盐度胁迫下中肋骨条藻和东海原甲藻的生长及内源多胺含量的变化

在实验室内不同盐度梯度下培养常见的两种赤潮藻——中肋骨条藻(Skeletonema costatum s.l.)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense),根据logistic生长模型获得了终止生物量Bf和最大生长速率μmax,并测定了藻体中过氧化物酶(POD)、二胺氧化酶(DAO)、多胺氧化酶(PAO)的活性和丙二醛(MDA)、腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)的含量。结果表明,高、低盐度胁迫下,两种藻均会积累MDA,活性氧自由基的伤害增强,藻的生长受到了抑制。同时,两种藻都会提升多胺含量,通过多胺的调节作用来缓解胁迫的伤害,促进生长,但是在提升的多胺种类和形态上,两种藻存在着差异。高盐胁迫下,中肋骨条藻会提升多胺尤其是游离态多胺的含量来缓解伤害,东海原甲藻则依靠结合态的亚精胺和游离态的精胺的调节作用。低盐胁迫下,中肋骨条藻会提升游离态腐胺的含量,而东海原甲藻体内各形态的多胺都会上升。     

盐度胁迫下中肋骨条藻和东海原甲藻的生长与內源多胺调节作用的关系*

提要 实验室内开展了不同盐度梯度下培养常见的两种赤潮藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的实验,根据logistic生长模型获得了生长参数Bf和mmax,并测定了藻体中过氧化物酶(POD)、二胺氧化酶(DAO)、多胺氧化酶(PAO)的活性和丙二醛(MDA)、腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)的含量。结果表明,高、低盐度胁迫下,两种藻均会积累MDA,活性氧自由基的伤害增强,藻的生长受到了抑制。同时,两种藻都会提升多胺含量,通过多胺的调节作用来缓解胁迫的伤害,促进生长,但是在提升的多胺种类和形态上,两种藻存在着差异。高盐胁迫下,中肋骨条藻会提升多胺尤其是游离态多胺的含量来缓解伤害,东海原甲藻则依靠结合态的亚精胺和游离态的精胺的调节作用。低盐胁迫下,中肋骨条藻会提升游离态腐胺的含量,而东海原甲藻体内各形态的多胺都会上升。     

多胺对3株硅藻生长的影响

为探究多胺对硅藻生长的影响,以精胺、亚精胺、腐胺、尸胺和苯乙胺为外源多胺,对角毛藻Chaetoceros sp.、小新月菱形藻Phaeodactylum tricornutum Bohlin以及威氏海链藻Conticribra weissflogii进行室内添加培养。结果表明:同一温度下,不同多胺对不同硅藻生长存在特异性差异。亚精胺对角毛藻的生长起促进作用;尸胺对小新月菱形藻起促生长作用,而精胺对小新月菱形藻起抑生长作用;多胺对威氏海链藻生长前期(13 d前)主要起促生长作用,后期起抑生长作用(13 d后)。因此,适时适量添加多胺可有效促进硅藻的生长,提高硅藻的繁殖效率。     

黄腐酸对Monoraphidium sp.FXY-10油脂合成的影响

以单针藻Monoraphidium sp.FXY-10为研究对象,研究了黄腐酸对单针藻FXY-10生长、油脂及相关理化指标的影响,同时分析了黄腐酸对油脂生物合成相关的关键酶活性的影响。结果表明,添加25mg/L黄腐酸时,藻细胞总油脂含量比对照组提高了1.12倍,且最高油脂含量可达54.3%。藻细胞生物量、叶绿素含量无显著变化,蛋白质含量有所提升。此外,油脂生物合成相关的酶活性与油脂积累存在相关性,添加25mg/L黄腐酸诱导微藻细胞,乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)和苹果酸酶(ME)的活性上调,而磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的活性下调。研究表明,黄腐酸作为一种外源诱导剂可促进微藻中油脂的合成,为提高微藻油脂积累提供了一种新的方法。     

