黑藻(Hydrilla verticillata)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)抑制作用

采用黑藻(Hydrilla verticillata)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)共同培养的实验方法,追踪测定微囊藻的生长量、光合速率等相关生理生化指标以及观察藻细胞超微结构变化,研究黑藻对铜绿微囊藻的抑制作用及其机制．结果表明,黑藻对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制作用,表现为藻细胞生长量显著降低,细胞超微结构进行性损伤直至细胞解体,藻体叶绿素a含量和光合速率急剧下降,呼吸速率、超氧物歧化酶(SOD)活性均呈现先升高后下降的趋势,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累量与膜的损伤程度相一致．在黑藻养殖水中初步分离得到黑藻分泌的抑藻物质．     

一株产碳酸酐酶附生菌对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响

为研究生长环境中微生物对铜绿微囊藻碳代谢的影响,本文分析太湖典型微囊藻水华样品附生菌中产碳酸酐酶(CA)细菌的比例,结果显示CA菌占11.6%;从微囊藻群体中分离获得了一株高胞外CA附生菌P201,通过ITS基因鉴定,该菌为一株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescence).并研究了该菌在不同浓度HCO3-条件下对铜绿微囊藻生长的影响,结果表明无论是高HCO3-浓度还是低HCO3-浓度环境中,加入该菌对铜绿微囊藻的生长均有促进作用,说明产CA酶附生菌对铜绿微囊藻的生长有一定的促进作用.     

微电流电解对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)叶绿素荧光特性的影响

研究微电流电解不同电流密度下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的叶绿素荧光参数变化,从藻类生理生态特征方面揭示电解抑藻的作用机理.结果表明:对于体积一定而初始细胞密度不同的铜绿微囊藻藻液,微电流电解抑藻存在相应的临界电流密度阈值,当电流密度阈值时,藻的生长得到完全抑制.当电流密度阈值时,藻的光系统Ⅱ受损,但经过6 d的培养其生理活性可恢复正常.若电流密度临界值,电解胁迫将超过藻的耐受能力,从培养的第2 d开始藻的光系统Ⅱ功能完全丧失.电解抑藻一方面是通过破坏光系统Ⅱ和捕光天线藻胆体之间的连接,使藻胆体无法继续向光系统Ⅱ传递光能;另一方面是通过破坏藻细胞光系统Ⅱ结构,使其无法进行光合作用,最终导致藻细胞的死亡.     

无磷条件诱导铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)释放挥发性有机化合物对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的影响

为了揭示磷(P)营养缺乏对蓝藻释放挥发性有机化合物(VOCs)的影响及其对其他藻类的化感作用,以形成蓝藻水华的主要种类铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为材料,在无P培养条件下对其释放的VOCs进行分析,同时测定VOCs对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)生长、光合色素含量和光合性能的影响.结果表明,采用无P培养基培养铜绿微囊藻24 h后,其释放的VOCs种类和含量均明显增加,与标准培养基培养相比,VOCs总释放量增加了73.4%,并出现7种新化合物.将铜绿微囊藻释放的VOCs通入莱茵衣藻溶液中,在标准培养基中铜绿微囊藻释放的VOCs对莱茵衣藻生长无显著影响,而无P条件下释放的VOCs则明显抑制莱茵衣藻生长,其响应指数(RI)为-0.25.此外,莱茵衣藻光合色素含量、光系统II(PSII)最大光化学量子产量(Fv/Fm)、有效光化学量子产量[Y(II)]、光化学淬灭系数(q P)和光合电子传递速率(ETR)也明显降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)则明显升高,其RI为0.26.由此可见,蓝藻在富营养化水体中大量繁殖以及P自身沉降特性导致的P缺乏会促进蓝藻释放VOCs,同时这些VOCs在保持蓝藻营养竞争优势和水体藻类多样性减少中具有化感抑制作用.     

磷化氢及其氧化产物动态释放对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响

提要就磷化氢释放对铜绿微囊藻的生长进行了研究,采用藻类生长潜力试验(AGP)的方法,研究了磷化氢及其氧化产物亚磷酸盐、次亚磷酸盐对水华暴发优势藻类(铜绿微囊藻)的生长的影响,结果表明：磷化氢及其氧化产物对铜绿微囊藻的生长有重要的影响。富营养水体磷化氢的释放可能在引起湖泊水华暴发中起到了重要的作用。     

