱形藻(Nitzschia closteriumEhr.)生长的影响。结果表明:1)低于100μg.mL-1的氯霉素作用下,小球藻和金藻8701叶绿素a含量变化与对照组无明显差异;小新月菱形藻叶绿素a含量显著降低。2)不同浓度梯度的遗传霉素(G418),均显著抑制3种微藻叶绿素a含量的增加。3)青霉素浓度低于100μg.mL-1时,能够促进3种藻叶绿素a的增加,但不同微藻间叶绿素a含量的相对增长率存在明显差异。试验结果可为微藻的基因工程选择标记和无菌培养体系的建立提供参考。     

Fe3+胁迫对假微型海链藻中性脂累积及DGAT 表达的影响

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是脂类合成途径中的关键酶,其表达水平的高低影响着脂类含量的高低。微量元素Fe3+对于微藻的生长不可或缺,且影响着微藻中油脂的累积。本实验以假微型海链藻(Thalassiosira pseudonana)为研究对象,分析了铁限制(0.000 03mmol/L)和高铁胁迫(0.3 mmol/L)2种Fe3+胁迫条件下,不同种群生长期中性脂累积及二酰甘油酰基转移酶(DGAT)的基因表达受到的影响。结果显示:铁限制条件下,微藻种群生长及其中性脂的合成受到抑制,DGAT的表达量下降;高铁胁迫条件下,高浓度Fe3+可促进中性脂合成与DGAT的表达,但抑制微藻种群生长。因此,富铁条件下更利于总脂的收集。     

不同Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响

本文研究了不同的Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻(Chlorella sp.)和微绿球藻(Nannochloris oculata)生长及叶绿素荧光特性的影响.三因子方差分析结果表明,Cd2+浓度、磷酸盐浓度、胁迫时间及三者的交互作用对小球藻和微绿球藻的叶绿素荧光特性、叶绿素相对含量以及细胞密度均具有显著影响(...     

重金属胁迫对杜氏盐藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了杜氏盐藻Dunaliella salina在不同浓度的Cu2+、Zn2+、Cd2+等重金属离子胁迫一段时间(24、48、72和96 h)后,叶绿素荧光特性的变化情况。测定的主要参数有:PSII的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(Yield)、相对光合电子传递效率(rETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)。研究结果表明,当Cu2+浓度范围在600~800μmol/L时,杜氏盐藻的Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR和qP均明显降低,NPQ变化不规律,随着胁迫时间的延长,除qP在96 h时有所上升外,各荧光参数均逐渐降低;Zn2+胁迫下Fv/Fm、Fv/Fo、Yield和rETR随着浓度的增加而降低,NPQ先下降后上升,qP仅在Zn2+浓度范围(800~3200μmol/L)下明显下降,随着胁迫时间的延长,各荧光参数均逐渐降低;Cd2+胁迫下各荧光参数均明显下降,随着胁迫时间的延长,Fv/Fm、Fv/Fo和NPQ先下降后上升,在48 h时达到最低值,Yield、rETR和qP均逐渐降低。在3种重金属离子胁迫下,细胞密度和叶绿素相对含量也显著降低。根据3种重金属离子的半抑制浓度(EC50),其毒性大小顺序为Cu2+Cd2+Zn2+。     

金属离子对中肋骨条藻的胁迫效应及叶绿素a 合成的影响

研究中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长对不同质量浓度的5种金属离子胁迫的响应,探讨5种金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成的影响.结果显示:生长方面,中肋骨条藻对Cd2+和Ba2+的响应较明显,培养至第10天,Cd2+质量浓度为1、10 mg/L组生长量仅有对照组的59％及43.6％; Ba2+质量浓度为2 mg/L组到第10天是对照组的69.4％,而0.5 mg/L组超过对照组38.9％;中肋骨条藻对其他金属离子的胁迫响应不明显;叶绿素合成方面,Cd2+质量浓度为1 mg/L时,叶绿素a合成量达最高,高于对照组157％;而Ba2+质量浓度为0.5、1 mg/L时,超出对照组的116％和483％;其他金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成均起抑制作用,各个质量浓度组均低于对照组,其中pb2+质量浓度为0.3 mg/L、Mn2+质量浓度为1 mg/L及Li+质量浓度为0.1 mg/L时,叶绿素a含量达最低值,仅为对照组的34.1％、37.5％和17.6％;结论是质量浓度为0.5 mg/L的Ba2+可促进中肋骨条藻的生长及叶绿素的合成,对其产业化规模培养具有重要意义.     

