太湖梅梁湾水华微囊藻基因型组成和产毒微囊藻丰度的变化

采用基于ITS序列的PCR-DGGE方法分析了太湖梅粱湾水华暴发过程中(6-11月)微囊藻的不同基因型组成的变化,同时利用针对微囊藻毒素合成酶基因mcyA和微囊藻特异性的16S rDNA部分核苷酸序列的引物,应用实时荧光定量PCR方法(qRT-PCR)分析水华样品中产毒微囊藻与总微囊藻的量.通过两者的比值反映产毒微囊藻丰度.结果表明,在发生水华的不同时期,微囊藻的基因型组成发生了变化,其中以8月末、9月和10月的基因型最多,基因型M5和M10存在于整个水华发展过程中.共检测到12种主要的基因型,每个基因型在水华的不同时期所占的比例互不相同.实时荧光定量PCR结果显示从6月到10月,产毒微囊藻的丰度呈增大的趋势,从0.750%增加到32.16%,而11月产毒微囊藻的丰度显著下降.     

水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)生长周期中腐殖酸的释放特性

由于严重的水体富营养化,太湖长期暴发蓝藻水华,这些蓝藻在代谢及消亡过程中大量释放包括腐植酸在内的有机物,不仅影响供水水质,并且进一步加重了水华程度.以太湖水华优势藻种——水华微囊藻(Microcystis flos-aquae T34)为研究对象,对藻株生长周期中的藻细胞、浮游细菌进行计数,并使用TOC仪与三维荧光光谱对培养液中提取的腐殖酸进行定量与定性分析,探究水华微囊藻在生长过程中藻细胞密度、浮游细菌密度与腐殖酸浓度的变化规律.结果表明,培养液中腐殖酸浓度的变化趋势与细菌数量变化趋势一致,但与细菌数量曲线拐点相比,腐殖酸浓度曲线拐点出现两周的延迟.腐殖酸产量在藻细胞对数期较低,当水华微囊藻进入稳定期与衰亡期后,腐殖酸大量产生,其浓度迅速增加,最高可达到28.6 mg/L.根据三维荧光光谱分析,水华微囊藻所产生的腐殖酸特征峰出现在(235~245 nm)/(380~425 nm),属于类富里酸荧光峰.本研究初步探究蓝藻与水体腐殖酸之间的关系,为水体腐殖酸来源的研究提供了新的思路.     

微囊藻水华期间水体及藻体上细菌的动态

通过对水体中及附着在藻类上的细荫数量、代谢活性细菌、Chl.a浓度等的研究,探讨了藻类与细菌之间的代谢耦联关系,结果表明:1)水体中细菌的丰度随着Chl.a浓度的增加而逐渐增大(r2=0.466,P<0.05),但其峰值滞后于Chl.a;附在藻体表面上的细菌也呈现出相似的变化规律;2)水体中代谢活性细菌数量与总细菌数量显著相关(r2=0.678,P<0.05);附着在藻体上的代谢活性细菌虽然总数量低于水体中的代谢活性细菌,但二者之间亦存在显著的相关性(r2=0.836,P<0.05).3)藻类表面附着细菌的数量取决与藻类的生长状况,附着在藻类体上的代谢活性细菌的比率均高于水体中代谢活性细菌的比率,且在水华盛行期间呈逐渐增加的趋势.     

水华衰亡过程中微囊藻群体胶鞘结构及其元素组成的变化

维系微囊藻群体结构的胶鞘是微囊藻水华维持优势的重要原因之一.为了探讨微囊藻水华的衰亡机理,在太湖梅梁湾水华衰亡过程中(10月至次年1月),对微囊藻群体大小的组成做了统计,同时对单位藻细胞的胶鞘多糖产量变化进行了检测,并对微囊藻群体胶鞘的变化进行了能谱扫描电镜观察和元素组成分析.结果表明,随着水华的衰亡,100~180μm的微囊藻小群体的比例表现出增多的趋势,而大于180μm的大群体逐渐减少,单位藻细胞的多糖含量呈现下降的趋势.扫描电镜结果显示了微囊藻群体的胶鞘从完整到逐渐裂解的变化过程,群体表面的能谱化学元素分析显示,钠和磷元素的百分含量呈下降的趋势,铝和硫元素的百分含量趋于稳定,而钙和硅元素的百分含量呈上升的趋势.以上结果说明了微囊藻群体中单位细胞的多糖产量减少,群体胶鞘裂解,元素组成发生变化,伴随着微囊藻群体的解聚,出现水华的衰亡.     

