三角褐指藻与东海原甲藻间的他感作用研究

本文主要探究了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)与三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)之间的他感作用。在实验室模拟条件下,分别研究了添加比例为10%、40%、60%、90%、100%的三角褐指藻无藻细胞滤液的培养基对东海原甲藻生长的影响,以及相同比例的东海原甲藻无藻细胞滤液培养基对三角褐指藻生长的影响。结果表明,低浓度三角褐指藻滤液对东海原甲藻(P.donghaiense)的生长表现为促进作用,高浓度则抑制其生长,因此,不同浓度的三角褐指藻藻液对东海原甲藻生长表现出两种相反的他感作用效果;而东海原甲藻滤液对三角褐指藻(P.tricornutum)的生长没有显著影响,说明东海原甲藻并未对三角褐指藻表现出他感作用。     

Uptake and metabolism of arsenate by anexic cultures of the microalgae Dunaliella tertiolecta and Phaeodactylum tricornutum

Axenic cultures of the microalgae species, Dunaliella tertiolecta and Phaeodactylum tricornutum were grown at arsenic (As) concentrations typically found in uncontaminated marine environments ( 2 µg L^− 1) under different phosphorus concentrations. D. tertiolecta accumulated higher arsenic concentrations (mean: 13.7 ± 0.7 µg g^− 1 dry mass) than P. tricornutum (mean: 1.9 ± 0.2 µg g−1 dry mass). Media phosphorus concentrations (0.6–3 mg/L) had little influence on microalgae growth rates or arsenic accumulation. Arsenic was present as lipid bound (29–38%; 4.2–9.5%), water-soluble (20–29%; 26–34%) and residue bound (41–45%; 57–69%) arsenic species in D. tertiolecta and P. tricornutum respectively. Hydrolysed lipids contained mostly glycerol arsenoribose (OH- ribose), dimethylarsinate (DMA) and inorganic arsenic (As(V)) moieties. Water-soluble species of microalgae were very different. D. tertiolecta contained inorganic arsenic (54–86%) with variable amounts of DMA (7.4–20%), arsenoriboses (5–25%) and traces of methylarsonate (MA) ( 1%). P. tricornutum contained mostly DMA (32–56%) and phosphate arsenoribose (PO₄-ribose, 23–49%) and small amounts of OH-ribose (3.8–6.5%) and As(V) (9–16%). Both microalgae contained an unknown cationic arsenic species. The residue fractions of both microalgae contained predominately inorganic arsenic (99–100%). These results show that at natural seawater arsenic concentrations, both algae take up substantial amounts of inorganic arsenic that is complexed with structural elements or sequestered in vacuoles as stable complexes. A significant portion is also incorporated into lipids. Arsenic is metabolised to simple methylated species and arsenoriboses.     

三角褐指藻紫外线诱变及高产EPA藻株选育

利用紫外诱变法对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)进行诱变育种。实验得到三角褐指藻的最佳紫外辐射剂量为18 W的紫外灯距离藻液35 cm照射15 min。通过单细胞分离技术获得1株突变株UP1,与出发藻株相比,突变株UP1的EPA产量提高10.2%。研究了诱变株的最适生长及产EPA的条件,结果表明UP1在NaNO_3 75 mg/L,p H 7.5,昼夜温度17~15℃,接种量为10%时培养7天,具有最大的生长速率和EPA产量。探讨了诱变株的遗传稳定性,结果表明诱变株可稳定遗传。     

光质对三角褐指藻光保护过程的影响

光能一方面驱动光合作用固定二氧化碳,另一方面当光能过剩就会对光合细胞产生氧化性损伤,甚至导致细胞死亡。硅藻等光合生物通过叶绿素荧光非光化学淬灭(NPQ)把过剩的光能转化为无害的热,达到保护细胞的目的。硅藻NPQ的诱导受硅甲藻黄素循环调节,并且与众多环境因子密切相关。作者通过对海洋环境的模拟,研究了不同光质下三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)受到的影响测定并比较了红、绿、蓝3种单色光处理的三角褐指藻响应高光胁迫时的NPQ及硅甲藻黄素循环的差异。叶绿素荧光的结果显示,在相同的胁迫性强光和胁迫时间内,蓝光下处理的三角褐指藻形成的NPQ更高,而且胁迫阶段淬灭的荧光在低光阶段恢复的更快。色素测定的结果显示,3种单色光下处理的三角褐指藻的硅甲藻黄素循环的环脱氧比(DEPS)与对照组没有显著差异。实验结果表明,蓝光对三角褐指藻响应高光、形成NPQ至关重要。     