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。     

生物胺对赤潮藻生长的影响作用初探

选取东海赤潮高发区常见的两种甲藻[东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)]和两种硅藻[中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、海链藻(Thalassiosirasp.)],以2-苯基乙胺、腐胺、亚精胺、精胺四种赤潮水体中常见的生物胺为因素,设置0、5、25、100nmol/L四个浓度水平,进行L16(45)正交添加培养实验。根据Logistic生长模型进行曲线拟合,分析得到的生长参数。结果显示,不同的生物胺对各赤潮藻生长影响的大小、趋势均存在差异。其中,2-苯基乙胺对四种赤潮藻的生长影响最显著。高浓度的2-苯基乙胺对中肋骨条藻的生长具有明显的抑制作用,对塔玛亚历山大藻的生长具有明显的促进作用。多胺物质(腐胺、亚精胺和精胺)对甲藻(东海原甲藻和塔玛亚历山大藻)生长的促进作用大于硅藻(海链藻和中肋骨条藻)。多胺中的亚精胺对塔玛亚历山大藻和海链藻的生长影响最大,精胺对东海原甲藻和中肋骨条藻的生长影响最大。多胺可能是2010年东海赤潮由中肋骨条藻向东海原甲藻演替的一个诱导因素,其中精胺可能发挥的作用较大。     

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.     

3种海洋微藻微胶囊培养的初步研究

用12mg/mL羧甲基纤维素钠(CMC)、10mg/mL海藻酸钠(SA)和0.5mmol/mL CaCl2制备亚心形扁藻、绿色杜氏藻和球等鞭金藻8701的中空海藻酸钙微胶囊,3种微藻在微胶囊内生长表现突出,最高细胞密度亚心形扁藻为70.4×106/mL,绿色杜氏藻为100.9×106/mL,球等鞭金藻8701为264.1×106/mL,分别是悬浮培养微藻最高密度的35倍、27倍和84倍,结果说明微胶囊化培养是微藻高密度培养的有效方式。     

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。     

植物激素对裂殖壶菌生长与DHA含量的影响

研究了6种植物激素(BA、GA、KT、IBA、NAA和IAA)对裂殖壶菌OUC175生长和DHA含量的影响。结果显示,在适宜的浓度条件下,6种植物激素都能不同程度提高裂殖壶菌生长速度和DHA含量,但是浓度过高产生抑制作用。6种植物激素对裂殖壶菌生物量和DHA含量的适宜浓度分别是:BA,3mg/L;KT,10mg/L;GA,1mg/L;IBA,3mg/L;NAA,6mg/L;IAA,3mg/L。BA在添加量3mg/L时,裂殖壶菌的生物量和DHA含量分别比对照组提高27.1%和30.0%。     

11种微藻脂类和EPA/DHA组成的研究

研究了11种微藻在可比较的条件下,其生物量、总脂含量和多不饱和脂肪酸(EPA/DHA)的组成.结果表明:卡德藻(Tetraselmissp.)的生物量最大,细胞干重可达0.140g/(L·d);南极冰藻(Berkeleyarutdans)次之,可达0.0748/(L·d).以叉鞭金藻(Dicrateriainornata)和球等鞭金藻(Isochrysisgalbana)的总酯含量最高,分别占细胞干重的13.1%和12.1%.在绿色巴夫藻(Pavlovaviridis)中,EPA和DHA分别占总脂肪酸(TFA)的25%和6%;小球藻(Chlorellasp.)的EPA含量为28%;南极冰藻的EPA含量为19%.     

