磷酸盐、硝酸盐组成对海洋赤潮藻生长的影响

应用 1次培养实验方法研究了不同组成磷酸盐 (PO4- P)和硝酸盐 (NO3 - N)对新月菱形藻、旋链角毛藻和中肋骨条藻 3种海洋赤潮藻生长的影响。结果表明 ,L ogistic生长模型可以很好地描述不同组成 PO4- P和 NO3 - N条件下 3种海洋赤潮藻生长状况 ,其中拟合相关系数 R2 =0 .95± 0 .0 3。进一步研究表明 ,3种海洋赤潮藻均存在营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 ,在本文实验条件下新月菱形藻的 C*PO4为 1.72μmol· L-1,C*NO3 为 4 0 .4 2μmol· L-1;旋链角毛藻的分别为 2 .0 7μmol· L-1和 4 4.76 μmol· L-1;中肋骨条藻的分别为 1.13μmol· L-1和 30 .2 6 μmol· L-1。当 PO4- P,NO3 - N初始浓度分别小于其营养盐生长阈值 C*PO4,C*NO3 时 ,随其初始浓度增加会促进 3种赤潮藻生长 ,但当初始浓度大于营养盐生长阈值时 ,随营养盐初始浓度增加反而会逐渐限制其生长。这表明 3种海洋赤潮藻都存在 1个适宜其生长的 (N∶ P) 最佳值 ,其中新月菱形藻的 (N∶ P) 最佳值 =2 0∶ 1,旋链角毛藻的 (N∶ P) 最佳值 =19∶ 1,中肋骨条藻的 (N∶ P) 最佳值 =32∶ 1。     

利用市政污水厂尾水培养产油微藻——营养盐去除与生物质生产

将1株产油淡水微藻——微拟球藻(Nannochloropsis sp.MASCC 11)分别接种到青岛市2家市政污水处理厂(STP)的尾水中,根据其生长、油脂产率和营养盐去除情况,评价了利用STP尾水培养微藻以生产富油的藻生物质同时深度净化尾水的可行性。结果表明,团岛污水处理厂(TD-STP)和李村河污水处理厂(LC-STP)尾水中无机氮和磷酸盐的浓度虽然远低于BG11培养基,但仍能支持微藻生长,而且以未经稀释的尾水更具优势,培养8 d后,藻生物量分别达到BG11培养基中生长微藻的65.23%和44.77%。STP尾水经稀释后处于营养盐缺乏状态,有利于藻细胞内脂质积累,但是油脂产率最大值(10.5 mg·L^-1·d^-1)仍出现在未经稀释的TD-STP尾水中,为未稀释LC-STP尾水的1.37倍。LC-STP尾水中微藻的油脂产率较低,可能与该处理厂接纳工业废水而在尾水中残留较多有害物质有关。在微藻的直接和间接作用下,TD-STP和LC-STP尾水中磷酸盐的去除率分别达到94.5%和100%;无机氮的去除率较低(分别为59.2%和45.4%),与尾水中初始N/P较高有关。上述结果表明,与接纳工业废水的污水厂相比,处理生活污水的污水厂所排尾水较适于培养产油微藻,能够实现产油微藻低耗培养与尾水深度净化相耦合。     

两株硅藻筒柱藻和纤细角毛藻的油脂生产

通过气泡柱光反应器评价了两株硅藻筒柱藻(Cylindrotheca fusiformis)和纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)的生物量、油脂及甘油三脂的积累.结果发现,其生物量与油脂产率相当,脂肪酸组成方面,也均以C16:0和C16:1为主,但是筒柱藻的油脂组成以甘油三酯为主,纤细角毛藻的油脂以单酰甘油酯、磷脂和糖脂为主.通过培养条件的优化,发现相比于降低初始氮元素与硅元素,降低培养液盐度,能够获得更高的生物量、油脂以及甘油三脂产率.通过筒柱藻批次培养最高获得了0.36 g/(L·d)的甘油三脂产率,且甘三酯占收获干物质的50%以上,具有相当好的应用潜力.     

