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%.     

氮、磷浓度对太湖水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)群体生长的影响

大量微囊藻群体的形成和聚集是微囊藻水华形成的重要条件.氮、磷浓度是影响微囊藻群体生长的重要因素之一.为了探讨氮、磷浓度对微囊藻群体生长的影响,本研究以太湖微囊藻水华优势种之一的水华微囊藻作为研究对象,开展了不同氮、磷浓度对水华微囊藻群体生长的影响研究.以近几年太湖微囊藻水华暴发最严重的梅梁湾氮磷比的平均值作参考,氮、磷浓度设置为5个水平组,依次是T1(TN=0.1 mg/L,TP=0.005 mg/L)、T2(TN=1 mg/L,TP=0.05 mg/L)、T3(TN=10 mg/L,TP=0.5 mg/L)、T4(TN=100 mg/L,TP=5 mg/L)和T5(TN=250 mg/L,TP=5.44 mg/L)(BG-11培养基中氮、磷的浓度).结果显示,T1、T2、T3和T4 4组微囊藻群体均增大,且都发现有大于100个细胞的群体形成,群体大小分别为151、217、437和160 cells,而T5组微囊藻群体实验初期增大,实验后期变小,T5整个实验期间未发现有大于100个细胞的群体形成.研究结果表明相对低的氮、磷浓度有利于水华微囊藻群体的生长,而过高的氮、磷浓度则会抑制微囊藻群体生长.本研究结果也表明目前太湖氮、磷浓度有利于水华微囊藻群体的生长,从而有利于微囊藻水华形成.     

异养鞭毛虫对铜绿微囊藻的生长影响

【目的】研究异养鞭毛虫(Paraphysomonas sp.)在不同密度铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)中的生长状况,探讨其对铜绿微囊藻的摄食及抑制作用。【方法】实验共设6个铜绿微囊藻密度,分别是0、250×10~4、500×10~4、750×10~4、1 000×10~4和2 000×10~4cells/mL,研究异养鞭毛虫与微囊藻的种群数量变化。【结果】异养鞭毛虫主要行异养生活。在铜绿微囊藻密度为250×10~4~2 000×10~4 cells/mL时,异养鞭毛虫对铜绿微囊藻的抑制率为98.00%~99.69%。单个鞭毛虫对微囊藻的摄食率为13~49 cells/d。异养鞭毛虫的密度和生长率随铜绿微囊藻密度的升高而增加,在铜绿微囊藻密度为500×10~4~1000×10~4cells/mL时,异养鞭毛虫密度为21×10~4~24×10~4cells/mL、生长率为0.6~0.74 d^-1。但是,铜绿微囊藻密度过高也不利于异养鞭毛虫的种群增长,在2 000×10~4 cells/mL密度时,异养鞭毛虫的生长速率显著低于其它密度组。【结论】异养鞭毛虫能有效抑制铜绿微囊藻种群增长,其生长的最适微囊藻密度为500×10~4~1 000×10~4 cells/mL。     

利用流式细胞仪研究温度对两种藻竞争的影响

为研究温度对微囊藻优势形成的影响,本试验利用流式细胞仪研究了不同温度时铜绿微囊藻(Microcystis aerugi- nosa)与蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)间的竞争关系,在单独培养和混合培养条件下分别对两种藻细胞密度比值和细胞内叶绿素a(Chla)荧光强度进行了测定．结果表明在本试验条件下,随着温度的升高(18℃,25℃和32℃),混合培养组中微囊藻优势逐渐明显,小球藻Chla荧光强度随着温度的升高而升高,微囊藻Chla荧光强度随着温度的升高却有所降低．说明在光照适宜、高营养盐的水体中,较高的温度对铜绿微囊藻成为优势种具有明显的促进作用,进而影响着微囊藻水华的形成．     

湖泊底泥中微囊藻DNA的分子检测

通过改进裂解温度和延长裂解时间并增加苯酚/氯仿洗脱次数的DNA提取方法获得南京玄武湖底泥中的DNA,通过PCR法来扩增微囊藻的16SrRNA基因.结果表明在所有采样点中均得到微囊藻基因组DNA,并且纯度较高,OD260/OD280均高于1.54,最高值达到1.89.PCR的扩增结果显示所有样点的DNA都得到212 bp大小的微囊藻16SrRNA基因片断,表明这种方法可以有效的从底泥中提取微囊藻的DNA,从而为研究底泥微囊藻生理生态及其越冬、上浮、形成水华的机理提供更有利的方法.     

