小型台式EDXRF现场快速测定深海沉积物中稀土元素

为了提高海上现场调查中沉积物稀土元素质量分数测定的准确度,采用小型台式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对一个航次取得的3类(远洋黏土、硅质软泥和钙质软泥)75个印度洋深海沉积物中稀土元素Nd和Y的质量分数进行现场测定。与实验室电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定结果进行对比与相关性分析,建立现场测定深海沉积物中Nd和Y质量分数与15种稀土元素总质量分数的相关关系方程,以及沉积物中Nd与轻稀土总量、Y与重稀土总量的转换关系,3种类型深海沉积物稀土元素间相关关系基本可用同一线性关系表征,3种关系的相关系数都在0.96以上。采用太平洋和印度洋不同类型深海沉积物样品进行验证,通过转换关系估算出的轻、重稀土质量分数和总稀土量与实验室ICP-MS测定值基本吻合,相对偏差小于20%。结果表明,在大洋调查中小型台式EDXRF可应用于样品现场稀土元素质量分数的测定,这为调查现场及时了解大洋深海沉积物中稀土资源分布情况提供了一种重要可行测试手段。     

X射线荧光光谱法同曲线测定海洋沉积物和陆地地化样品中的29个主次痕量元素

本法采用粉末压片,使用Axios X射线荧光光谱仪同曲线测定海洋沉积物和陆地地球化学样品中钠、镁、铝、硅、磷、氯、钾、钙、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、砷、溴、钇、铌、锆、锶、铷、铅、钍、钡、铪共29个主次痕量元素。针对地质样品的多样性,通过多种校准样品拟合同曲线测量,降低了检出限,并有效解决了Cl、As等元素的测量范围局限性。用经验系数、理论alpha系数与经验系数相结合和康普顿散射线内标法校正元素间的基体效应。分析结果的精密度和准确度能满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》中的相关要求。     

用于海洋现场监测的小型叶绿素a荧光计和浊度计

论文描述了一种叶绿素荧光计和浊度计,该仪器采用超亮LED作为叶绿素荧光激发光源,IR管作为浊度照明光源,在光机系统设计上将叶绿素测量功能和浊度测量功能合并,从而使该仪器具备小型化、精度高、便于集成的特点。试验结果表明,该仪器可以用于海洋现场测量。     

单细胞绿藻的77K荧光特异性研究

实验测定了10种单细胞绿藻包括5种淡水藻:雪衣藻(Chlamydomonas nivalis UTEX2765)、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea CH)、绿球藻(Chloroccum tatrense UTEX2227)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、雨生红球藻(Haematococcus sp.CSIRO:CS-321)和5种海水藻:杜氏盐藻(Dunaliella salina)、四爿藻(Tetraselmis sp.)、蒜头藻(Monodus subterraneus)、小新月藻(Closterium venus)、亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)的77k荧光光谱,并与大型海洋绿藻以及高等植物菠菜进行了比较。结果表明,10种单细胞绿藻都缺少作为高等植物PSⅠ主要表征的730nm长波荧光峰。按荧光主峰的波长,可以分为2种类型:雪衣藻、绿球藻、杜氏盐藻、四爿藻、蒜头藻、小新月藻、亚心形扁藻的荧光主峰位于684nm,椭圆小球藻、斜生栅藻、雨生红球藻的荧光主峰位于714nm。这个结果与海洋管藻目绿藻和某些大型海洋绿藻的荧光特性一致。另外,绿藻PSⅠ缺少730nm长波荧光峰具有普遍性,预示这些藻类在PSⅠ结构以及能量传递等方面与高等植物有很大的差异。     

海洋荧光溶解有机物研究进展

海洋荧光溶解有机物(FDOM)是海洋有色溶解有机物中可产生荧光的组分,其理化性质对于海洋上层的水色遥感、光化学以及浮游植物的生产力和生态系统结构与功能等都有重要影响。总结了FDOM的3种荧光光谱分析技术及其特点,重点对其两种主要成分(类腐殖质和类蛋白质荧光物质)的荧光特性、分布变化以及来源、分布变化及其去除等进行了全面细致的综述,阐述了研究FDOM的海洋学意义,并对今后有待深入研究的重点问题作了展望。     