纤细角毛藻的光生物反应器培养

采用正交实验的方法,在光生物反应器中对纤细角毛藻 Chaetoceros gracilis的生长进行了研究,结果表明:光照强度、通气率对藻体细胞的生长具有显著的影响,在通气培养条件下,当培养密度较高时,纤细角毛藻细胞不仅能耐受超高光照强度的照射,而且还可以获得很高的生长速度。本实验条件下, -1 7经过 5 d的培养,细胞的比生长速率﹑生物量产量和细胞密度分别达到了 0.74 d ﹑1.13 g/L和 8.1×10 /mL的较高水平。     

不同适温海洋富油微藻在富碳培养条件下的油脂积累特性研究

本实验分别针对3株低温藻株:微拟球藻Nannochloropsis sp.ZL-12、四爿藻Tetraselmis chui ZL-33和小球藻Chlorellasp.ZL-45,3株中温藻株:球等鞭金藻Isochrysis galbana CCMM5001、等鞭金藻Isochrysis sp.CCMM5002和微拟球藻Nannochloropsis sp.CCMM7001,3株高温藻株:微拟球藻Nannochloropsis sp.JN1、绿色巴夫藻Pavlova viridis JN2和海洋小球藻Chlorellasp.JN3,研究了在通入0.03%(空气)、5%、10%3个CO2浓度梯度条件下的生长特性,同时考察了其总酯及中性脂的累积情况。结果显示,富碳培养有利于不同温度条件下9株藻株的生长,除微拟球藻Nannochloropsis sp.CCMM7001最适生长的CO2浓度为5%外,其余8株藻株最适生长的CO2浓度均为10%。在低温和高温条件下,6株海洋富油微藻在通入10%CO2时具有最大生物量产率,在中温条件下球等鞭金藻和等鞭金藻在通入10%CO2时获得最大生物量产率,而微拟球藻在通入5%时获得最大生物量产率,随着CO2浓度的增加,9株藻株的总脂含量和中性脂含量有明显提高。低温和中温藻株的总脂含量高于高温藻株的总脂含量,从中性脂的累积规律来看,9株藻株均在平台期的累积达到最大值,GC-MS分析结果表明,9株微藻适合制备生物柴油的C14~C18系脂肪酸相对含量在不同CO2条件下基本保持不变,维持在90%左右。实验结果显示,所研究的藻株作为富油高固碳优良藻株,具备用于海洋生物质能耦合CO2减排开发的潜力。     

四溴双酚A对7种海洋微藻的急性毒性

本文研究了四溴双酚A(TBBPA)对7种海洋微藻(微拟球藻、塔胞藻、亚心形扁藻、牟氏角毛藻、三角褐指藻、湛江等鞭金藻、等鞭金藻塔溪堤品系)的急性毒性。分析了不同质量浓度TBBPA暴露下7种微藻的相对生长率、抑制率,结果显示,7种海洋微藻对TBBPA的敏感性不同,存在明显的时间—剂量效应。采用概率单位—浓度对数法得到TBBPA对牟氏角毛藻、微拟球藻、等鞭金藻塔溪堤品系、湛江等鞭金藻、塔胞藻的96h半效应浓度分别为2.59、2.64、4.23、4.35和6.71mg·L-1,均属于高毒性。同时发现牟氏角毛藻在2.44mg·L-1的TBBPA作用下96h抑制率为54.72%,微拟球藻在3.456mg·L-1的TBBPA作用下96h抑制率为70.27%,等鞭金藻塔溪堤品系在6mg·L-1的TBBPA作用下96h抑制率为76.64%,湛江等鞭金藻在2.83mg·L-1的TBBPA作用下96h抑制率为39.24%,塔胞藻在9.83mg·L-1的TBBPA作用下96h抑制率为54.21%,三角褐指藻在浓度为9.83mg·L-1的TBBPA作用下96h抑制率为22.84%,亚心形扁藻在浓度14.6mg·L-1的TBBPA作用下96h抑制率仅为14.11%。结果显示,微拟球藻和牟氏角毛藻对TBBPA最敏感,可以作为潜在的生物指示物。     