防污剂Irgarol 1051对三角褐指藻生长及生理特性的影响

为研究防污剂Irgarol 1051对微藻生长及生理生化特性的影响,以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为材料,分析了Irgarol 1051对P.tricornutum生长、叶绿素a含量、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活力及丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量等的影响。结果表明:Irgarol 1051可抑制P.tricornutum的生长,并诱导其产生耐受性;P.tricornutum中叶绿素a、可溶性蛋白质含量及SOD酶活力等均随Irgarol 1051质量浓度的增加而升高,以维持其生长和生理状态;随着Irgarol 1051质量浓度的升高,藻细胞中MDA含量显著增加,表明细胞中活性氧自由基(Reactive oxygen species,ROS)过量积累,这将破坏藻细胞的膜结构与功能。研究结果将为探讨Irgarol1051对微藻的效应机制及其环境风险评价提供数据资料和科学依据。     

三角褐指藻及其藻际细菌对不同无机氮源的响应

海洋生态系统中,浮游植物和细菌之间的相互作用是影响营养盐供应和再生、海洋初级生产力和生物地球化学循环的基本生态关系.为研究营养盐、浮游植物和细菌之间的关系,在实验室内培养条件下,通过改变氮源的形态(硝态氮和铵态氮)和浓度,研究海洋浮游植物三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的藻际细菌在不同营...     

不同无机氮浓度下三角褐指藻藻际细菌群落变化研究

藻际环境细菌和微藻间存在着独特的生态关系,它们可以通过转化和交换浮游植物分泌的有机质来影响其生理和代谢。尽管一些功能微生物在藻际环境的营养循环中具有重要作用,例如氮代谢,但是关于细菌群落与共生藻类如何响应环境中氮营养条件的改变目前并不十分清楚,其对于我们了解全球营养物质循环、藻华的形成以及生态系统功能至关重要。本文基于16S rRNA基因的高通量测序技术,分析了不同形态、不同浓度无机氮培养条件下三角褐指藻藻际环境中相关细菌群落的多样性和群落结构。系统发育分析结果表明,变形菌（Proteobacteria）和拟杆菌（Bacteroidetes）是所有样品中的优势菌,占序列总数的99.5%。同时发现,不同氮浓度培养条件下,细菌群落结构随微藻丰度的变化而改变。氮浓度及形态的变化对菌群结构的影响不显著。此外,γ-变形菌纲中三种细菌（Marinobacter;Algiphilus;Methylophaga）的相对丰度在氮限制培养条件下明显增加,它们可能在共生体系的氮转化过程中具有重要作用。     

不同培养条件对三角褐指藻生长及其生物活性成分积累的影响

以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为研究材料,比较了Na NO3、NH4HCO3和CO(NH2)2为氮源的两种培养基(m L1和ASW培养基)对其生长和生物活性成分(岩藻黄素、金藻昆布糖和二十碳五烯酸(C20:5,EPA))时相积累的影响,同时分析了脂肪酸组成和总脂含量的变化。结果表明:以m L1培养基培养时,三角褐指藻的生物质质量浓度明显高于ASW培养基培养时的生物质质量质量浓度,尿素优于其他两种氮源,最大生物质质量质量浓度为3.7 g/L。不同培养条件下岩藻黄素含量的时相变化规律一致,均随着培养时间的延长呈现先增加后减少的趋势,其最高积累量分别为:13.27 mg/g(Na NO3)、13.23 mg/g(CO(NH2)2)和13.89 mg/g(NH4HCO3)(m L1);13.2 mg/g(Na NO3)、14.92 mg/g(CO(NH2)2)和13.6 mg/g(NH4HCO3)(ASW),由此可知氮源对岩藻黄素积累量影响不大。金藻昆布糖含量随着培养时间延长逐渐增加,其最大积累量分别为9.82 mg/g(NH4HCO3)(m L1)和8.59 mg/g(Na NO3)(ASW)。不同培养条件下其总脂含量变化不显著,均在培养末期达到最大值,分别为24.18%(NH4HCO3)(m L1)和23.79%(Na NO3)(ASW);其主要脂肪酸组成为:豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、花生一烯酸(C20:1)、木焦油酸(C24:0)和EPA,其中,EPA含量随着培养时间延长逐渐下降,尿素最有利于EPA的积累。     

