温度对三角褐指藻叶绿素荧光特性及生长的影响

研究三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)一次性培养过程中,不同温度(5～30 ℃)对其叶绿素荧光参数、细胞密度以及叶绿素相对含量的影响.单因子方差分析结果表明:在整个培养周期中,温度对三角褐指藻各叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR,qP和NPQ)及生长均有显著影响(P<0.05).多重比较结果表明:在本实验条件下,三角褐指藻的最适生长温度是20 ℃.5 ℃处理组从接种后第1 天开始各荧光参数(Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR,qP和NPQ)都明显下降,但第5天开始恢复;10 ℃处理组各荧光参数仅在接种后第1天出现下降,第2天就基本恢复正常;30 ℃处理组从处理后第1天开始一直到实验结束,叶绿素荧光参数(Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR和qP)、叶绿素相对含量和细胞密度均显著低于其他各处理组.相关性分析结果表明:在整个培养周期内,叶绿素相对含量与细胞密度均成极显著的正相关关系.荧光参数(Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR)、叶绿素相对含量以及细胞密度与温度的相关性则随着温度范围及培养天数的不同而变化.本文还初步探讨了叶绿素荧光技术在筛选耐高温或耐低温微藻品系中的应用.     

防污剂Irgarol 1051对三角褐指藻生长及生理特性的影响

为研究防污剂Irgarol 1051对微藻生长及生理生化特性的影响,以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为材料,分析了Irgarol 1051对P.tricornutum生长、叶绿素a含量、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活力及丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量等的影响。结果表明:Irgarol 1051可抑制P.tricornutum的生长,并诱导其产生耐受性;P.tricornutum中叶绿素a、可溶性蛋白质含量及SOD酶活力等均随Irgarol 1051质量浓度的增加而升高,以维持其生长和生理状态;随着Irgarol 1051质量浓度的升高,藻细胞中MDA含量显著增加,表明细胞中活性氧自由基(Reactive oxygen species,ROS)过量积累,这将破坏藻细胞的膜结构与功能。研究结果将为探讨Irgarol1051对微藻的效应机制及其环境风险评价提供数据资料和科学依据。     

高温胁迫对三角褐指藻和纤细角毛藻叶绿素荧光动力学的影响

研究高温胁迫(35~50℃)对三角褐指藻和纤细角毛藻叶绿素荧光动力学的影响。利用调制式叶绿素荧光仪(Wa-ter-PAM)测定了:PSⅡ的最大光能转化效率(Fv/Fm);PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo);PSⅡ的实际光能转化效率(ΦPSⅡ=yield);光合电子传递效率(ETR);光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)等主要参数。结果表明,与对照组相比,高温胁迫下2种硅藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR和qP均明显降低,并且随着胁迫温度的升高,胁迫时间的延长,下降幅度也逐步增大;NPQ则先升高后下降。另外,还对高温胁迫下2种硅藻的响应机制以及叶绿素荧光技术在筛选耐高温微藻品系中的应用进行了初步探讨。     

4种重金属离子对海洋三角褐指藻生长影响的研究

于１９９３年４月－１９９３年５月以Ｚｎ＾２＋，Ｃｄ＾２＋，Ｐｂ＾２＋，Ｃｕ＾２＋不同浓度的海水对三角褐指藻进行生长影响的研究。实验表明，Ｃｕ＾２＋对三角褐指藻生长的毒性最大，其９６ｈＥＣ５０为０．０１７ｍｇ／Ｌ。Ｐｂ＾２＋的毒性最小，其９６ｈＥＣ５０为０．４６８ｍｇ／Ｌ。４种重金属离子的毒性顺序是Ｃｕ＾２＋＞Ｃｄ＾２＋＞Ｚｎ＾２＋＞Ｐｂ＾２＋，除Ｃｄ＾２＋外，其他３种金属离子对该单细胞藻的生长安全     