不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对2种海洋赤潮藻生长影响的研究

探讨海区环境容量的估算,为海水水质标准的制订提供理论依据,采用1次培养实验方法,研究了3种不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对旋链角毛藻(Chaetoceroscurvisetus)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum(Greville)Cleve)的生长影响.采用抑制率-重金属离子浓度的对数方程拟合求算出3种浓度营养盐(NO3-N、PO4-P)条件下Pb(Ⅱ)对2种赤潮藻的96hEC50值,分别为8373,2563,2307;18523,10445,3494μg·dm-3,并根据方程应用origin7.0拟合3种不同浓度的营养盐(NO3-N,PO4-P)条件下旋链角毛藻和中肋骨条藻在不同浓度Pb(Ⅱ)条件下的生长曲线.实验结果表明,较低浓度Pb(Ⅱ)对旋链角毛藻和中肋骨条藻生长都有一定的促进作用,最佳促进藻类生长浓度分别为454,258,51;351,194,35μg·dm-3;高浓度Pb(Ⅱ)对它们的生长则表现为抑制作用,并且随着营养盐(NO3-N,PO4-P)浓度的增加,Pb(Ⅱ)对两种赤潮藻生长的抑制作用是逐渐降低的,营养盐(NO3-N,PO4-P)与Pb(Ⅱ)之间可能存在着拮抗作用.     

球等鞭金藻与4种海洋微藻间的化感作用

利用交叉培养的方法,研究了球等鞭金藻与纤细角毛藻、牟氏角毛藻、新月菱形藻和三角褐指藻等4种海洋微藻间的化感作用。并利用高效液相色谱分析了这4种海洋微藻的胞外滤液萃取物。结果表明,(1)球等鞭金藻胞外滤液浓度大于40%时,显著抑制三角褐指藻、新月菱形藻和牟氏角毛藻的生长,而对纤细角毛藻的生长则有明显的促进效果,但当胞外滤液浓度大于80%时则对纤细角毛藻的生长也表现出抑制作用。纤细角毛藻、新月菱形藻、牟氏角毛藻的滤液浓度大于40%时,对球等鞭金藻表现出显著抑制作用,三角褐指藻胞外滤液浓度大于80%时才能抑制球等鞭金藻的生长。(2)4种海洋微藻胞外滤液的萃取物能明显抑制球等鞭金藻的生长。(3)纤细角毛藻、牟氏角毛藻、新月菱形藻和三角褐指藻的胞外滤液分别包含8种、5种、6种和7种物质,同时结果还表明4种海洋微藻产生的抑制球等鞭金藻生长的化感物质并不相同。     

纤细角毛藻培养条件优化

采用正交实验的方法，对影响纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)生长的主要营养因素进行了优化，获得了以海水为基础的优化培养基配方：NaHCO30．15g／L，NazSiO3(9H2O0．20g／L，NANO3 1．00g／L，KH2PO4 0．02g／L，VB1 2．7mg／L，VB12 1.5μg/L。实验表明，用该优化配方培养纤细角毛藻具有生长速度快、产量高的显著优势，为该微藻在光生物反应器中的进一步高密度培养提供了良好条件。     

光照对东海赤潮高发区春季硅藻生长的影响

2005年3月在东海赤潮高发区的ZA3和ZC18b站通过现场培养探讨了光照对东海硅藻生长和演替的影响。培养期间,ZA3站优势种为中肋骨条藻,没有发生演替现象;ZC18b站,当光照低于6.7MJ.m-2.d-1,由角毛藻演替为中肋骨条藻,光照高于6.7MJ.m-2.d-1,角毛藻为第一优势种,浮动弯角藻为第二优势种。Logistic生长模型可以很好地描述不同光照下硅藻的生长状况,其拟和系数为0.92±0.03。终止生物量以及优势种生长速率与光照的关系表明,温度13.0℃左右,中肋骨条藻的最适生长光照为5.0MJ.m-2.d-1,角毛藻sp.和浮动弯角藻的最适生长光照均为6.7MJ.m-2.d-1。在富营养化条件下,光照是影响硅藻生长和演替的因子。     

