近海底栖藻类对介质渗透压变化的适应研究 Ⅰ.海水浓度对潮间带底栖绿藻光合活性的影响

潮间带藻类具有与其他植物类群不同的渗透特性,其忍受海水渗透压变化的程度和相应的生理变化对潮间带藻类分布以及进行人工养殖密切相关。方同光等曾对青岛太平角的潮间带四种绿藻和一种褐藻的渗透生理及其在潮间带分布的关系做了研究。他们曾对石莼和鼠尾藻的光合与呼吸作用进行过测定。据报道,国外也有一些学者(Legendre1921;Hoffman 1929;Biebl 1938,1939,1952;Kanwisher 1957)先后就某些藻类忍受渗透压变化范围以及它们在各种盐度海水中的光合和(或)呼吸作用进行过一些测定。Von-     

近海底栖藻类对介质渗透压变化的适应研究——Ⅲ.潮间带底栖红藻在不同海水浓度条件下的光合作用

用氧电极测定了8种近海底栖红藻在不同浓度人工海水中光合活性的变化。结果表明,不同种类的红藻对渗透压冲击的抵抗能力差别很大,这可能与其分布在潮间带的范围比较广泛有关。光合速率多数在正常浓度的海水中最高。在溶液浓度下降时,光合作用急剧下降。这点与红藻大部分生长在低潮带和潮下带有密切关系。文中尚就三大类底栖海藻对溶液浓度变化的适应能力进行了概括和比较,并联系其居住地的特点进行了讨论。     

褐藻寡糖用于海水小球藻和盐生杜氏藻异养培养及其促生长作用机制

为评价酶解褐藻寡糖对海水小球藻(Chlorella sp.)和盐生杜氏藻(Dunaliella salina)的促生长作用。本文测定了50 mg·L~(-1)质量浓度褐藻寡糖用量对2种微藻的比生长速率、色素含量、光合放氧、呼吸耗氧速率和叶绿素荧光参数的影响。研究表明:光照下添加褐藻寡糖,2种微藻的细胞生长速率均明显提升,海水小球藻在兼养下的比生长速率分别是自养和异养下的2.4和2.6倍;而盐生杜氏藻在兼养下的比生长速率达0.259 d~(-1),是自养的1.9倍,异养的1.3倍。2种微藻均可利用寡糖进行异养生长,且在暗处利用褐藻寡糖作为有机碳源获得的生长速率与自养接近。异养下海水小球藻的呼吸耗氧速率显著高于自养和兼养,而盐生杜氏藻的呼吸耗氧速率在兼养下最高,自养下最低。兼养条件下,盐生杜氏藻的叶绿素含量、光合放氧速率、最大光化学效率F_v/F_m和光化学淬灭qP均显著高于自养条件,但海水小球藻未见显著变化。研究结果表明,褐藻寡糖促进海水小球藻生长主要通过提高其异养同化作用实现;促进盐生杜氏藻生长主要通过提高其异养同化和光合作用实现。     

重金属镉对斜生栅藻光合作用的影响

本文研究了斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)对重金属镉(Cd)的吸附情况及不同浓度的镉处理和恢复处理下斜生栅藻的光合活性。研究表明:斜生栅藻对镉有高达97%的吸附率,Cd2+对斜生栅藻的生长半抑制浓度(IC50-96h)为119.04μmol/L。浓度高于50μmol/L的Cd2+不仅会抑制叶绿素a的合成,还会明显抑制斜生栅藻的光合活性,并且这种抑制作用对于光系统Ⅱ更显著。添加新鲜培养基的处理方式,不仅不能恢复其光合活性,反而导致其实际光合量子产量和最大光合量子产量几乎为零。而浓度为1—10μmol/L的Cd2+对斜生栅藻的损伤并不大,尚能保持较高的光合活性。因此,我们初步认为斜生栅藻作为治理镉污染水体的吸附材料有着良好的发展前景。     