137Cs对三角褐指藻生长及叶绿素荧光特性的影响

滨海核电站排放的低放射性污染物对海洋浮游生物及其生态系统的辐射影响日益受到人们关注。为探讨人工放射性核素对海洋浮游藻类的辐射效应机制,研究了放射性~(137)Cs暴露下电离辐射对海洋浮游藻类三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的形态、生长速率以及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,三角褐指藻在放射性为1 000 Bq/dm~3比活度的~(137)Cs处理组、CsCl对照组和空白组的比生长速率均值分别为0. 600/d、0. 600/d和0. 610/d,组间差异不显著(p 0. 05)。在叶绿素荧光特征的影响方面,随培养时间的延长~(137)Cs暴露下的三角褐指藻F_o、F_m呈上升趋势; F_v/F_m、F_v/F_o、NPQ呈先上升后趋于稳定的趋势,其稳定范围分别为0. 5～0. 6、1. 0～1. 4和0. 7～1. 1; Q_p呈现先下降后稳定的趋势,其稳定范围为0. 5～0. 6。通过差异显著性比较分析处理组和对照组、空白组的比生长速率和叶绿素荧光特性参数无显著性差异。研究结果可为海洋放射性污染的预防和治理提供理论依据和实际参考。     

海洋原甲藻与三角褐指藻混合培养条件下的种群生长与氮磷营养盐变化

以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum Bohl)和海洋原甲藻(Prorocentrum mi-cans)为实验种研究了硅藻与甲藻在混合培养的环境中其各自的种群密度变化以及相应水体中氮磷营养盐变化。结果显示,在单独培养或与海洋原甲藻共同培养的条件下,三角褐指藻均表现出明显的营养盐吸收优势,种群生长迅速。相对而言,海洋原甲藻对营养盐的吸收速率明显较低,而且在与三角褐指藻共同培养的水体中一直处于竞争劣势;但有海洋原甲藻存在的水体中,三角褐指藻较单独培养时具有更高的生长速率和高的生物量,海洋原甲藻的存在可能促进三角褐指藻的生长。     

光照和硝酸盐浓度对东海原甲藻和三角褐指藻释放挥发性卤代烃的影响

海洋中产生的挥发性卤代烃(Volatile Halocarbons,VHCs)是氯、溴和碘进入大气的重要载体。海洋藻类能够产生损耗大气中臭氧的VHCs,尤其是海洋微藻已被证明是大气中一些VHCs的主要贡献者。环境因素对海洋微藻产生VHCs的影响研究较少,本文主要研究了光照和硝酸盐浓度对微藻释放VHCs的影响。将海洋微藻东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)置于密封的玻璃容器中,并在不同光照条件(20 μmol/(m²·s)、70 μmol/(m²·s)和140 μmol/(m²·s))及不同硝酸盐浓度(1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L和50 mg/L)下进行无菌单种培养,分析碘甲烷(CH₃I)、二溴甲烷(CH₂Br₂)、一氯二溴甲烷(CHBr₂Cl)和三氯乙烯(C₂HCl₃)4种VHCs的生产。采用吹扫−捕集气相色谱技术对其中的VHCs进行提取和分析。结果表明,光照强度和硝酸盐浓度会影响两种微藻对VHCs的释放,但是对不同VHCs的影响效果不同,其中CH₃I的释放受光照强度和硝酸盐浓度变化的影响比较显著。一定范围内,光照强度越大,两种微藻对CH₃I的释放量越大。适当的硝酸盐浓度(> 5 mg/L)在一定程度上促进了两种微藻对CH₃I的释放。     