类胡萝卜素细胞工厂——杜氏藻养殖研究进展

杜氏藻是目前生产天然β-胡萝卜素最好的商品化微藻,其β-胡萝卜素含量最高达细胞干重的14%(质量分数)。此外,通过紫外线或化学诱变剂处理,也能获得用来生产八氢番茄红素、番茄红素、叶黄素和玉米黄素等其他类胡萝卜素突变株。为使杜氏藻类胡萝卜素商业开发顺利进行,分析光、温度、pH值、营养、天敌等养殖条件对杜氏藻生长和类胡萝卜素积累的影响;比较大型开放池、循环池、回旋池、级联池、大罐、异养发酵罐及封闭式光合反应器等养殖方式的利弊;同时,总结培养液再循环、藻体采集、藻泥干燥、类胡萝卜素提取等藻体采收的有益经验。     

浒苔和紫菜等2种海藻干体对3种赤潮微藻生长的抑制作用

在添加浒苔和紫菜干体的条件下,通过测定藻细胞数量,观察藻细胞形态,分析海藻干体对米氏凯伦藻、中肋骨条藻和塔玛亚历山大藻的半抑制和完全抑制浓度以及半抑制和完全抑制浓度有效作用的起始藻细胞数量范围,研究了浒苔和紫菜干体对3种赤潮微藻生长的影响.在此基础上,设定海藻干体的添加量为其完全抑制浓度,通过监测微藻培养液中总氮(硝酸态氮、氨态氮和亚硝酸态氮)和总磷等变化,分析海藻干体添加对培养液营养化程度的影响.结果表明:(1)当浒苔和紫菜干体浓度分别大于0.8 g/L 和1.0 g/L 时,海藻干体能显著抑制3种赤潮微藻的生长,它们对赤潮微藻的生长抑制率超过60%(第12 d).(2)浒苔和紫菜干体对3种实验微藻的半抑制浓度(IC50)接近,在0.71~1.22 g/L 之间;但完全抑制浓度(IC10)差别较大,浒苔干体对3种赤潮微藻的完全抑制浓度在2.4~2.8 g/L 范围,其数值约为紫菜干体对它们的完全抑制浓度的2倍.(3)3种赤潮微藻起始藻细胞数量不超过40伊104·mL-1(对于米氏凯伦藻和中肋骨条藻来说,起始藻细胞数量可增大至60伊104·mL-1),海藻干体对3种实验微藻的半抑制浓度和完全抑制浓度均有效.(4)添加海藻干体的实验组培养液中总氮和总磷含量均明显高于对照培养液中总氮和总磷含量.其中,实验组培养液中总氮浓度为382滋g/L,总磷浓度明显低于100滋g/L.综上所述,浒苔和紫菜干体具有强烈的抑藻作用,且不会造成培养液营养加剧现象,可尝试应用于赤潮微藻的控制与治理中.     

不同Fe~(3+)浓度对盐生杜氏藻、三角褐指藻和米氏凯伦藻生长及种间竞争的影响

本实验在单种培养和混合培养2种培养方式下,研究不同Fe~(3+)浓度(0.98、1.95、3.9、7.8mg/L)对盐生杜氏藻(Dunaliella salina)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)生长及种间竞争的影响。研究结果显示:单种培养条件下,盐生杜氏藻和三角褐指藻在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于其它3个处理组;米氏凯伦藻的最终细胞密度和平均比生长速率在Fe~(3+)浓度为7.8mg/L处理组中最大。混合培养条件下,盐生杜氏藻在Fe~(3+)浓度为0.98mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于其它3个处理组,最终细胞密度占总细胞密度的54.2%;三角褐指藻在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L、3.9mg/L和7.8mg/L处理组中的最终细胞密度和平均比生长速率均大于0.98mg/L处理组,最终细胞密度占总细胞密度的百分比分别为53.6%、58.1%和58.2%;在4个Fe~(3+)浓度处理组中米氏凯伦藻的最终细胞密度和平均比生长速率均显著小于其它2种微藻。研究表明,混合培养时,在Fe~(3+)浓度为0.98mg/L处理组中盐生杜氏藻具有竞争优势,在Fe~(3+)浓度为1.95mg/L、3.9mg/L和7.8mg/L处理组中三角褐指藻具有竞争优势。     