干出状态下羊栖菜的光合作用特性

生长于低潮带的海藻羊栖菜(Hizikia fusiformis)在低潮时常处于干出状态。羊栖菜在千出状态下可进行有效的光合CO2同化作用,虽然光合活竹比在海水状态时小。在于出状态下羊栖菜藻体发生脱水作用,在脱水15％以内时,光合活性没有显著变化,但随着进一步的脱水,光合活性急剧下降。在脱水率为38％时,光合活性下降至初始干出时的一半。现有大气中CO2浓度不能饱和羊栖菜在干出状态下的光合作用,H这种CO2限制随着藻体的严重脱水而加剧,其CO2羧化效率也随严重的脱水而急剧下降。减少脱水的因素(如海浪、藻体相互重叠等)以及大气CO2浓度升高有利于促进羊柄菜在干出状态下的光合作用。     

经济海藻羊栖菜（Sargassum fusiforme）幼体对镉胁迫的响应特性

镉(Cd)是水生生态环境中常见的重金属污染物,通常会抑制植物的生长,减少生物量,对植物产生毒害作用。为了研究羊栖菜幼苗对海水中Cd胁迫的抗氧化响应特性,我们在天然海水和Cd加富(100 μmol·L^-1)海水两种不同的Cd浓度下培养羊栖菜幼体。实验结果表明:Cd加富胁迫显著抑制了羊栖菜幼苗生长,使藻体颜色变暗。此外,高Cd处理显著降低了羊栖菜中的色素含量,生长速率,过氧化物酶(POD)活性,脱氢抗坏血酸(DHA)含量和谷胱甘肽还原酶(GR)活性。相反,高Cd处理显著促进了藻体内的Cd元素积累、对Cd₂⁺吸收速率,并增加了其暗呼吸/净光合速率比值(R_d/P_n),抗坏血酸(Vc)含量,可溶性蛋白质(SP)含量,且还原型谷胱甘肽(GSH)以及羊栖菜的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加,但对丙二醛(MDA)的影响不显著。虽然羊栖菜幼苗增加了其抗氧化活性并促进AsA-GSH循环,以产生H₂O₂并维持健康的新陈代谢,但高Cd胁迫显著限制了幼苗的光合作用,降低了其光合色素,抑制了其生长,并使其藻体颜色发生变化。海水中高浓度的Cd对羊栖菜幼苗具有毒性作用,并且极大地增加了这种海藻的食用风险。     

盐度变化对杜氏盐藻的游离氨基酸和脂肪酸含量的影响

研究了盐度对杜氏盐藻(Dunaliella salina)的生理生化效应。结果表明该藻适于生活在盐度为6-7倍海水的试验水中(海水盐度为33．5)。在此盐度中其光合速率、细胞增长速率、光合色素增长速率,游离氨基酸总量及多聚不饱和脂肪酸总量均高于生活在其它盐度的藻。     

我国几种热带海藻的光合作用与光量子通量密度的关系

本文介绍用氧电极法测定海南岛潮下带产的凤尾菜Gracilaria eucheumoides等6种热带红藻和无肋马尾藻Sargassum enerve等3种热带褐藻的光合活性和光量子通量密度的关系。研究结果表明:1.红藻和褐藻的补偿点差别不大,9种热带海藻的光合作用补偿点都在24—28μE/(m~2·s)之间,而光合作用饱和点上的净光合作用速率为0.18—0.66mgO_2/(g鲜重·h),一般而言,红藻的较低,褐藻的较高;2.各种热带海藻的光合作用饱和点的差异,其规律也符合一般海藻的垂直分布规律;3.对人工栽培的凤尾菜、琼枝Eucheuma gelatinae卡帕藻Kappaphycus alvarezii等,可以扩大生长水层,在更深一些的水层中栽培,这对发展生产是非常有利的。     