不同的营养盐浓度对三角褐指藻生长的影响

在温度为２２±１℃,盐度为２８的条件下,用不同的营养盐浓度对青岛海洋大学微藻种质库保存的三角褐指藻Ｐｈａｅｏｄａｃｔｙｌｕｍｔｒｉｃｏｒｎｕｔｕｍ进行培养。实验结果表明,相对生长率最高的最优水平组合为：硝酸钠浓度为１５０ｍｇ／Ｌ,磷酸二氢钠浓度为３５．２ｍｇ／Ｌ,硅酸钠浓度为２４０ｍｇ／Ｌ,微量元素浓度为ｆ／２培养基中微量元素浓度。经过７天的培养,细胞最高密度可达４９６８．７５ｃｅｌｌ／ｍＬ。     

三角褐指藻对铜离子长期暴露的生理响应

探讨了不同浓度Cu2+长期暴露对三角褐指藻生长、光合作用、呼吸作用和色素含量等生理特性的影响。结果表明:三角褐指藻在较低浓度下(0.25mg·L-1,0.5mg·L-1)生长受到刺激,而在高浓度下(1.5mg·L-1)则下降。叶绿素荧光参数有效光化学效率(Yield)与最大光化学效率(Fv/Fm)对Cu2+非常敏感,它们均随Cu2+的升高而显著下降;Cu2+暴露对光合作用速率也具有抑制作用;而在Cu2+长期暴露下,类胡萝卜素含量比对照组高,但提高的程度随Cu2+浓度升高而下降。这些结果说明,叶绿素荧光参数可以作为三角褐指藻受到Cu2+胁迫的灵敏指标;光合作用与生长并不耦合;类胡萝卜素含量和呼吸作用速率升高可能能够降低Cu2+对三角褐指藻的毒性。     

224,223Ra和137Cs在吕宋海峡及周边海域的分布以及其对“彩虹”台风的响应

本文报道2015年9月和2016年5月期间天然放射性核素²²⁴Ra和²²³Ra在吕宋海峡及周边海域表层和垂向水体的分布特征。为理解日本福岛核事故的影响,本文亦分析研究区域内人工放射性核素¹³⁷Cs的分布特征。结果表明,^224,223Ra和¹³⁷Cs比活度水平均处于我国南海海洋天然放射性本底变化范围之内。²²⁴Ra在吕宋海峡以西南海北部海域比活度较高,在吕宋海峡以东菲律宾海域比活度较低。¹³⁷Cs没有明显的分布趋势。基于三站位（LS3,LS5和LS8）²²⁴Ra、¹³⁷Cs以及温盐的垂向分布特征,本文揭示²²⁴Ra和¹³⁷Cs在热带表层水、次表层水和中-深层水中比活度水平和梯度变化的差异特征。彩虹台风事件扭转了整个吕宋海峡及周边海域的海流循环过程。大量以低水平²²⁴Ra为特征的西太平洋海水涌入南海,降低水体²²⁴Ra比活度水平。但是,西太平洋和南海北部海域水体¹³⁷Cs比活度水平没有明显差异,台风导致的海流变化对水体¹³⁷Cs比活度没有明显影响。     

温度和光照对三角褐指藻的生长及岩藻黄素含量的影响

岩藻黄素(fucoxanthin)是一种特殊的类胡萝卜素,具有许多显著的功效和很高的应用价值。三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)是一种海洋硅藻,是一种可用于提取岩藻黄素的合适材料。作者以三角褐指藻的生物量、光合活性和岩藻黄素含量为指标,研究了不同的温度(20℃、25℃、30℃)、不同的光照强度(12800 lx、7200 lx、4000 lx)和不同光质(红光、蓝光、绿光)对三角褐指藻的生长及岩藻黄素含量的影响。实验结果表明,25℃对三角褐指藻的生长没有影响,但提高了岩藻黄素的含量,30℃对三角褐指藻的生长及岩藻黄素积累均有抑制现象;12800 lx、7200 lx的光照强度都可促进三角褐指藻的生长及岩藻黄素含量的升高,其中,7200 lx的光照强度对三角褐指藻的生长及岩藻黄素含量的提高更加显著;红光条件可促进三角褐指藻的生长和提高三角褐指藻的岩藻黄素含量,而绿光和蓝光抑制三角褐指藻的生长,并导致三角褐指藻的岩藻黄素含量降低。因此,25℃、7200 lx和红光的培养条件是三角褐指藻生长和岩藻黄素积累的最适宜条件。     