江苏省固城湖围垦区池塘河蟹生态养殖效益及污染输出分析

选择江苏省固城湖围垦区典型河蟹养殖池塘为研究对象,跟踪研究养殖周期内不同养殖管理方式下的养殖效益及污染负荷通量,结果表明:固城湖围垦区河蟹生态养殖模式具有较高的经济效益,不同养殖池塘因投饵等管理方式不同其效益差别明显.河蟹养殖盈利最高10.5万元/hm2,亏损最高2.4万元/hm2,平均投入为6.3万元/hm2,其中饵料为最主要的养殖投入,占总投入的41.6%,平均产出为10.3万元/hm2.河蟹养殖会造成池塘氮、磷营养盐的累积,不同养殖池塘氮、磷污染负荷差异显著,平均总氮负荷为268.5 kg/hm2、总磷负荷为64.5 kg/hm2.饵料在池塘氮、磷输入上占比最高,分别为70%和90%;池塘水产品和排水输出只带走少量的氮、磷,主要以水草收割途径输出,分别占总输出的86%和88%.优化饵料结构、完善投饵体系和加强收割水草的有效转化是提高养殖效益、减少污染物输出和保护固城湖水环境的关键.     

太湖流域池塘养殖污染排放估算及其空间分布特征

池塘养殖是农业源污染的重要来源之一,尤其在水网密布、渔业发达的太湖流域,控制池塘养殖过程中氮、磷、化学需氧量等污染物的排放,对于减轻水体富营养化程度、恢复水质健康、维持地区社会经济可持续发展具有重要意义.基于野外采样、入户调查、遥感解译等多种手段,结合GIS软件技术,对太湖流域池塘养殖污染物的排放进行了估算.结果表明,2014-2015年太湖流域总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、可溶性磷、CODCr的年排放量分别为6.1×10⁶、1.1×10⁶、1.7×10⁶、1.3×10⁵、1.1×10⁵和8.0×10⁷kg.其中鱼类池塘养殖排放系数分别为69.5、12.4、20.1、1.6、1.3和919.8 kg/hm²;虾类池塘排放系数分别为3.0、0.5、0.9、0.07、0.06和39.3 kg/hm²;蟹类池塘排放系数分别为6.4、1.2、1.9、0.2、0.1和84.9 kg/hm².太湖流域池塘...     

城市湖泊春季绿藻水华特征及其影响因素——以宁波月湖为例

城市湖泊富营养化问题日趋严峻,以往对水华的研究多集中于大型自然淡水湖库,而对小型城市浅水湖泊的水华动态相对较少.以宁波月湖为研究对象,探讨水华暴发期间浮游植物变化特征及与影响因子之间的关系,以期判别影响城市湖泊水华的主控因子.月湖水华期间营养盐水平处于中富营养至极端富营养之间,此次共检出浮游植物8门61属,藻种组成以绿藻门（51.79%）和硅藻门（21.43%）为主,各点位浮游植物生长主要受水温、光照驱动,经历了隐藻门→硅藻门→绿藻门→蓝藻门的演替.水华种为雷氏衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）,总藻密度最高达到1.55×10⁸ cells/L,水华暴发后各点位衣藻属比例升高（最高达到81.10%）,群落结构呈现单一化特征.通过Pearson相关性分析和RDA分析发现衣藻属生长与水温、pH、总磷浓度均呈显著正相关,春季气温回升、天气持续晴好,城市浅水湖泊高营养盐负荷、水体流动性差等特点为带鞭毛的衣藻属提供了适宜的生存条件,在环境条件均适宜的情况下拥有最大生长潜力的衣藻属在营养盐、光照等竞争中生长速率明显优于其他藻种,从而发生绿藻水华.     