环境因子对三峡库区铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)群体形成影响及其形态特征

为揭示微囊藻群体形成机理,为有效防治水华暴发提供依据,以三峡库区铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,研究N、P浓度,Ca~(2+)浓度,光强,温度对铜绿微囊藻生长、胞外多糖(EPS)合成和群体微囊藻形成的影响,并对比分析了单细胞和群体微囊藻的形态特征.研究发现当N≤100 mg/L、P≤5 mg/L时,铜绿微囊藻生物量和EPS合成量随着N、P浓度增加而增加;适宜浓度的Ca~(2+)(65 mg/L)有利于藻生长,EPS产量随着Ca~(2+)浓度增加而降低,过高浓度的Ca~(2+)在刺激微囊藻细胞分泌EPS的同时可能会促进其溶解,Ca~(2+)和EPS均对微囊藻群体形成起桥架粘结作用;光照和温度对EPS合成有一定促进作用,且其促进效果均高于N、P和Ca~(2+)作用,20℃是同时满足微囊藻生长及EPS合成的最有利条件.群体细胞比单细胞周围的胶质鞘更加明显和清晰,多糖胶鞘表面有许多Ca~(2+)晶体,从微观角度可以确定Ca~(2+)在EPS合成及群体形成中起着重要作用.     

低氧化还原电位对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的抑制及恢复的影响

在实验室光照黑暗交替培养下,用半胱氨酸下调黑暗起始时的氧化还原电位(ORP),研究低电位对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa FACHB 469)生长的影响,并探索低电位胁迫消除后铜绿微囊藻生长的恢复潜力.结果表明,在-50～-100 mV范围内水体ORP越低,其对铜绿微囊藻生长的抑制作用越强.低ORP可抑制铜绿微囊藻对磷的吸收,且这种抑制程度与电位变化无关.-50～-75 mV的电位对铜绿微囊藻SOD酶活性有促进作用,而-90～-100 mV电位明显抑制SOD酶活.当低ORP胁迫消除后,铜绿微囊藻能够恢复至最初的生长状态,同时伴随含磷量的提高和SOD酶活的恢复,-50～-75 mV电位胁迫对藻消除胁迫后的生长更有促进作用.因此,低ORP对铜绿微囊藻的生长会产生不利影响,但是该影响是可逆的.     

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.     

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)次生代谢物对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长及有效量子产率的影响

浮游植物间的交互化感作用被认为是自然水体中浮游生物群落演替及优势种转换的主要因素之一.铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是富营养化湖泊中的常见蓝藻,其产毒品系相较非产毒品系具有较高的竞争优势,其产生的主要次生代谢产物微囊藻毒素-LR(MC-LR)通常被认为是重要的化感物质.但是到目前为止其在水生生态系中的生物学功能尚不明确.为探究并区分MC-LR及其他次生代谢产物对浮游植物的化感效应,本文研究了MC-LR与高浓度普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长及有效量子产率的剂量—效应关系;比较了能够产生显著抑制效应的MC-LR、能够产生同等浓度MC-LR的产毒品系铜绿微囊藻滤液以及细胞粗提液对小球藻生长及有效量子产率的抑制效应.结果显示,MC-LR能够对小球藻生长及有效量子产率产生抑制作用,并且抑制率随着MC-LR浓度的增加而增大.在用200μg/L及以上浓度的MC-LR感染24 h后,叶绿素a浓度为1500μg/L的小球藻的生长与有效量子产率均比对照组显著降低.能够产生相同浓度MC-LR的产毒品系铜绿微囊藻细胞滤液对其没有产生显著影响,而其细胞粗提液却能够产生更强的抑制效应.与MCLR处理组相比,粗提液处理组小球藻的生长及有效量子产率分别降低了14%和3%.以上结果表明,MC-LR对普通小球藻的化感作用具有剂量依赖性;MC-LR之外的其他次生代谢物也能够产生抑制效应.     

巢湖市水源地铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)藻团粒径时空分布规律

于2011年4-8月按月对巢湖市水源保护湖区不同水深及不同区位的铜绿微囊藻藻团粒径进行抽样调查,利用统计分析方法,归纳了巢湖水源保护湖区铜绿微囊藻藻团粒径的时空分布规律.湖区铜绿微囊藻藻团出现在4月中旬至5月中旬之间,S1与S2点位表层的藻团粒径与中、底层的均存在显著差异.粒径小于200μm的藻团在各水深的分布都比较均匀,没有明显的趋向性;粒径在200~800μm范围内的藻团更易集中在湖水表层;粒径超过800μm的藻团更易集中在湖水底层.各月份外湖区S2点位藻团粒径水平均高于内湖湾S1点位.由于易受短时气象条件的影响,藻团粒径按月时间尺度变化的规律性不强.藻团形状在整个空间分布上没有显著差异性,但随着季节变化,逐渐由狭长形向规则形变化.藻团粒径的分布范围表明,大型仿生式蓝藻清除设备的过滤筛网对水源湖区铜绿微囊藻藻团的理论过滤效率为99.81%.     