雪藻高密度连续培养中生物量和花生四烯酸的高产率

以 1 .4cm和 2 .8cm光径的平板光生物反应器 ,恒定高光强 [2 4 0 0 μE/(m2 ·s) ],通气、无菌高密度连续培养雪地绿藻 (简称雪藻 )。连续采收并补充等量新鲜培养液 ,当藻体生物量(以去灰分干重表示 ,AFDW)达恒态时 ,研究雪藻比生长速率 (SGR)、藻体的生物产量、总脂肪酸 (TFA)和花生四烯酸 (AA)产率。结果表明 ,尽管随着比生长速率增加 ,雪藻高密度连续培养体系的AA/TFA、TFA/AFDW和AA/AFDW三个指标有不同程度的降低 ,但生物产量、总脂肪酸及其花生四烯酸产出都相当高。 2 .8cm光径的平板光生物反应器中 ,雪藻SGR为0 .2d- 1 时 ,每平方米光照面积日获 35 .3gAFDW的高产量 ;SGR 0 .1 35d- 1 时 ,TFA产率最大 ,为7.0g/(m2 ·d) ,此时AA产率也最高 ,达 2 .6g/(m2 ·d)。尽管 1 .4cm光径的反应器的培养体积比前者下降了 5 0 % ,但细胞浓度明显提高 ,单位光照面积的AFDW和TFA最大日产率只下降了37.3%和 1 0 % ,分别为 2 2 .1和 6.3g/(m2 ·d) ,而AA的最大日产率也是 2 .6g/(m2 ·d)。结果还表明 ,氮或磷营养亏缺能明显提高雪藻AA含量的各项指标 ,同时高光强也有利于雪藻累积AA。     

三亚湾近3年营养盐含量变化及其输送量的估算

根据2001—2003年监测资料,对三亚湾N、P、Si营养盐含量变化及其输送量进行了研究分析。N、P、Si平均含量分别为1.93、0.10和8.43μmol.L-1,显示出低N和P、高Si的分布状况。夏季N限制出现率仅为10.5%—29.2%,N限制可能性较小;秋季P限制出现率达到66%—79.4%,P限制可能性较大;Si限制出现率为零,Si限制可能性几乎没有。湾外海水营养盐的输送占较高的比例,在2001—2003年的3年时间里,约有670.6t NO2--N、6 174t NO3--N、3 752t NH4+-N、100 800t SiO32--Si和1 246.2t PO43--P从外海向湾内输送,其中,NO3--N的输送量占DIN输送量的60%以上,而SiO32--Si的输送量明显高于N、P输送量。     

不同无机氮浓度下中肋骨条藻和三角褐指藻生长对生长环境pH的影响

海洋酸化是当前一个严重的环境问题,而海水pH的变化与微藻生长时对溶解无机碳的吸收有关。在室内条件下采用生理生态学方法,研究中肋骨条藻Skeletonema costatum和三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum在不同无机氮水平下生长到最大生物量时培养液pH的变化。结果表明,培养液无机氮浓度从10μmol.L-1上升到200μmol.L-1过程中,2种微藻的叶绿素浓度和最终pH均呈上升趋势。培养液pH的增加量与无机氮的消耗量呈正相关关系,培养液pH的增加量与溶解无机碳的消耗量也呈正相关关系。     