越冬浮游植物光合作用活性的原位研究

水体中浮游植物在越冬期间数量少,关于湖泊中越冬浮游植物如蓝藻、绿藻、硅藻等浮游植物的光合作用活性情况少见报道.本实验通过Phyto-PAM(Pulse Amplitude Modulation)对最大光量子产量Fv/Fm(可变荧光和最大荧光之比)和快速光曲线的测定,结合显微镜镜检结果,并在室内进行了硫酸铜处理以及鲁哥氏液处理实验,对太湖、巢湖和玄武湖处于越冬期间的浮游植物进行了原位光合作用活性的研究.显微镜镜检结果表明太湖和玄武湖水体中以绿藻和硅藻为主,而蓝藻很少,巢湖水体中有大量蓝藻、绿藻和硅藻.Phyto-PAM在对玄武湖和太湖水样原位测定时未检测出蓝藻,而绿藻和硅藻有光合作用活性,其Fv/Fm在0.5左右;对巢湖的水体检测到的蓝藻、绿藻、硅藻都具有光合作用活性,其中绿藻和硅藻的Fv/Fm在0.5左右,蓝藻的Fv/Fm在0.3左右;用硫酸铜处理实验在巢湖水样中发现水体仅有硅藻活性(Fv/Fm下降至0.2左右),而用鲁哥氏液处理后无任何藻类光合作用活性.上述实验结果表明,即使处于越冬期间,以较多数量出现在水体中的蓝藻、绿藻和硅藻仍然具有较高的光合作用活性.     

高原富营养化湖泊杞麓湖微囊藻毒素分布特征、相关因子及其健康风险分析

杞麓湖作为典型的富营养化高原湖泊,其藻华暴发引发的微囊藻毒素(microcystins, MCs)污染问题会危害水生态安全并造成人体健康风险。为了评估杞麓湖流域MCs的秋冬季节污染现状以及健康风险情况,对湖内和7条主要入湖河流入湖口的表层水进行采样检测,分析MCs主要异构体的时空分布特征,研究MCs与水质和浮游植物等环境因子的关系,并通过人体非致癌健康风险评价MCs的风险等级。结果发现,MCs浓度自秋季到冬季呈下降趋势,秋季湖内胞内MCs(IMCs)占比超过99%,冬季IMCs与胞外MCs(EMCs)浓度接近。MC-RR和MC-LR是主要的MCs异构体类型,其中MC-RR在秋季浓度占比高于MC-LR和MC-YR,而冬季MC-LR最高。MCs与微囊藻密度等生物因子呈极显著正相关关系,与TN、TP和NH₃-N营养盐呈显著负相关关系。杞麓湖EMCs污染的风险指数范围为0.004~0.110,处于极低或低风险,冬季风险略高于秋季,因南岸入湖EMCs污染以及湖内IMCs释放带来的风险需要进一步关注。     

关于从中国滇池微囊藻中分离出微晶体的初报

Isolates of Microcystis blooms collected from Dianchi Lake of South-western China in different seasons were tested by mouse bioassays. The LD₅₀ of the vcdcrocystis isolates corre-sponding M. wesenbergii, M.viridis and M. aeruginosa were 221 mg · kg ^-1, 188 mg · kg ^-1, and 198 mg · kg ^-1 respectively. The cells of the three samples contained hepatotoxins or microcystins. The HPLC (high performance liquid chromatography) analysis showed that all the three Microcystis species contained microcystin LR. In addition, M. wesenbergii contained microcystin RR, M. viridis contained microcystinYR, M. aeruginosa contained both microcystin RR and YR. The results suggested that in different seasons the toxins which were produced by the dominating Microcystis species were fluctuent with regard to the composition and content of the toxins and consen-quently were obvious factors that aroused the water quality to decrease and change.     

汾河(太原市景区段)微囊藻的分子多样性及产毒能力

对太原市汾河景区采集到的微囊藻进行分离纯化,得到7株微囊藻藻株,运用ITS、PC-IGS和gyrB基因序列构建系统树来研究其分子多样性.结果表明,太原市汾河景区微囊藻具有一定的分子多样性.采用mcyA基因和ELISA检测两种方法,即全细胞PCR测定微囊藻毒素合成酶基因A( mcyA),对这些藻株的微囊藻毒素进行测定,检...     

吞噬微囊藻的鞭毛虫的培养

从一个有水华发生的池塘里采集分离到一种能吞噬微囊藻的动基体目鞭毛虫(Kinetoplastida),存光学显微镜及激光共聚焦显微镜下观察了该鞭毛虫的形态特征,初步探讨了它的培养方法.该鞭毛虫以集胞藻、微囊藻、鱼腥藻、小球藻以及蛋黄、奶粉、大肠杆菌和酵母为食物进行培养,结果集胞藻、微囊藻、奶粉、蛋黄、及酵母都是该鞭毛虫很好的食物.该鞭毛虫易于培养,繁殖迅速,培养成本低廉,有应用于生态环境中控制微囊藻水华的可能.     