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。     

硝酸钠浓度对2株三角褐指藻生长及脂肪酸组成的影响

在温度为 (2 2± 1 )℃ ,盐度为 2 8的条件下 ,用含不同浓度硝酸钠 (75 ,3 75 ,75 0 ,11 2 5 ,1 5 0 0 ,1 875 mg/L)的培养基对青岛海洋大学微藻种质库保存的 2株三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum MACC/B1 1 8,MACC/B2 2 1 )进行培养。在指数生长期末期进行收获。测定了 2株硅藻的生长及脂肪酸组成。单因子方差分析结果表明 :硝酸钠浓度对 2株三角褐指藻相对生长率和影响差异不显著 ;对脂肪酸组成的影响因种而异 ,2株硅藻的主要脂肪酸为 1 4∶ 0 ,1 6∶ 0 ,1 6∶ 1 n- 7和 2 0∶ 5 n- 3 (EPA)     

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。     

三角褐指藻与东海原甲藻间的他感作用研究

本文主要探究了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)与三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)之间的他感作用。在实验室模拟条件下,分别研究了添加比例为10%、40%、60%、90%、100%的三角褐指藻无藻细胞滤液的培养基对东海原甲藻生长的影响,以及相同比例的东海原甲藻无藻细胞滤液培养基对三角褐指藻生长的影响。结果表明,低浓度三角褐指藻滤液对东海原甲藻(P.donghaiense)的生长表现为促进作用,高浓度则抑制其生长,因此,不同浓度的三角褐指藻藻液对东海原甲藻生长表现出两种相反的他感作用效果;而东海原甲藻滤液对三角褐指藻(P.tricornutum)的生长没有显著影响,说明东海原甲藻并未对三角褐指藻表现出他感作用。     

不同培养条件对三角褐指藻生长及其生物活性成分积累的影响

以三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为研究材料,比较了Na NO3、NH4HCO3和CO(NH2)2为氮源的两种培养基(m L1和ASW培养基)对其生长和生物活性成分(岩藻黄素、金藻昆布糖和二十碳五烯酸(C20:5,EPA))时相积累的影响,同时分析了脂肪酸组成和总脂含量的变化。结果表明:以m L1培养基培养时,三角褐指藻的生物质质量浓度明显高于ASW培养基培养时的生物质质量质量浓度,尿素优于其他两种氮源,最大生物质质量质量浓度为3.7 g/L。不同培养条件下岩藻黄素含量的时相变化规律一致,均随着培养时间的延长呈现先增加后减少的趋势,其最高积累量分别为:13.27 mg/g(Na NO3)、13.23 mg/g(CO(NH2)2)和13.89 mg/g(NH4HCO3)(m L1);13.2 mg/g(Na NO3)、14.92 mg/g(CO(NH2)2)和13.6 mg/g(NH4HCO3)(ASW),由此可知氮源对岩藻黄素积累量影响不大。金藻昆布糖含量随着培养时间延长逐渐增加,其最大积累量分别为9.82 mg/g(NH4HCO3)(m L1)和8.59 mg/g(Na NO3)(ASW)。不同培养条件下其总脂含量变化不显著,均在培养末期达到最大值,分别为24.18%(NH4HCO3)(m L1)和23.79%(Na NO3)(ASW);其主要脂肪酸组成为:豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(C16:0)、棕榈油酸(C16:1)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、花生一烯酸(C20:1)、木焦油酸(C24:0)和EPA,其中,EPA含量随着培养时间延长逐渐下降,尿素最有利于EPA的积累。     