Cd2+胁迫对6株微藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了不同浓度的Cd2+胁迫不同时间(24h、48h、72h和96h)后,6株微藻(绿色巴夫藻Pavlova viridis、等鞭金藻塔溪堤品系Tahitian Isochrysis galbana、小球藻Chlorella sp.、微绿球藻Nannochloris oculata、雨生红球藻Haematococus pluvialis和塔胞藻Pyramidomonas sp.)生长及叶绿素荧光特性的变化情况.测定的主要参数有:PSII的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(Yield)、相对光合电子传递效率(rETR)、细胞密度和叶绿素相对含量.研究结果表明,Cd2+胁迫下6株微藻的荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR、细胞密度和叶绿素相对含量均与Cd2+浓度呈显著的负相关,均随着Cd2+浓度的增加而降低.胁迫时间对各荧光参数也有显著影响.随着胁迫时间的延长,绿色巴夫藻的Fv/Fm、Yield和rETR逐渐下降,Fv/Fo先下降后上升,至72h时又有所下降;等鞭金藻塔溪堤品系和微绿球藻的Fv/Fm、Fv/Fo、Yield和rETR随着胁迫时间的延长均逐渐下降;小球藻和雨生红球藻的上述荧光参数先下降,之后分别在48h和72h时逐渐上升;塔胞藻的上述荧光参数则先上升后下降.在Cd2+胁迫下,6株微藻细胞密度和叶绿素相对含量也显著降低,随着胁迫时间的延长,细胞密度和叶绿素相对含量下降的幅度也逐步增大.相关分析结果表明,6株微藻的叶绿素相对含量与细胞密度均呈极显著的正相关关系.通过细胞密度计算出来的Cd2+对6株微藻96h的半抑制浓度(96h-EC50)分别为绿色巴夫藻(151.538μmol/L),等鞭金藻塔溪堤品系(14.161μmol/L),小球藻(17.150μmol/L),微绿球藻(3.498μmol/L),雨生红球藻(15.205μmol/L),塔胞藻(19.722μmol/L),因此6株微藻对Cd2+的耐受性大小顺序为:绿色巴夫藻>塔胞藻>小球藻>雨生红球藻>等鞭金藻塔溪堤品系>微绿球藻.     

环烷酸对淡水微藻生理生化特征的影响

环烷酸是高酸原油的主要污染组分,对水生生态系统造成潜在威胁。在不同浓度环烷酸处理下对两种模式淡水微藻——莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)和小球藻(Chlorella vulgaris)进行了96 h的连续培养,研究了环烷酸胁迫对两种淡水微藻种群及生理生化特征的影响,旨在为水生生态系统中环烷酸污染的生态风险预测与规避提供前瞻性的研究资料。研究结果表明,低浓度环烷酸(0.5～4 mg/L)会刺激淡水微藻的种群增长,而高浓度环烷酸(8～16 mg/L)会抑制淡水微藻的种群增长,造成急性毒性损伤。低浓度环烷酸处理下两种微藻叶绿素a含量上升,脂质积累,高浓度环烷酸处理下两种微藻叶绿素a含量下降而多糖含量上升,推测环烷酸剂量可能会影响淡水微藻能量存储方式。两种微藻在环烷酸胁迫下均会受到氧化损伤,造成活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量上升,两种微藻抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)对环烷酸处理具有种属差异;高浓度环烷酸对淡水微藻的急性损伤具有时间效应,毒性随...     