几种褐藻多糖硫酸酯的提取、成分分析及抗氧化活性研究

褐藻多糖硫酸酯是一种含有硫酸基的水溶性杂聚糖,其化学组成对抗氧化活性有较大的影响。本文对三种褐藻来源的褐藻多糖硫酸酯及其降解产物化学组成和抗氧化活性进行了研究,阐明了不同来源褐藻多糖硫酸酯体外抗氧化活性的构效关系。实验结果表明:1)分子量对抗氧化活性有较大影响,但是对不同褐藻来源的褐藻多糖硫酸酯的影响趋势并不一致。2)岩藻糖、硫酸基和糖醛酸含量对清除超氧阴离子自由基的影响与分子量有一定的关系。对于低分子量样品,岩藻糖和硫酸基含量与抗氧化活性成正相关。3)岩藻糖和硫酸根的比值对羟基自由基的清除能力有一定影响,比值越大,羟基自由基的清除能力越强。分子量、岩藻糖、硫酸基和糖醛酸的含量对褐藻多糖硫酸酯的抗氧化活性的影响依次减小。本研究为褐藻多糖硫酸酯在抗氧化剂保健品和功能食品中的应用提供了基础数据,也为裙带菜、羊栖菜和铜藻的高值化利用提供了理论依据。     

4种海洋绿藻光合放氢特征的研究

四爿藻(Tetraselmis sp．)、微绿球藻(Nannochloropsis occulata)、小球藻(Chlorella vulgaris)和扁藻(Ptatymonas subcordiformis)的放氢特点各不相同。在暗厌氧培养阶段,四爿藻和微绿球藻不释放氢气,小球藻和扁藻释放微量的氢气。随后的光照培养阶段中,4种海藻在天然海水中都释放氢气,四爿藻和小球藻在无硫海水中不释放氢气,而微绿球藻在无硫海水中释放的氢气比在天然海水中的少,扁藻在无硫海水中释放的氢气为天然海水中的10倍。在4种藻中。亚心型扁藻的光合放氢能力最高。解偶联剂CCCP(carbonyl cyanide m—chlorophenylhydrazone)对该4种藻的光合放氢的影响各不相同,并初步推测了扁藻光合放氢的速度限制因素。     

微量元素锰对底栖甲藻热带库里亚藻(Coolia tropicalis)生长及叶绿素荧光特性的影响

以热带库里亚藻(Coolia tropicalis)为研究对象, 在不同锰浓度(0、1、5、10、50μmol·L ^-1)的人工海水培养15d, 利用叶绿素荧光动力学技术研究了其生长和光合作用对不同锰环境的响应。结果表明: 1)比生长速率(μ)和最大相对电子传递速率(rETR_max)与锰浓度均呈指数关系且对锰胁迫具有相同程度的响应; 2)锰浓度至少大于1μmol·L ^-1才能维持热带库里亚藻正常的光合作用活性, 当锰浓度低于该浓度时, 光合作用活性(F_v/F_m)在6d后开始下降, 而单位反应中心吸收光能(ABS/RC)和热能耗散(DI₀/RC)升高; 两个反应中心之间的电子传递(φ_E0)及生长并未受影响, 表明此阶段锰缺乏只影响活性光反应中心数量并提高热耗散途径; 当锰缺乏延长至15d时, 胁迫作用显现(F₀上升)并且电子传递(φ_E0)和生长受到抑制, 这阶段锰缺乏使光反应中心关闭且电子传递受阻; 3)锰缺乏的修复损伤比(r/k)并未降低, 表明锰缺乏并未影响热带库里亚藻的光保护能力。     

大型底栖海藻对海水中元素富集的吸着-配位化学模型

研究了大型底栖海藻对海水中元素的富集系数（ＣＦ） 和元素在海水中平均逗留时间（ＭＯＲＴ） 、海水中的浓度（Ｃ） 、在深海粘土／ 海水中分配系数（Ｋ） 之间的关系,给出了ｌｇＣＦ～ｌｇ（ＭＯＲＴ） 、ｌｇＣＦ～ｌｇＣ及ｌｇＣＦ～ｌｇＫ等的线性回归方程。指出元素在大型底栖藻中的富集主要地是一种服从吸着———配位作用规律的化学作用,并采用Ф（ Ｚ／ｒ,Ｘ） 函数来估算富集系数。     