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。     

历次核试验进入海洋的~(137)Cs对中国近海影响的模拟研究

1945年以来,世界各主要核国家进行了数千次核试验,这些核试验产生的绝大部分放射性物质通过多种途径进入海洋,对海洋环境造成放射性污染。本文建立了一个准全球海洋的放射性物质输运和扩散数值模式,通过数值模拟手段评估了历史核试验释放的放射性物质137 Cs对中国近海海洋环境的影响。本文借助前人工作评估了核试验释放137Cs进入海洋的途径和总量;通过比较模拟结果与观测资料,表明本文建立的放射性物质模式能够较好地模拟出137Cs在中国近海及其邻近海域的分布情况和随时间演变特征;模拟结果表明中国近海里的137Cs浓度在20世纪50年代中期达到最大,其中吕宋海峡海域137Cs浓度最高,达80.99Bq/m3;进一步分析了2011年3月份日本福岛核事故前中国近海137Cs浓度分布状况,2011年整个中国近海137Cs浓度介于1.0~1.6Bq/m3间,且其浓度垂向分布较均匀,相对封闭的南海浓度略高于其他海域。     

Uptake and metabolism of arsenate by anexic cultures of the microalgae Dunaliella tertiolecta and Phaeodactylum tricornutum

Axenic cultures of the microalgae species, Dunaliella tertiolecta and Phaeodactylum tricornutum were grown at arsenic (As) concentrations typically found in uncontaminated marine environments ( 2 µg L^− 1) under different phosphorus concentrations. D. tertiolecta accumulated higher arsenic concentrations (mean: 13.7 ± 0.7 µg g^− 1 dry mass) than P. tricornutum (mean: 1.9 ± 0.2 µg g−1 dry mass). Media phosphorus concentrations (0.6–3 mg/L) had little influence on microalgae growth rates or arsenic accumulation. Arsenic was present as lipid bound (29–38%; 4.2–9.5%), water-soluble (20–29%; 26–34%) and residue bound (41–45%; 57–69%) arsenic species in D. tertiolecta and P. tricornutum respectively. Hydrolysed lipids contained mostly glycerol arsenoribose (OH- ribose), dimethylarsinate (DMA) and inorganic arsenic (As(V)) moieties. Water-soluble species of microalgae were very different. D. tertiolecta contained inorganic arsenic (54–86%) with variable amounts of DMA (7.4–20%), arsenoriboses (5–25%) and traces of methylarsonate (MA) ( 1%). P. tricornutum contained mostly DMA (32–56%) and phosphate arsenoribose (PO₄-ribose, 23–49%) and small amounts of OH-ribose (3.8–6.5%) and As(V) (9–16%). Both microalgae contained an unknown cationic arsenic species. The residue fractions of both microalgae contained predominately inorganic arsenic (99–100%). These results show that at natural seawater arsenic concentrations, both algae take up substantial amounts of inorganic arsenic that is complexed with structural elements or sequestered in vacuoles as stable complexes. A significant portion is also incorporated into lipids. Arsenic is metabolised to simple methylated species and arsenoriboses.     

南海东北部表层沉积物天然放射性核素与137Cs

用HPGeγ谱仪测定了南海东北部表层沉积物中的放射性核素.结果给出7种核素的平均比活度分别为40K:538Bq/kg,210Pb:116Bq/kg,226Ra:27.7Bq/kg,228Ra:4.49Bq/kg,228Th:42.0Bq/kg,238U:35.4Bq/kg和137Cs:1.16Bq/kg,210Pb的比活度随离岸距离增大,226Ra比活度随离岸距离没有明显变化,其余核素比活度随离岸距离减小.与对我国近海其他海域报道的沉积物放射性核素含量相比,40K和137Cs稍低于其他海域,其余核素为中等水平.     

除草剂草丁膦抗性基因bar作为三角褐指藻基因工程选择标记的研究

研究了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)对氯霉素、卡那霉素、青霉素、链霉素、潮霉素5种抗生素和一种除草剂草丁膦的敏感性,发现三角褐指藻对草丁膦非常敏感,用统计学分析法得出了其72h半致死质量浓度为22mg/L。通过基因枪法将携带草丁膦抗性基因bar的载体pSVB导入三角褐指藻细胞中,通过草丁膦筛选成功获得了抗性藻细胞,PCR检测获得阳性结果,提示草丁膦更适合用于构建安全、高效、廉价的三角褐指藻表达系统。