温度和光照对三角褐指藻的生长及岩藻黄素含量的影响

岩藻黄素(fucoxanthin)是一种特殊的类胡萝卜素,具有许多显著的功效和很高的应用价值。三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)是一种海洋硅藻,是一种可用于提取岩藻黄素的合适材料。作者以三角褐指藻的生物量、光合活性和岩藻黄素含量为指标,研究了不同的温度(20℃、25℃、30℃)、不同的光照强度(12800 lx、7200 lx、4000 lx)和不同光质(红光、蓝光、绿光)对三角褐指藻的生长及岩藻黄素含量的影响。实验结果表明,25℃对三角褐指藻的生长没有影响,但提高了岩藻黄素的含量,30℃对三角褐指藻的生长及岩藻黄素积累均有抑制现象;12800 lx、7200 lx的光照强度都可促进三角褐指藻的生长及岩藻黄素含量的升高,其中,7200 lx的光照强度对三角褐指藻的生长及岩藻黄素含量的提高更加显著;红光条件可促进三角褐指藻的生长和提高三角褐指藻的岩藻黄素含量,而绿光和蓝光抑制三角褐指藻的生长,并导致三角褐指藻的岩藻黄素含量降低。因此,25℃、7200 lx和红光的培养条件是三角褐指藻生长和岩藻黄素积累的最适宜条件。     

除草剂草丁膦抗性基因bar作为三角褐指藻基因工程选择标记的研究

研究了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)对氯霉素、卡那霉素、青霉素、链霉素、潮霉素5种抗生素和一种除草剂草丁膦的敏感性,发现三角褐指藻对草丁膦非常敏感,用统计学分析法得出了其72h半致死质量浓度为22mg/L。通过基因枪法将携带草丁膦抗性基因bar的载体pSVB导入三角褐指藻细胞中,通过草丁膦筛选成功获得了抗性藻细胞,PCR检测获得阳性结果,提示草丁膦更适合用于构建安全、高效、廉价的三角褐指藻表达系统。     

铁对三角褐指藻生长、光合作用及生化组成的影响

近来许多研究表明,不论是在无机氮丰富还是贫乏的水域,铁元素的供应对于浮游植物的生物量、生长率、种类组成及初级生产力均会产生影响。通过室内培养,研究了铁对三角褐指藻生长、光合作用以及细胞生化组成的影响。实验结果表明,在其他营养盐充足的条件下,海水中铁浓度的变化对三角褐指藻的生长及光合作用均有显着影响。在5×10-7mol/dm3铁浓度时,三角褐指藻可达到其最大光合作用速率。在添加铁的条件下,三角褐指藻细胞多种生化组成受到不同程度的影响,其中叶绿素a含量变化幅度最大,增加了25%～35%,叶绿素c、类胡萝卜素含量也有一定程度的增加,但增长幅度要小于叶绿素a;碳水化合物的含量增加了5%～10%,蛋白质含量的增加幅度在5%～15%之间;超氧化物歧化酶(SOD)的活性及DCMU荧光增强比(F_d/F)也呈明显的增加趋势。铁是海洋初级生产过程中的一种限制因子。     

Copper complexing capacity of phytoplanktonic cell exudates

Copper complexing capacity of cell exudates of Dunaliella salina in natural seawater culture medium was investigated in order to evaluate the influence of this organism on speciation of trace metals in seawater.Seawater samples were collected at 200 m and 2 miles off the coast and immediately filtered. Copper complexing capacity (CC_Cu) and stability constants (K′) of related cupric complexes were then measured. They were, respectively, 27.1 × 10⁻⁸ mol l⁻¹ and 0.56 × 10⁷ l mol⁻¹ for the samples collected at 200 m and 12.8 × 10⁻⁸ mol l⁻¹ and 6.10 × 10⁷ l mol⁻¹ for those collected 2 miles off the coast. A stock culture (20 ml, 10⁶ cells ml⁻¹) in log-phase was inoculated in 2 l of each sample of filtered natural seawater. The trend of cell influence was estimated on filtered culture medium by measuring CC_Cu and K′ after 1 h, 3 and 7 days. From the results it appears that CC_Cu increased with respect to time and this was related to the growth rate, indicating a certain relationship with cell metabolic activity.It can be concluded that a comparison between the culture referring to 200 m and 2 miles, respectively, shows that the former presents a CC_Cu two times higher than the latter while the K′ is ten times higher at 2 miles than that at 200 m.     