有毒铜绿微囊藻对鱼和溞的毒性

用有毒铜绿微囊藻细胞及其从毒细胞中提取的毒素喂养和腹腔注射鱼类,结果表明:(1)微囊藻毒素MCYST-LR对所有实验过的鱼有毒害作用(LD₅₀为110-500μg/kg).注射毒素24h后,鱼肝电镜超微结构观察均表现出肝损伤.(2)在受控条件下,当用有毒铜绿微囊藻作为食物喂养日鲢和罗非鱼时,鱼类能在以毒藻为唯一食物的环境中生活20d以上.白鲢和罗非鱼粪便的毒性比喂食藻类的毒性分别降低约2-4.5倍,其肝的超微结构现察仍有轻度损伤.(3)在培养液中加入15μg/mLMCYST-LR和用实验室纯培养的铜绿微囊藻作为食物培养枝角类时,均可使它们在48h死亡.以无毒微囊藻培养时则生长不良亦不怀卵,表明它不是枝角类合适的食物.     

光照周期性波动对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长的抑制

利用自行研制的光生物反应器,以水库中典型的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为研究对象,研究了两种藻类在光照强度周期性波动条件下的抑制特性.结果表明,相对恒定时平均光照强度6100 lx而言,在光照强度周期性波动条件下,在培养至24天时,铜绿微囊藻生物量降低14%、颜色稍黄,斜生栅藻生物量降低24%、藻体严重泛黄;铜绿微囊藻的叶绿素a和类胡萝卜素含量分别降低12.7%和55.5%,斜生栅藻的叶绿素a和类胡萝卜素含量分别降低78%和74%;模拟内波的周期性波动光强下,两种藻的光合作用参数Fv/Fm、YⅡ和ETR下降,热耗散量NPQ增高,且光合作用受到抑制,生长代谢能力减弱,这为内波控藻提供了理论依据.     

光照强度对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)生长及吸收特性的影响

在不同的光照强度下,测定了铜绿微囊藻、斜生栅藻在不同生长期的藻细胞密度、粒径、叶绿素a浓度、浮游植物吸收系数以及比吸收系数.单因素方差分析表明,在整个培养周期中,光照强度对铜绿微囊藻及斜生栅藻的藻细胞密度、叶绿素a浓度以及440、675 nm处吸收系数均有着显著的影响.两种藻在光照强度为50μmol/(m2.s)条件下,藻细胞密度、叶绿素a浓度及吸收系数值相对最大.相关性分析表明:藻类特征波段440、675 nm吸收系数与叶绿素a浓度、藻细胞密度在不同光照条件下都存在着显著的正相关性,其中叶绿素a浓度与藻类吸收系数存在着幂函数的关系,而线性关系能更好的说明藻细胞密度与吸收系数之间的关系.在不同光照强度及培养时期,藻类比吸收系数在一定的范围内波动,随光强增加比吸收系数呈上升趋势.铜绿微囊藻440、675 nm处比吸收系数与叶绿素a浓度呈显著的负相关关系,而斜生栅藻比吸收系数与叶绿素a浓度之间无显著相关,体现了不同藻类由于色素组成及比例差异其色素包裹效应也各不相同.对不同光照强度下的铜绿微囊藻及斜生栅藻进行400～700 nm波段积分,得到了两者在5、50及100μmol/(m2.s)不同种光强下的平均比吸收系数分别为0.0144、0.0134、0.0160,0.0086、0.0088、0.0105 m2/(mg Chl.a),铜绿微囊藻比吸收系数明显大于斜生栅藻.     

温度对铜绿微囊藻群体培养体系中细菌群落组成及稳定性的影响

微囊藻藻际细菌影响微囊藻的生长及其水华的生消.然而特定微囊藻群体中藻际细菌群落组成对温度变化的响应规律仍不清楚.本文把一株从太湖分离得到的群体铜绿微囊藻,置于不同温度（15、20、25和30℃）下进行培养,分析各培养体系中不同粒径附生或游离细菌群落组成的异同.结果表明：温度显著影响微囊藻群体（>20 μm）附生、单细胞小群体（3~20 μm）附生和游离（0.2~3 μm）细菌群落的组成（PERMANOVA,P<0.01）,Sphingomonadales、Pseudomonadales和Cytophagales分别是3组细菌群落中的最优势菌目,相对丰度分别为21.35%、19.74%和33.44%.在3组细菌群落中都存在一些核心优势细菌类群,其丰度相对稳定,对温度变化不敏感.其中在微囊藻群体附生细菌群落中,优势菌属Brevundimonas和OPB56在20~30℃之间培养时其相对丰度较为稳定;单细胞小群体附生细菌群落中的核心优势菌属Mariniradius相对丰度也是在20~30℃之间较为稳定,而Gemmobacter相对丰度在4种温度下均较为一致;游离细菌群落中的核心优势菌属Porphyrobacter相对丰度在20~30℃之间时也相对稳定.另外,在15℃时,单细胞小群体附生和游离细菌群落的多样性都达到最高,总体细菌群落物种相关性网络复杂度最高,但合作性关联最弱.该研究结果对于深入了解微囊藻群体的藻菌关系有重要意义.