高固碳、高油脂产率微拟球藻筛选

随着全球经济快速发展,化石能源日益短缺、全球气候变暖问题日益突出,微藻生物柴油作为可再生能源逐渐取代传统化石能源,其研究已成为热点领域之一。微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)生长速度快、油脂含量高且能固定一定浓度的CO_2,已经实现了规模化养殖。本研究通过向柱状光生物反应器中通入10%CO_2,从41株微拟球藻中筛选得到4株高固碳藻株,编号分别为E-099、Z-211、Z-213和Z-214。批次培养条件下,5株藻(4株高固碳藻株和出发藻株)分别通入空气、2%和5%CO_2,随着CO_2浓度升高,5株藻的生物量和固碳速率呈下降趋势,但总脂含量和油脂产率有所提高,总蛋白含量无显著差异。空气组(Air)中,出发藻株(WT)的生物量产率、固碳速率和油脂产率显著高于其它藻株,分别为0.07 g·L~(-1)·d~(-1)、0.16 g·L~(-1)·d~(-1)和49.012 mg·L~(-1)·d~(-1);2%CO_2下,藻株Z-213和Z-214的平均生物量产率、固碳速率和油脂产率显著高于其它藻株,分别为0.06 g·L~(-1)·d~(-1)、0.14 g·L~(-1)·d~(-1)和44.124 mg·L~(-1)·d~(-1);5%CO_2下,出发藻株的生物量产率、固碳速率和油脂产率显著低于其它藻株,而总蛋白含量却高达24%。本研究对藻株的固碳能力及经济价值进行了综合评价,为实现规模化利用提供参考。     

3种处理对纤细角毛藻生长及细胞生化组成的影响

纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)是海水养殖育苗过程中重要的饵料生物,其生长速度和营养成分组成对育苗的效率和质量都有重要意义.本研究通过单因子试验研究了温度、盐度和超声波3种处理方式对纤细角毛藻生长、蛋白质和总脂占比的影响.结果表明,温度和盐度都显著影响纤细角毛藻的生长,5~40 min的超声波处理不影响纤细角毛藻的生长;纤细角毛藻生长的最适条件是温度为25℃,盐度为25;3种处理方式对纤细角毛藻的蛋白质和总脂占比都有显著影响,其中超声波处理影响最显著,短时间处理(5 min)能使蛋白质占比达到最高值,长时间处理(40 min)能使总脂占比达到最高值.本研究的实验结果可以作为饵料微藻二段培养所采用条件的参考依据.     

多氯联苯在两种海洋微藻中毒性效应及富集效应的研究

通过分析2,2',3,4,4',5'-六氯联苯(PCB_(138))对牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri)和亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)生长的影响,以及PCB_(138)对两种微藻超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性的影响,研究多氯联苯对海洋微藻的毒性效应,并采用气相色谱法研究了两种微藻对PCB_(138)的生物富集效应。结果表明,PCB_(138)对牟氏角毛藻和亚心形扁藻均有明显的毒性效应作用,对2种藻类的96 h半抑制质量浓度(96hEC_(50))分别为0.057 mg/和0.354 mg/L,与亚心形扁藻相比,牟氏角毛藻对PCB_(138)更敏感,耐受性更差;低浓度的PCB_(138)对两种微藻SOD酶活性有诱导作用,但当PCB_(138)浓度过高时,SOD酶活性下降;两种微藻对PCB_(138)均有明显的富集作用,随着培养时间的延长,牟氏角毛藻中富集的PCB_(138)含量呈上升趋势,而亚心形扁藻中PCB_(138)含量呈现先上升后下降趋势。     