三峡水库神农溪2008年夏季铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)水华暴发特性

对三峡水库一级支流神农溪2008年夏季蓝藻水华进行调查,结果表明神农溪蓝藻水华优势种是铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),暴发水域面积约0.2 km2,持续时间约50 d.本次水华暴发与水体总磷浓度呈正相关,温度、降雨、光照和营养盐等对水华暴发具有重要影响.研究发现尽管神龙溪水域总体处于中-富营养状态,但局部水域由于水流缓慢、水体滞留时间长、营养稀释扩散速率小,在夏季出现富营养化状态,这是蓝藻水华暴发的根本原因.建议开展包括流域综合治理在内的环境整治,确保神农溪水体生态环境的稳定.     

片状微囊藻(Microcystis panniformis)——中国微囊藻属的一个新记录种

目前全球范围内先后有50多种微囊藻被描述记载,国内最新研究报道有12种.根据采自太湖的野外藻类样品,确定了中国微囊藻属的一个新记录种——片状微囊藻(Microcystis panniformis),对其分类学的形态特征进行详细的描述,并对其和分类学上相近的属种Pannus以及微囊藻属的鱼害微囊藻(M.ichthyoblabe)、铜绿微囊藻(M.aeruginosa)和水华微囊藻(M.flos-aquae)等的区分进行讨论.     

太湖底泥水华蓝藻复苏的模拟

本实验采集太湖梅梁湾底泥及上覆水,在保持底泥表面完整的前提下在实验室中建立湖泊生态系统模拟装置,探索太湖底泥中蓝藻种群的复苏规律经60d光照升温培养,显微观察蓝藻复苏细胞,测定底泥和上覆水中的色素含量.结果表明,在室内模拟条件下,太湖底泥蓝藻复苏初始时主要以2-8个细胞的小群体存在,其细胞直径为7.2-7.8μm,大于夏季的藻群体中的细胞直径(4.8-6μm).底泥蓝藻的复苏过程与环境温度变化密切相关.蓝藻在水体温度达到14℃时开始少量进入水柱中,在环境温度升至18-20℃之间时大量进入水中,为水华形成提供了种源.底泥蓝藻的最佳复苏温度(18-20℃)高于非蓝藻的复苏温度(14-18℃),高温对蓝藻复苏更为有利     

实时荧光定量PCR方法检测南太湖入湖口产毒微囊藻

南太湖入湖口产毒微囊藻的丰度对于周边县市取水口的水质安全和太湖水质有着重要影响.以藻毒素合成酶基因mcyE/ndaF为靶基因,建立实时荧光定量PCR检测产毒微囊藻的方法,并对南太湖入湖口7个监测点水样中产毒微囊藻的丰度进行检测,结果表明:该实时荧光定量PCR方法的特异性强及准确性、重复性较好.建立铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的标准曲线方程为y=-3.454x+49.88,斜率为-3.454,R~2=0.991,扩增效率E为94.6%,定量检测区间为1.689×10~4~1.689×10~8拷贝数/μl.对南太湖入湖口7个监测点检测表明,夹浦和合溪2个监测点的产毒微囊藻数量最高,预测产毒微囊藻浓度分别为(1.99±0.35)×10~5和(1.47±0.23)×10~5cells/ml.7个监测点的产毒微囊藻的种类较为一致,均为铜绿微囊藻.该方法可以快速准确地检测水体中微囊藻毒素产毒藻种种类和数量,为蓝藻水华监测、预警提供技术依据.     

2013年洱海水华期间微囊藻毒素和浮游植物动态变化

2013年秋季,洱海再次出现大规模水华,周边几十万居民的饮用水安全引起当地政府的极大关注.为了解水华发生期间洱海水体微囊藻毒素的含量和浮游植物的种类及丰度,分别在2013年9月和10月两次在洱海采集水样,测定其中两种主要微囊藻毒素MC-LR和MC-RR含量,探讨微囊藻毒素含量对洱海周边水源地的安全影响.同时也对水华期间的浮游植物特别是蓝藻进行研究,从而分析微囊藻毒素与浮游植物种类和丰度的关系.结果表明,洱海水体中微囊藻毒素含量偏低,暂不会对人类健康产生威胁,但在洱海的水鸟体内仍然检测到微囊藻毒素的富集,显示洱海蓝藻水华对水生生物的潜在危害不容忽视.浮游植物的研究发现,洱海水华的优势种属为微囊藻(Microcystis)和暗丝藻(Psephonema aenigmaticus).9月份暗丝藻更占优势,10月份则是微囊藻更占优势.研究结果显示处于富营养化初期的洱海水体中湖湾微囊藻毒素的含量与浮游植物中产毒蓝藻的种类和丰度密切相关.