UV-B辐射和久效磷对三角褐指藻DNA共同伤害效应

运用生态毒理学和生物化学的方法研究了紫外线和久效磷对三角褐指藻DNA的伤害作用。结果表明 ,久效磷对三角褐指藻的生长有抑制作用 ;随着久效磷浓度的增加 ,三角褐指藻DNA损伤程度增加 ;在久效磷浓度固定不变时 ,随着处理时间的延长 ,DNA的损伤程度同样提高 ;在久效磷的处理过程中同时伴有紫外线的辐射处理 ,DNA的损伤程度加剧 ;久效磷处理解除一段时间后 ,DNA损伤程度未明显减轻 ,而UV B处理解除后 ,DNA的损伤可明显恢复。说明DNA的损伤可在一定程度上指示海洋微藻受久效磷伤害的的程度。     

三角褐指藻和亚心形扁藻对太平洋纺锤水蚤繁殖与生化指标的影响

采用实验生态的方法,探讨三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、亚心形扁藻(Platymonassubcordiformis)对太平洋纺锤水蚤(Acartia pacifica)繁殖及其生化指标的影响.实验结果表明,三角褐指藻对太平洋纺锤水蚤产卵量和卵的孵化率均具有抑制作用,随着投喂时间的增加,太平洋纺锤水蚤的产卵量由15.02±3.15 ind/d下降到3.25±3.15 ind/d(p<0.05),其卵的孵化率由22.88%±2.49%下降到14.84%±1.20%(p<0.05).而投喂亚心形扁藻的太平洋纺锤水蚤其产卵量和卵的孵化率与对照组无显著差异(p>0.05).投喂三角褐指藻后,太平洋纺锤水蚤的超氧化物歧化酶(SOD)活力相对于投喂亚心形扁藻的增加了20.94±0.04μg/mg,其谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活力增加了15.812±1.240 U/mg.这表明相对于亚心形扁藻,三角褐指藻对太平洋纺锤水蚤的抗氧化性酶具有诱导作用.     

UV-B辐射对叉鞭金藻和三角褐指藻光合色素的影响

以叉鞭金藻和三角褐指藻为材料，采用室内一次性培养的方法研究了UV－B辐射对光合色素（叶绿素a和类胡萝卜素）含量的影响，结果显示，低剂量的UV－B辐射处理对叉鞭金藻的光合色素含量影响不明显，甚至可使光合色素的含量升高；而高剂量的UV－B辐射处理引起叉鞭金藻光合色素含量降低，三角褐指藻的叶绿素a和类胡萝卜素含量随着UV－B辐射的增强表现出逐渐降低的趋势，说明UV－B辐射增强对海洋微藻光合色素有严重的破坏作用。     

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。     

有机磷农药对海洋微藻致毒性的生物学研究 Ⅱ.久效磷胁迫下扁藻和三角褐指藻脂质过氧化伤害的研究

前 言至今,污染胁迫等逆境压力对海藻的影响已有许多报道[1,2],但已有的研究报告大多局限于对生长、发育和光合作用等的影响,而有关污染对藻细胞毒性作用的机理研究极少[3].同时,所用的污染物大都集中于石油和重金属,农药污染对生物影响的研究也主要局限于有机氯农药,近10年来,随着DDT、六六六等有机氯农药停止生产,有机磷农药使用量大增.虽其在环境中残留期较短,但对水生生物毒性大.我国沿海每年雨季因有机磷农药污染造成死虾、死     

汞对三角褐指藻的毒性

汞对三角褐指藻一次培养毒性实验表明,当无机汞(HgCl_2)浓度为5μg/dm~3时能抑制细胞分裂,汞浓度达到80μg/dm~3,则细胞完全停止分裂。甲基汞浓度为1μg/dm~3时能抑制细胞分裂,浓度为25μg/dm~3时,则完全抑制细胞分裂。有机络合剂对无机汞有解毒作用,这表明汞的毒性与汞在溶液中形态有关。根据实验结果,分析讨论了汞对三角褐指藻的毒性机理。无机汞和甲基汞对细胞毒性的差别,可能与它们同细胞膜的结合及传输方式不同所致。     

三角褐指藻Δ5去饱和酶基因的原核表达

Δ5脂肪酸去饱和酶(Δ5fatty acid desaturase)是合成花生四烯酸(AA)和EPA的关键酶。为了构建三角褐指藻Δ5脂肪酸去饱和酶基因(简称D5)的原核表达重组质粒,并实现在E.coli BL21(DE3)中的表达。本研究根据GenBank中三角褐指藻Δ5脂肪酸去饱和酶基因序列,设计引物,扩增该基因并插入到pET28a中,测序鉴定后,转化E.coli BL21(DE3)感受态细胞,IPTG诱导表达,SDS-PAGE分析表达产物。结果表明pET28a-D5构建成功,IPTG能诱导D5特异性表达。     