室内外培养海洋单细胞微藻的生长及生化组分

利用现有的螺旋藻培养基地 ,初步尝试了对海洋单细胞微藻(球等鞭金藻Isochrysisgalbana)的大规模室外培养 ,研究了藻细胞在室内外不同培养条件下的生长规律 ,并对其生化成分进行了分析 ,发现实验藻种对培养条件表现出一定的适应性。在室外条件下 ,细胞内脂类、蛋白质的含量都有较大的下降 ,分别从细胞干重的17.045%和4.412%下降为9.746%和2.254 %。与此同时 ,细胞内糖类含量却大大增加 ,高达干重的30.067 % ,比室内培养增加了25.08 % ,且是所有组分中最高的。室外培养细胞内灰分的含量也高于室内。     

IAA对球等鞭金藻和棕鞭藻生长及总脂含量的影响

本文研究了0.1~5mg/L的3-吲哚乙酸(IAA)对球等鞭金藻(Isochrysis galbana)和0.1~3mg/L的IAA对棕鞭藻(Ochromonas neopolitana)的叶绿素荧光参数(PSII最大光能转化效率Fv/Fm、相对电子传递速率rETR、光化学淬灭qP)、细胞密度、叶绿素含量、总脂含量及脂肪酸组成的影响。研究表明,球等鞭金藻和棕鞭藻进行光合作用和生长的最适IAA浓度分别为0.1和0.25mg/L。此条件下,2株藻的Fv/Fm、rETR、qP、细胞密度和叶绿素含量均显著高于对照组和其它处理组。其中,球等鞭金藻的细胞密度和叶绿素含量分别比对照组增加了32.6%和37.1%,总脂含量显著高于其它处理组,但与对照组差异不显著(P0.05);棕鞭藻的细胞密度和叶绿素含量在IAA浓度为0.25mg/L时分别比对照组增加了48.7%和34.4%,总脂含量在IAA浓度为0.5mg/L时显著高于对照组和其它处理组,但与0.25mg/L处理组差异不显著(P0.05)。0.1mg/L的IAA浓度对球等鞭金藻DHA(二十二碳六烯酸)的合成有促进作用,但对其它各脂肪酸(14:0、16:0、16:1n-7和18:1n-9)含量均无显著影响;0.25mg/L的IAA浓度促进了棕鞭藻DHA和多不饱和脂肪酸的合成。研究结果表明,球等鞭金藻和棕鞭藻进行生长和油脂积累的最适IAA浓度分别为0.1和0.25mg/L,此结果为2株藻的大规模培养提供了理论依据。     

不同磷源对3种海洋微藻生长和种间竞争的影响

本文在不同的磷源(磷酸二氢钠、甘油磷酸钠和三磷酸腺苷二钠)条件下,对3种海洋微藻——盐生杜氏藻(Dunaliella salina)、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)分别进行单种培养和混合培养,旨在研究不同磷源对3种海洋微藻生长和种间竞争的影响。实验结果表明,单种培养时,3种海洋微藻均能利用不同形态的磷源生长,其中三角褐指藻在磷酸二氢钠处理组的平均比生长速率为所有处理组中最高,达到0.614/d;盐生杜氏藻和米氏凯伦藻对甘油磷酸钠的利用效率均显著高于其它2个处理组,平均比生长速率分别为0.531/d和0.356/d。混合培养时,盐生杜氏藻在磷酸二氢钠组中的最终细胞密度显著高于其它2个磷源处理组,最终细胞密度占总细胞密度的42.7%;三角褐指藻在甘油磷酸钠组和三磷酸腺苷二钠组中的最终细胞密度和平均比生长率均显著高于磷酸二氢钠组,最终细胞密度占总细胞密度的百分比分别为59.8%和63.5%,平均比生长速率分别为0.516/d和0.534/d;米氏凯伦藻在3个磷源处理组的平均比生长速率、最终细胞密度及占总细胞密度的百分比均显著低于其它2种微藻,其中甘油磷酸钠组的平均比生长速率仅有0.236/d,在所有处理组中最低,最终细胞密度占总细胞密度的百分比仅为4.89%。本实验结果还表明,3种磷源条件下混合培养时,三角褐指藻种群都占据了竞争优势。     