氮形态组成对海洋浮游植物群落结构的影响与动力学研究

海洋浮游植物群落结构的改变与营养盐结构有关,不同形态氮可能会影响优势种生长从而改变浮游植物群落结构。本文针对莱州湾硅藻向甲藻潜在的种群演替问题,通过船基围隔生态系现场氮加富培养实验,研究NO3-N、NH4-N、陆源有机氮(DONts)和藻源有机氮(DONss)对海洋浮游植物群落结构的影响。结果表明,在NO3-N、NH4-N和DONts加富培养条件下,舟形藻(Navicula spp.,优势度60.4%)、丹麦细柱藻(Leptocylindrus danicusm,56.6%)和密连角毛藻(Chaetoceros densus,57.4%)等硅藻是优势种,在DONss加富培养条件下,春膝沟藻(Gonyaulax verior,60.2%)等甲藻为优势种,说明硅藻主要吸收无机态营养盐成为优势种,而甲藻能够吸收DON成为优势藻。动力学过程分析发现,春膝沟藻(G.verior)等甲藻可以直接吸收利用DONss,而DONts可能是通过矿化转化为无机氮,再被密连角毛藻(C.densus)等硅藻吸收与利用。本文研究成果,有助于对硅藻向甲藻演替的营养盐动力学控制机制的认识。     

NaHSO3对盐生杜氏藻生长和光合色素含量的影响

为优化盐生杜氏藻营养盐配方、降低养殖成本、提高生物量及色素积累, 研究了不同浓度的安全环保的植物循环光合磷酸化促进剂--NaHSO3(≤0.40mM·L-1)溶液对盐生杜氏藻生长和光合色素含量的影响.结果表明, NaHSO3可显著促进盐生杜氏藻生长, 提高叶绿素a (Chl a)和b(Ch1 b)含量、叶绿素总量(Chl)、类胡萝卜素含量(Car)和Chl/Car;促进效应随浓度增加表现为先升后降, 低浓度(<0.10mM·L-1)效应较好, 以0.07mM·L-1为最佳.NaHSO3提高Chl b的效应大于Chl a, 降低Chl a/Chl b比值, 随浓度增加表现为先降后升, 以0.07mM·L-1降低最大.本试验条件下, 盐生杜氏藻生物量与光合色素含量间及各光合色素含量间呈显著或极显著相关, 与生物量(Y, g·L-1)相关最大的是Chl b (XChl b, μg·ml-1), 符合Y=0.284XChl b-0.883 (R2=0.994**)(**表示Y与X之间在0.01水平上极显著相关,下同);其次为Chl (XChl, μg·ml-1), Y=0.100XChl-2.022 (R2=0.993**), 为生长动态的及时掌握提供了有效的间接衡量指标.     

氮浓度对盐生杜氏藻和纤细角毛藻叶绿素荧光特性及生长的影响

在温度为(23±1)℃,盐度为31,光照强度为5000lx的条件下,用含有不同氮浓度(0μmol/L,55μmol/L,440μmol/L,880μmol/L,1760μmol/L,7040μmol/L)的培养基对中国海洋大学微藻种质库保存的盐生杜氏藻(Dunaliella salina)和纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)进行培养,研究两种微藻在一次性培养过程中,不同氮浓度对其PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、叶绿素含量以及细胞密度的影响。单因子方差分析结果表明,氮浓度对两种微藻的光合作用及生长均有显著影响(P<0.05)。两种微藻的Fv/Fm比值、叶绿素含量以及细胞密度均随着起始氮浓度的增加而增加,在1760μM时达到最大值,其后随着起始氮浓度的增加,上述指标反而下降。多重比较结果表明,盐藻和纤细角毛藻进行光合作用和生长的最适氮浓度都为1760μmol/L。。     

亚洲沙尘对三种海洋微藻生长的影响

实验研究了采自亚洲沙尘暴源地的4种沙尘及1种采自青岛的沙尘对不同海洋微藻生长的影响,结果表明在营养盐贫乏的条件下,沙尘的添加对旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus),小角毛藻(Chaetoceros minutissimus)和东海原甲藻(Prorocendrum donghaiense)的生长具有明显的促进作用.与不加沙尘的对照组相比,指数生长期的比生长速率明显升高;其中取自青岛的沙尘对3种藻类的影响最明显;内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗的沙尘营养盐含量最低,但是由于其可溶性Fe的溶出量最高,其促进作用也比较显著.在营养盐充足的条件下,沙尘的添加对3种微藻生长的影响均不显著.因此亚洲沙尘输送到西北太平洋海域可能对该海域的初级生产力具有显著的影响.