湖泊沉积物中DNA提取与PCR扩增

对湖泊沉积物中保存的生物大分子—DNA进行研究分析,以探讨湖泊生态系统随环境改变而演变的过程。根据前人对土壤和海洋沉积物DNA的提取方法,针对湖泊沉积物的特点进行改进,在此基础上对太湖梅梁湾湖泊沉积岩芯进行DNA提取和扩增。结果表明：不同深度湖泊沉积物均能获得DNA,且纯度较高,OD²⁶⁰/ OD²⁸⁰均大于1.4、OD²⁶⁰/ OD²³⁰大于1.1,可直接用于PCR（polymerase chain reaction ）扩增。对微囊藻的16S rRNA基因进行PCR扩增,结果发现在前5个沉积物样品中,均得到了200 bp左右的微囊藻16S rRNA基因片段,表明微囊藻或已降解的微囊藻基因片段存在于这5个层位的湖泊沉积物中。这为利用湖泊沉积物中的生物分子来推断历史湖泊生物群落结构,判断湖泊生态演变的历史提供了新的研究思路。     

不同光照周期对铜绿微囊藻和绿色微囊藻生长的影响

研究了不同光照周期对铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)和绿色微囊藻(Microcystisviridis)生长的影响.按光照周期不同将两种微囊藻各分为五组处理组I[2L/22D]、Ⅱ[5L/19D]、Ⅲ[7L/17D]、Ⅳ[9L/15D]、对照组[12L/12D],试验期为20d.试验表明铜绿微囊藻实验中处理组Ⅳ[9L/15D]的比增长率和最大细胞数均最大,超过了对照组[12L/12D].绿色微囊藻实验中对照组[12L/12D]的最大细胞数和比增长率最大.随光照周期的延长两种微囊藻的最大细胞数有增加的趋势.绿色微囊藻对光照周期较铜绿微囊藻敏感.两种微囊藻在每日2h的光照周期下生长均受到抑制.     

太湖与广东汤溪水库微囊藻gyrB基因序列分析

测定了江苏太湖和广东汤溪水库7株铜绿微囊藻(M.aeruginosa)和1株水华微囊藻(M.flos-aquae)gyrB基因部分序列(974bp),发现40个变异位点,17个简约信息位点,平均(G+C)%为47.8%,序列间相似性≥97.10%.在NJ分子系统树上,不同种类的微囊藻混杂分布,表明基因型聚类与表型无直接关系;不同地理来源的铜绿微囊藻间遗传变异小,没有明显的地理聚群,反映出地理差异并不影响遗传上的相似性;支持暂将不同藻种归为铜绿微囊藻复合种的分类处理.gyrB基因对微囊藻遗传差异的解析效果优于16S rRNA,与16S-23S ITS和cpcBA-IGS等效果相当,表明gyrB基因可能成为研究微囊藻分类和遗传变异新的良好分子标记.     

铜绿微囊藻和斜生栅藻生物光学模型

选取太湖"水华"优势藻类即蓝藻门中的铜绿微囊藻和绿藻门中的斜生栅藻作为研究对象,利用AC-S分别测量两种纯藻的吸收系数和散射系数对铜绿微囊藻和斜生栅藻的固有光学属性进行定性和定量分析,并建立其生物光学模型.结果表明:铜绿微囊藻的藻红蛋白吸收带和斜生栅藻的藻蓝蛋白吸收带的光谱吸收特性的差异性较为明显;粒径相对较小的铜绿微囊藻的包裹效应、吸收系数对散射系数的影响程度要明显小于粒径较大的斜生栅藻,铜绿微囊藻吸收系数的P-L模型的线性斜率和幂指数要大于斜生栅藻的吸收系数模型系数;由于散射系数受吸收系数影响程度的不同,使得散射系数光学模型变量因子具有一定的差异,受吸收系数影响较小的铜绿微囊藻的变量因子为波段比值λ_0/λ,λ_0为参考波长,而受吸收系数影响较大的斜生栅藻的变量因子为吸收系数比值a(λ_0)/a(λ),a(λ_0)为参考波段吸收系数,a(λ)为波长为λ的吸收系数,两种藻类的散射模型都符合国际上通用的S-P模型形式.     

河蟹养殖池塘微囊藻水华毒性及其光合作用活性特征

苏州市吴中区一河蟹养殖池塘在2013年7月和8月发生了严重的微囊藻水华.采用单一和双重PCR扩增微囊藻毒素合成酶基因,用以检测微囊藻水华是否产毒,结果显示为阳性.同时,采用高效液相色谱测定微囊藻水华的毒性大小.结果表明:7月和8月微囊藻水华的胞内微囊藻毒素浓度分别为1.49和0.88μg/L,胞外微囊藻毒素的浓度分别为0.75和1.09μg/L.另外,采用浮游植物荧光仪Phyto-PAM测定河蟹养殖水体形成水华的微囊藻的光合作用活性.结果显示:7月和8月水华微囊藻的最大光量子产量Fv/Fm分别为0.48和0.44,实际光量子产量ΦPSII分别为0.38和0.32,表明形成水华的微囊藻有较高的生长潜力.非光化学荧光淬灭值NPQ分别为0.28和0.36.从快速光响应曲线RLC的特征参数来看,7月水华微囊藻的光合作用活性和光能利用效率高于8月.本研究结果表明,河蟹养殖池塘水体受到微囊藻水华和微囊藻毒素的污染,进而可能对河蟹食品安全构成潜在威胁.