基于蛋白组学分析杜氏盐藻对不同浓度CO2的响应

用气体混合仪设置不同的CO_2浓度处理组,测定了杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞密度、碳酸酐酶活性、甘油含量等生理指标,结合蛋白质组学分析方法,比较了不同CO_2浓度下细胞内主要代谢路径蛋白表达的差异。结果表明:在一定范围内,随着CO_2浓度的升高,杜氏盐藻的生理活性及光合活性提高;而CO_2浓度过高对盐藻生长呈抑制作用; 3%CO_2浓度最适于本实验杜氏盐藻藻株的生长。随着CO_2浓度的升高,胞外碳酸酐酶活性下降。低浓度的CO_2有利于β-胡萝卜素的积累,且光系统Ⅱ(PSⅡ)光合活性在CO_2浓度0.03%～3%范围内上升, CO_2浓度达9%时降低,与光合作用相关蛋白的表达趋势接近。上述结果说明杜氏盐藻可能通过调节光合作用中叶绿素等捕光色素的合成及相关蛋白的表达笼统,以响应CO_2浓度的变化;而过高浓度的CO_2可对细胞产生氧化损害,引起热激蛋白和超氧化物歧化酶等蛋白含量的上调以应对氧化胁迫。     

海藻提取物抗炎活性的筛选

分属绿藻门、红藻门、褐藻门的海藻样品于2000年采于山东青岛和威海沿海，首次采用人白细胞弹性蛋白酶体外筛选技术对39种海藻样品的甲醇提取物进行了抗炎活性筛选，以期从海藻中寻找天然抗类风湿性关节炎等炎症性疾病的药物活性前体。结果表明，18种海藻（7种褐藻，11种红藻）对HLE有抑制活性，而绿藻缺乏抗HLE活性。这18种海藻中，7种表现出较强的抑制活性，分别为：鸭毛藻、海头红、江蓠、细枝软骨藻、粗枝软骨藻、小粘膜藻和绳藻，其中尤以绳藻的抑制活性最强（在浓度为25μg/ml时可达98．9％）。     

绿潮藻浒苔光合固碳与防治海水酸化的作用Ⅰ.光合固碳与海水pH值提高速率研究

以黄海绿潮暴发的主要漂浮种类浒苔 (Ulva prolifera)为材料,在实验室条件下研究了浒苔光合参数、固碳速率及提升海水pH的作用,结果表明:浒苔光合作用半饱和常数K_m为0.25 mmol/dm3,光合作用饱和时海水溶解无机碳(DIC)浓度也只需1.2 mmol/dm3,为正常海水DIC浓度(2.4 mmol/dm3)一半,故黄海绿潮暴发时藻体可以一直保持光合作用饱和与旺盛生长状态。水生条件下浒苔藻体主要吸收海水中的DIC,0.5 g/dm3培养密度下,1个光周期内净光合固碳速率为10.92 mg /(g·d)(鲜重)。连续培养5 d,0.5,1.0和2.5 g/dm3培养密度组的DIC浓度从22 mg/dm3分别降为4.85,2.62和0.66 mg/dm3,表明DIC去除率随藻体培养密度提高而增强,分别可达77.78%,88.00%,96.98%;藻体吸收海水中无机碳的同时可使海水pH升高,0.5 g/dm3培养密度下,1个光周期内净提升pH速率高达0.96/(dm3·g·d)。连续培养5 d,0.5,1.0和2.5 g/dm3培养密度组第1天其pH分别可达到9.1,9.2和9.7,表明藻体密度越高pH提升越快,而且第5天pH均可稳定在9.9左右。浒苔暴露在空气中可直接吸收空气中CO₂,1个光周期内其光合固碳速率约为46.14 mg/(g·d),而在海水中的光合固碳速率为10.92 mg/(g·d),可见浒苔在空气中的光合固碳速率是水中的4.23倍。水生和气生时单位质量藻体的固碳效率因藻体间相互遮蔽而下降。结果可为今后黄海绿潮暴发机制及CO₂减排和防止海洋酸化作用的评估提供技术支撑。     