Cd~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)对泥蚶鳃及消化腺显微结构和超微结构的影响

研究了9μg/L暴毒浓度的镉(Cd2+)、铅(Pb2+)和1.08μg/L暴毒浓度的汞(Hg2+)对泥蚶鳃和消化腺组织显微结构和超微结构的影响。实验处理时间为28d。3种重金属胁迫下鳃组织显微结构观察显示鳃丝排列混乱,血细胞堆积现象严重;超微结构观察发现,Cd2+和Hg2+胁迫下鳃细胞发生细胞核皱缩,有大量的线粒体和溶酶体。Pb2+攻毒组的鳃细胞中聚集大量的嗜锇性物质。3种重金属胁迫下消化腺组织显微结构显示消化腺细胞破碎,完整度变差;从超微结构来看,在Cd2+和Pb2+的胁迫下,消化腺细胞中出现嗜锇性物质;另外在Pb2+胁迫下,消化腺细胞中有溶酶体;然而在Hg2+胁迫下,泥蚶消化腺细胞受到的影响不明显。本研究推测在重金属胁迫下,泥蚶可能会通过溶酶体和重金属形成不溶性颗粒,从而将重金属隔离进行解毒作用;大量产生的线粒体可能对重金属引起的氧化胁迫进行呼吸补偿反应。     

地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对镉胁迫下泥蚶(Tegillarca granosa)的抗氧化酶活性和免疫相关基因表达的影响

本文研究一株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对提高泥蚶耐受镉(Cd2+)胁迫的作用,实验分析了不同浓度地衣芽孢杆菌对Cd2+胁迫下泥蚶(Tegillarca granosa)的存活率及组织中Cd残留量的影响;同时比较了地衣芽孢杆菌作用前后,泥蚶体内两类抗氧化酶,超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,进一步通过Real-time PCR分析了三类免疫相关基因金属硫蛋白(MT)、小热休克蛋白分子(sHSP)和铁蛋白(ferritin)的表达情况。研究结果显示,地衣芽孢杆菌能降低泥蚶组织中Cd残留量,提高其存活率。并能有效促进泥蚶体内SOD和GSH-Px酶活性的增加,同时降低MT、sHSP和ferritin在mRNA水平上的表达。数据表明该地衣芽胞杆菌可通过调节泥蚶的免疫系统,起到降低Cd2+对泥蚶毒害的作用。     

重金属对微藻胁迫的研究现状及前景

从重金属对微藻生长繁殖、生理生化、叶绿素荧光的影响等方面综述了重金属对微藻胁迫的研究现状及前景,并对叶绿素荧光技术在重金属对微藻胁迫研究中的应用进行了初步探讨.     

镉或铬胁迫对拟穴青蟹血细胞总数和酚氧化酶活性的影响

采用实验生态学的方法研究了Cd2+或Cr6+胁迫1d,3d,5d,7d,9d后对拟穴青蟹血细胞总数(THC)和血清酚氧化酶(PO)活性的影响。结果表明,拟穴青蟹THC在Cd2+胁迫或Cr6+胁迫1d后即显著下降(P0.05),Cd2+胁迫对拟穴青蟹THC的影响较Cr6+胁迫大,持续时间长。随着胁迫时间延长至9d后,Cr6+胁迫下的拟穴青蟹THC可逐渐恢复至与对照组差异不显著状态(P0.05),然而0.075mg·L-1、0.1mg·L-1Cd2+胁迫组的拟穴青蟹THC仍显著降低(P0.05)。拟穴青蟹血清PO活性在Cd2+胁迫或Cr6+胁迫均被显著抑制(P0.05),但剂量效应关系不明显。拟穴青蟹血清PO活性在Cr6+胁迫1d后即表现被抑制,但持续时间较短;在Cd2+胁迫组即在胁迫5d后才呈现出被抑制,但持续时间较长。由此可见,镉胁迫或铬胁迫对拟穴青蟹THC和血清PO活性的影响显著。     

盐胁迫对塔胞藻生长及叶绿素荧光动力学的影响

利用调制式叶绿素荧光仪(Water-PAM)研究了盐度(1~120)胁迫不同时间(12,24,48 h)后,塔胞藻生长及叶绿素荧光动力学的变化。测定的主要参数有:PSⅡ的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ的实际光能转化效率(ΦPSⅡ=yield)、光合电子传递效率(ETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)。结果表明:在本实验条件下,塔胞藻生长和进行光合作用的最适盐度为20。高盐胁迫使塔胞藻的荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR,qP均明显降低,NPQ则先升高后降低,叶绿素含量和细胞密度也显著降低。还对盐胁迫下塔胞藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐盐微藻品种中的应用进行了初步探讨。     