转基因与野生型三角褐指藻生理特性的比较研究

利用叶绿素荧光仪分别测定转基因和野生型三角褐指藻的最大光能转化率,利用流式细胞仪分别测定它们的细胞大小和叶绿素含量,通过血球计数板计数绘制其生长曲线并计算比生长速率。统计分析结果显示:在培养周期内,野生型和转基因三角褐指藻的最大细胞密度有显著差别,野生型藻株的比生长速率显著高于转基因藻株,说明转基因影响了三角褐指藻的生长;野生型与转基因藻株的F_v/F_m在第2天差别不显著,但到第8天时,转基因藻株的F_v/F_m却显著高于野生型的;特基因藻株的叶绿素含量和细胞大小均显著高于野生型藻株。研究结果表明,转基因对藻细胞的生理特性产生了一定的影响,该结果为微藻转基因研究提供一定的理论依据。     

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。     

三角褐指藻体分泌物质对汞的络合作用

本文测定了一次培养实验和连续培养实验中三角褐指藻胞外产物的变化及其与汞的络合性能。28天的培养过程中测得胞外产物与汞的络合容量C_L为2.6×10~(-5)mol/dm~3;表观稳定常数K′为6.1×10~(10)。该结果解释了细胞培养过程中胞外有机物的释放对汞的解毒机理及对介质中汞形态的转化。     

UV-B辐射对2种海水轮虫的致死效应

运用生态毒理学方法研究了UV-B辐射对褶皱臂尾轮虫(Brachionusplicatilis)和壶状臂尾轮虫(Brachionusurceus)的致死效应,旨在为阐明UV-B辐射对海洋生态系统的影响和建立指示UV-B辐射的生态毒理学指标体系提供科学依据。结果表明:UV-B辐射对2种轮虫都有严重的伤害作用,且当辐射强度达一定强度阈值会对其产生急性致死作用。实验测得:UV-B辐射对2种轮虫的急性致死强度阈值为:(50±10)μW/cm2;24h,48h和96h的半致死剂量:褶皱臂尾轮虫为4.393,2.694和1.720kJ/m2;壶状臂尾轮虫为5.856,4.516和1.730kJ/m2。由此可知,本实验UV-B辐射剂量范围和观察时间内,褶皱臂尾轮虫在UV-B辐射处理后的24h和48h内对UV-B辐射的敏感性相对要大于壶状臂尾轮虫,而在UV-B辐射处理后的96h内2种轮虫对UV-B辐射的敏感性则相近。     

UV-B辐射对2种海洋微藻膜脂过氧化和脱酯化伤害

研究海洋生态系统在调节全球变化中的作用,采用生态毒理学的方法研究了UV-B辐射增强对2种海洋微藻膜的损伤及其差异性。结果表明,随着UV-B辐射剂量的增加,叉鞭金藻(Dicrateriasp.)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornu-tum)的光合速率降低。同时,膜相对透性增大,细胞内H2O2含量上升,微粒体膜中磷脂减少,游离脂肪酸增加。表明UV-B辐射增强使2种微藻的膜受到了严重伤害,而且膜伤害的加剧与活性氧的积累和由此引发的膜脂脱酯化有关。2种微藻细胞匀浆中丙二醛(MDA)含量无显著变化,而微粒体膜的MDA含量随着UV-B辐射剂量的加大显著提高。这表明UV-B辐射增强对2种海洋微藻膜的损伤可能是由膜脂过氧化和脱酯化作用共同引起的。     

UV-B辐射对2种海洋微藻的生理效应

应用同位素标志法 ,研究了 UV- B辐射增强对三角褐指藻、扁藻核酸和蛋白质合成动态的影响。结果表明 ,三角褐指藻对 UV- B辐射增强的耐受性高于扁藻 ;UV- B辐射增强抑制扁藻的生长和 DNA的合成 ;低剂量的 UV- B辐射刺激三角褐指藻的生长和 DNA的合成 ;高剂量则表现出抑制作用。同时 ,随着 UV- B辐射的增强 ,2种海洋微藻 RNA和蛋白质的合成速度下降 ,其中扁藻合成速度的下降幅度明显大于三角褐指藻 ,表明三角褐指藻 RNA和蛋白质的合成对 UV- B辐射增强的敏感性低于扁藻。     

南极冰藻Chlorophyceae L-4抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应

为了了解在UV B辐射增强的胁迫下,南极冰藻ChlorophyceaeL 4细胞内保护酶系统对活性氧自由基的清除作用,对不同辐射强度下ChlorophyceaeL 4细胞中丙二醛含量的变化、自由基的产生速率和相应的保护酶系统的变化进行了测定。结果表明,在UV B辐射增强的初期(1～3d),ChlorophyceaeL 4中丙二醛含量的迅速提高,但随后很快降低,在低强度UV B(35μW·cm-2)辐照下保护酶活性能够恢复到基本水平。在UV B辐射增强的胁迫下,ChlorophyceaeL 4中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性明显比对照组的高,而且在高强度(70μW·cm-2)的辐照下,酶活性更高。ChlorophyceaeL 4中的抗坏血酸过氧化物酶的活性在UV B辐射增强的胁迫下略有升高或变化不大。本研究结果表明,保护酶系统在南极冰藻适应南极强辐射环境中起着非常重要的作用。     