厦门大嶝岛潮间带底栖微藻叶绿素荧光对温度和光照变化的响应

采用PAM叶绿素荧光技术,于2013年5月在厦门大嶝岛潮间带,对不同底质类型（泥质、泥砂质和砂质）底栖微藻的光合作用特征进行了初步研究.结果显示：底栖微藻的光合系统II最大光量子效率（Fv/Fm）呈泥质（0.33）〉泥砂质（0.28）〉砂质（0.01）;底栖微藻叶绿素a含量亦呈上述变化趋势.不同温度（15-35℃）和不同光照透射率（0-100%）的短期（0.5-2.0 h）培养实验表明,底栖微藻光合作用的最适温度（27℃左右）接近于环境温度,体现了其对生长环境的适应;过高的温度（35℃及以上）会抑制光合作用活性,进而限制其生长;此外,光照实验表明底栖微藻可通过自身的运动和变化来适应光照强度的变化,不同底质类型可能存在不同的光适应策略.     

两种褐藻乙醇提取物的抗氧化活性研究

为了获得具有抗氧化活性的天然海洋生物活性物质 ,本文利用褐藻门马尾藻属的两种海藻———鼠尾藻(SargassumthunbeergiiKuntze)和海黍子 (SargassumKjellamanianumYendo)的乙醇提取物 ,通过对DPPH·清除效率来评价其抗氧化活性。结果表明 ,两种褐藻提取物均有很强的抗氧化活性 ,在酚浓度为30mg/L时对DPPH·清除率分别高达95.5 %和92.3 % ,明显高于茶多酚及人工合成抗氧化剂BHT和TBHQ对DPPH·清除效率 (73.0 %以下 )     

青岛市沿岸潮间带海水营养状况与 底栖海藻种类组成的研究

对青岛市沿岸旅游区潮间带海水的营养状况和底栖 海藻的种类组成和生物量进行了调查。结果表明,青岛沿岸潮间带海水无机氮、磷的含量较 高,呈富营养状态。调查海区共发现底栖海藻51种,其中有红藻30种、褐藻11种和绿藻10种 。     

固定化三角褐指藻对海水中壬基酚的去除和降解作用研究

壬基酚是一种具有雌激素效应的内分泌干扰物,同时具有致癌作用。壬基酚在水环境中广泛存在,但是目前对其有效去除的技术有限。本文研究并比较了海藻酸钠包埋固定的三角褐指藻与悬浮自由藻对海水中壬基酚的去除和降解能力,实验设置了2个壬基酚浓度组,分别为低浓度组(1μg/L)和高浓度组(10μg/L)。结果表明:在2个浓度组中固定化藻细胞和自由藻细胞的细胞密度和叶绿素a浓度在168h的处理时间内均呈现类似的增长趋势;168h后,固定化藻细胞和自由藻细胞对壬基酚的去除率和降解率均达到95%左右。由于固定化藻珠具有易收获、可生产生物能源等优点,因此固定化三角褐指藻更适合于海水中壬基酚的去除。     

四溴双酚A(TBBPA)对叉鞭金藻的毒性效应研究

以叉鞭金藻(Dicrateria inornata)为研究对象,分析了不同质量浓度四溴双酚A(TBBPA)污染下微藻光合色素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,以及细胞形态和细胞内部结构的变化。研究结果显示:在TBBPA较低质量浓度(0.5和2.0mg/L)污染条件下,叉鞭金藻的叶绿素a(Chl-a)、叶绿素c(Chl-c)和类胡萝卜素(Car)含量显著高于对照组,其含量第24小时达最大值;较高质量浓度(4.0和8.0mg/L)污染条件下,3种色素含量则显著低于对照组,其含量在第24小时达最小值。实验期间各实验组叉鞭金藻的可溶性蛋白含量、SOD活性和MDA含量主要被诱导;4.0mg/L的TBBPA作用叉鞭金藻96h后,藻细胞表面形态和内部亚显微结构均发生变化,与光合色素含量降低、MDA含量增加相一致。