盐胁迫对盐生杜氏藻生长及叶绿素荧光特性的影响3期王帅,等:盐胁迫对盐生杜氏藻生长及叶绿素荧光特性的影响35

以盐生杜氏藻(Dunaliella salina)为实验材料,研究在不同盐度(5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130)下处理不同时间后(12、24和48h),该藻的生长及叶绿素荧光特性的变化情况。结果表明,盐生杜氏藻生长和进行光合作用的最适盐度为100,适宜盐度范围为20~110。在盐度过低(20)和过高(110)的胁迫条件下,盐生杜氏藻PSII的荧光指标(Fv/Fm、ΦPSII、Fv/Fo和rETR)显著降低。该藻的细胞密度和叶绿素含量均在盐度100时达到最大值。相关性分析结果表明,盐生杜氏藻的荧光指标(Fv/Fm、ΦPSII、Fv/Fo和rETR)与细胞密度呈极显著的正相关性,因此可通过PSII荧光指标的变化来反映该藻对盐胁迫的耐受性。本文还对盐胁迫下盐生杜氏藻的响应机制和叶绿素荧光技术在筛选耐盐微藻品种中的应用进行了初步探讨。     

镉和汞两种重金属离子对四角蛤蜊血细胞DNA损伤的初步研究

利用彗星电泳技术,研究了不同胁迫浓度和胁迫时间下,Cd2+和Hg2+对四角蛤蜊(Mactra veneriformis)血细胞DNA损伤的情况.研究结果显示,50、100和200μg/L Cd2+胁迫14天不能造成四角蛤蜊血细胞DNA损伤.10、20和40μg/L Hg2+胁迫均能明显损伤血细胞DNA,并且DNA损伤程...     

蒽胁迫对2种海洋微藻的毒性效应

采用水生毒理学方法以及通过分析蒽对 2种海洋微藻的几种生理生化指标的影响 ,初步研究了蒽胁迫对 2种海洋微藻的毒性效应。结果表明 :随着蒽浓度的不断增大 ,1 2种海洋微藻的相对增长率逐渐降低 ,叶绿素 a和类胡萝卜素含量稍有下降 ,蒽对小新月菱形藻生长的 72 h· EC50为 2 51μg· L-1 ,蒽对亚心形扁藻生长的 72 h· EC50 为 387μg· L-1 ;2还原型谷胱甘肽 (GSH)含量逐渐降低 ;3加入外源性抗氧化剂 (GSH和甘露醇 )可缓解蒽胁迫所造成的 2种海洋微藻的细胞密度的降低 ,即可缓解蒽胁迫对微藻的毒害作用     

高温胁迫对三角褐指藻和纤细角毛藻叶绿素荧光动力学的影响

研究高温胁迫(35~50℃)对三角褐指藻和纤细角毛藻叶绿素荧光动力学的影响。利用调制式叶绿素荧光仪(Wa-ter-PAM)测定了:PSⅡ的最大光能转化效率(Fv/Fm);PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo);PSⅡ的实际光能转化效率(ΦPSⅡ=yield);光合电子传递效率(ETR);光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)等主要参数。结果表明,与对照组相比,高温胁迫下2种硅藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR和qP均明显降低,并且随着胁迫温度的升高,胁迫时间的延长,下降幅度也逐步增大;NPQ则先升高后下降。另外,还对高温胁迫下2种硅藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐高温微藻品系中的应用进行了初步探讨。     

造礁石珊瑚共生藻对富营养的响应研究

研究了多孔鹿角珊瑚(Acropora millepora)及其共生藻在硝酸盐、铵盐、磷酸盐胁迫条件下的响应.结果表明,石珊瑚共生藻光合效率在各营养盐浓度下分别受到程度不同的抑制;表面共生藻密度及共生藻叶绿素 a 含量在硝酸盐、磷酸盐和铵盐与磷酸盐结合条件下都有所降低,但前者较后者的变化有所滞后;在铵盐作用下表面共生藻密度和共生藻叶绿素 a 含量均有所升高.以石珊瑚共生藻光合效率及叶绿素 a 含量作为指示珊瑚共生体系对胁迫的响应指标较为灵敏.