3种海洋赤潮微藻抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应

利用生物化学的方法,研究了赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应变化。结果表明:(1)不同赤潮微藻的抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应变化是不同的。(2)不同的抗氧化酶活性对UV-B辐射增强的响应变化同样存在明显的差异。(3)与过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)相比,超氧化物歧化酶(SOD)活性对UV-B辐射增强的响应最敏感,谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性的响应变化最不明显。3种赤潮微藻SOD活性的变化是指示UV-B辐射增强的优选生物学指标。     

UV-B辐射对指状许水蚤效应的初步研究

探讨UV-B辐射增强对海洋生态系统的影响,通过实验生态学的方法,研究了UV-B辐射对指状许水蚤(Schmacheria inopinus,Burckhardt)雌雄成体的致死率、摄食率和滤水率的影响。结果表明,在实验所设定的辐射剂量下,指状许水蚤雄性成体对UV-B辐射的致死率明显高于雌性成体的致死率;UV-B辐射对雄性成体的24h的半数致死剂量(24h.LD50)为5.77kJ/m2,而对雌性成体48h的半数致死剂量(48h.LD50)为5.04kJ/m2。在较低剂量下(0~1.728kJ/m2),UV-B辐射对雌雄成体的摄食率(F)和滤水率(G)都有明显的抑制作用。     

UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理的影响

探讨UV-B辐射对海带幼孢子体的影响,运用实验生态学的方法,研究了高(93.6 J·m-2·d-1)、中(46.8 J·m-2·d-1 )、低(11.7 J·m-2·d-1)3个剂量的UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理状况的影响.辐射处理期间(第2～10天),3个辐射剂量处理组的海带幼孢子体体长和体重的相对增长率显著低于对照组(0 J·m-2·d-1);第6～10天期间,低剂量处理组和高剂量处理组的叶绿素a(Chl-a)含量与对照组相比呈现出完全相反的变化趋势,前者显著高于对照组,后者显著低于对照组;中、高剂量处理组的ATP酶活性在整个实验期间均显著低于对照组,而低剂量组与对照组无显著差异.氮(N)、磷(P)元素缺乏与中剂量UV-B联合作用条件下的海带幼孢子体体长、体重相对增长率与中剂量单独处理组无显著差异;辐射处理初期(第2～4天),N、P缺乏与中剂量UV-B辐射共同处理组的ATP酶活性明显高于单独辐射处理组,后期(第10天)则显著低于单独辐射处理组;N、P元素缺乏加剧了中剂量UV-B辐射对海带幼孢子体Chl-a含量的影响效应,N、P缺乏与中剂量UV-B辐射共同处理组的Chl-a含量显著低于中剂量UV-B辐射处理组.在高剂量UV-B辐射处理的同时,附加一定强度的光合有效辐射(photosynthetically active radiation,PAR,400～700 nm)能在一定程度上减轻UV-B辐射对海带幼孢子体生长和生理状况的影响程度.     

UV-B辐射对3种海洋微藻的种间竞争性平衡的影响

为探讨UV-B辐射对海洋生态系统的影响，研究了短期(2d)UV-B辐射对金藻8701、小新月菱形藻和亚心形扁藻3种藻单养的敏感性比较以及长期(21d)UV-B辐射对3种藻混养的种间竞争性平衡的影响。实验表明，(1)UV-B条件下。单养和混养情况下，最敏感的藻是金藻8701，小新月菱形藻次之，亚心形扁藻最不敏感；(2)增强的UV-B为对UV-B具有高耐受力的亚心形扁藻提供了竞争优势，使种间竞争平衡向着有利于亚心形扁藻的方向发展，到第21天，UV-B辐射(2．88J／m^2，5．76J／m^2)的处理组中，亚心形扁藻成为优势种。     

UV-B辐射对青岛大扁藻生长及其某些生理特性的影响

通过实验生态学和生物化学的方法,研究了UV-B辐射对青岛大扁藻生长及其叶绿素a（Chl-a）含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢（H2O2）含量、丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）活力的影响。结果表明：UV-B辐射会抑制青岛大扁藻的生长并对其生理特性产生明显的影响。经过UVB辐射后,Chl-a含量和可溶性蛋白含量在初始阶段（0～3d）有所增加,而后却出现极显著的下降;过氧化氢含量、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活力则呈现升高的趋势。