海水酸化对米氏凯伦藻和盐生杜氏藻种群增长和种间竞争的影响

大气中CO_2浓度升高导致的海水酸化改变了海洋生物赖以生存的化学环境,将对其生长、繁殖和代谢产生深远影响。本研究采用实验生态学的方法,以米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)和盐生杜氏藻(Dunaliella salina)为研究对象,探究在海水酸化条件下两种微藻种群增长和种间竞争关系的变化。结果发现:(1)在单培养体系中,随着二氧化碳浓度升高,米氏凯伦藻的环境负载能力(K)升高,而对其生长率进入拐点的时间(T_p)、内禀增长率(r)、进入指数增长期(T_(Ep))和静止期的时间(T_(Sp))均无显著性影响;对盐生杜氏藻而言,二氧化碳浓度升高显著降低了盐生杜氏藻的T_p和r值,而对其K、T_(Ep)、T_(Sp)均无显著性影响;(2)在共培养体系中,两种微藻的K值均受到显著抑制,与单培养体系相比差异显著(P0.05);二氧化碳升高改变了两种微藻的竞争关系,微藻之间的竞争表现为向有利于米氏凯伦藻的方向发展。(3)米氏凯伦藻去藻过滤液对盐生杜氏藻产生抑制作用,二氧化碳浓度升高加剧了这种抑制作用。     

7种(13株)杜氏藻的总脂含量和脂肪酸组成

在实验室条件下培养7种(13株)杜氏藻(Dunaliella),在生长的平衡期收获.分别采用索氏提取法和气相色谱法进行了总脂含量和脂肪酸组成的测定.它们的总脂含量在6.64%~16.18%(m/m,干重,下同)之间,其中7株的总脂含量超过10%.杜氏藻的16碳和18碳脂肪酸含量丰富,有着较高的C16∶0、C18∶1(n-12)、C18∶2(n-6)和C18∶3(n-3)脂肪酸,其中8株的不饱和脂肪酸含量超过总脂肪酸的50%.杜氏藻的EPA和DHA的含量较低,但是有5株超过总脂肪酸的10%.     

氮源对紫球藻和蓝隐藻胞外多糖及藻胆蛋白含量的影响

本文研究了4种不同氮源(硝酸钠、氯化铵、脲和硝酸铵)对紫球藻(Porphyridium sp.)和蓝隐藻(Chroomonas placoidea)叶绿素荧光参数(PSII最大光能转化效率F_v/F_m、相对电子传递效率rETR、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数NPQ)、细胞密度、干重、胞外多糖和藻胆蛋白含量的影响。研究结果表明,有利于紫球藻和蓝隐藻生长和光合作用的最佳氮源是硝酸钠,在此条件下,实验结束时,2种微藻的F_v/F_m、rETR、qP、细胞密度和干重均达到最大值,而氯化铵则对其上述参数均有抑制作用。有利于紫球藻分泌胞外多糖和合成藻胆蛋白的最佳氮源分别是氯化铵和硝酸铵,在此条件下,该藻胞外多糖和藻胆蛋白含量分别达到干重的29.0%和17.5%;有利于蓝隐藻分泌胞外多糖和合成藻胆蛋白的最佳氮源分别是脲和硝酸铵,在此条件下,该藻胞外多糖和藻胆蛋白含量分别达到干重的17.5%和18.8%。综合考虑生物量和活性物质含量,获取2种微藻胞外多糖的较理想氮源是脲,获取2种微藻藻胆蛋白的较理想氮源是硝酸钠。该结果为2种微藻的培养及开发利用提供了理论依据。