Copper complexing capacity of seawater: A critical appraisal of the direct ASV method

The break-point in the Cu(II) titration curve obtained by anodic stripping voltammetry (ASV) is usually attributed to the formation of strong organo-copper complexes. This interpretation is the basis for the direct determination by ASV of the copper complexing capacity of natural waters. The present study suggests, however, that the break in the Cu(II) titration curve in seawater, as determined by ASV, could be due to the formation of a ZnCu intermetallic compound (IC) formed in the mercury during the deposition stage of the ASV procedure.     

三角褐指藻滤液提取物对东海原甲藻和盐藻生理特性的影响

在实验室培养条件下,利用流式细胞仪从细胞生长、细胞大小、细胞膜完整性、酯酶活性等方面分别研究了三角褐指藻（Phaeodactylum triconutum）滤液提取物对东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和盐藻（Dunaliella salina）为期6 d生物培养过程中生理特性的影响。结果表明,三角褐指藻滤液乙酸乙酯提取物对东海原甲藻表现出强烈的生长抑制作用,荧光检测显示,其能刺激细胞体积的增大,导致部分藻体细胞膜受损,酯酶活性在短时间内增强,随后受到显著抑制。而提取物对盐藻的生长抑制并不明显,盐藻细胞体积没有受到影响,细胞膜保持了高度完整,酯酶活性在第6天时才受到抑制作用。以上分析表明,东海原甲藻对三角褐指藻滤液乙酸乙酯提取物更加敏感,特殊的细胞内部结构特征有利于化感物质进入东海原甲藻的体内,直接导致藻细胞的死亡。化感物质引起的不同的生理响应中,酯酶活性指标具有更好的敏感性,是在环境压力下生物自我保护的一种应急方式。     

Copper complexing ligands and organic matter characterization in the northern Adriatic Sea

The study on dissolved organic ligands capable to complex copper ions (L_T), surface-active substances (SAS) and dissolved organic carbon (DOC) in the Northern Adriatic Sea station (ST 101) under the influence of Po River was conducted in period from 2006–2008. The acidity of surface-active organic material (Ac_r) was followed as well. The results are compared to temperature and salinity distributions. On that way, the contribution of the different pools of ligands capable to complex Cu ions could be determined as well as the influence of aging and transformation of the organic matter. The L_T values in the investigated period were in the range of 40–300 nmol l⁻¹. The range of DOC values for surface and bottom samples were 0.84–1.87 mg l⁻¹ and 0.80–1.30 mg l⁻¹, respectively. Total SAS concentrations in the bottom layer were 0.045–0.098 mg l⁻¹ in equiv. of Triton-X-100 while those in the surface layer were 0.050–0.143 mg l⁻¹ in equiv. of Triton-X-100. The majority of organic ligands responsible for Cu binding in surface water originate from new phytoplankton production promoted by river borne nutrients. Older, transformed organic matter, possessing higher relative acidity, is the main contributor to the pool of organic ligands that bind copper in the bottom samples. It was estimated that 9% of DOC in surface samples and 12% of DOC in the bottom samples are present as ligands capable to complex copper ions.     

Determination of the apparent copper complexing capacity of seawater by anodic stripping voltammetry

A new experimental technique using differential pulse anodic stripping voltammetry with a thin-film mercury electrode and efficient mixing of the electrolyte for the apparent copper complexing capacity of seawater is proposed. The effects of some factors such as type of electrode and cell, pH of the solution, potential of deposition, time of equilibration, and influence of a non-ionic surface active agent on the measurements are examined. Experimental results for the apparent copper complexing capacity of seawater are calculated presuming 1:1 inert complex formation. By using EDTA as a model ligand, it is shown that the proposed procedure with efficient mixing of the solution excludes any appreciable kinetic influence upon the electroanalytical results.     

不同浓度的Hg对三角褐指藻的生长以及累积、排出203Hg的影响

为研究渤海湾海水中不同Hg浓度对生物的某些毒性效应,本文采用室内示踪养殖法,探讨了海水中不同浓度的Hg对浮游硅藻类的三角褐指藻Phaeodactylum tricornutun Bohl的生长和累积、排出~(203)Hg的影响。