利用OJIP叶绿素a荧光评估干出对石莼(Ulva lactuca)光系统Ⅱ的影响

通过分析快速叶绿素a荧光动力学上升(荧光快相)和JIP-test的参数探讨了干出对石莼光系统II特征的影响。结果表明,起始荧光(Fo)随水分的丧失明显增加,在失水达到67%时快速叶绿素a荧光动力学曲线出现一个平台,即O-J-I-P上升转变为O-J上升(J=I=P)。随着水分丧失的增加,以单位反应中心为单位的天线色素吸收的能量(ABS/RC)和用于热耗散的能量(DIo/RC)增加,当失水达到67%时,ABS/RC和DIo/RC分别达到起始时的127.5%和225.4%;用于电子传递的能量(ETo/RC)并没有明显变化;而捕获的能量(TRo/RC)在失水超过31%时明显下降。干出导致最大光化学效率(φPo)、电子传递的量子产额(φEo)和捕获的激子能导致电子传递的效率(ψo)均明显下降,在失水达到67%时,与未失水相比分别下降24.5%、86.4%和89.8%。而在J点的叶绿素a相对荧光(VJ)随着水分的丧失明显升高,同时单位面积上激活的反应中心数量明显减少。以上结果表明干出对石莼光合作用PSII的影响主要是由于PSII反应中心的失活和PSII受体侧电子传递的抑制。     

高原湖泊溶解有机质的三维荧光光谱特性初步研究

提要近年来,荧光光谱技术被广泛应用于研究天然水体中溶解有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)的物理化学特性。为了理解高原湖泊中DOM的组成、荧光光谱特性及其在湖泊水体中的垂直分布情况,作者利用荧光发射光谱、三维荧光光谱研究云贵高原湖泊红枫湖和百花湖中的DOM。结果显示,高原湖泊DOM主要表现为类富里酸荧光,包括可见区和紫外区两种类型的荧光峰,各种天然水体中都有报道的类蛋白荧光在红枫湖DOM中并不明显,而在百花湖DOM中则有较强的类蛋白荧光。溶解有机质所含三种类型荧光峰(PeakA:紫外区类富里酸荧光峰;PeakB:可见区类富里酸荧光峰;PeakC:类蛋白荧光峰)的荧光强度与溶解有机碳之间没有明显的线性相关关系,可能与高原湖泊水体pH值、DOM在湖泊不同深度由于受到光降解、微生物降解等作用存在差异等因素有关。与有机质结构和成熟度有关的荧光峰比值r(A,C)在1.40—2.09范围内,红枫湖南湖、百花湖DOM样品的r(A,C)值随着水体深度有下降的趋势,而红枫湖北湖DOM的r(A,C)值则随着水体深度有较大起伏,揭示了高原湖泊水体中DOM的结构以及分布情况存在差异。另外,r(A,C)值与pH之间具有良好的正相关关系,其相关系数红枫湖南湖DOM为0.95,百花湖两个采样点DOM分别为0.67、0.75,而红枫湖北湖DOM则显示出一定的负相关性(R2=0.45)。     

低盐胁迫后两种龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)叶绿素荧光特征的对比分析

以龙须菜981品种和其绿色突变型为材料, 运用叶绿素荧光分析技术, 比较低盐胁迫(盐度28和22)下二者光合生理的差异。研究结果证实, 在正常状态下, 龙须菜绿色突变型具有较高的光能利用效率(α)、最大相对电子传递速率(r_ETRmax)、半饱和光强(I_k)和光性能指数(P_Iabs), 表明其光合性能优于龙须菜981。在2种低盐条件下培养3 d, 盐度28处理后, 龙须菜981的最大相对电子传递速率下降了20.4%, 而龙须菜绿色突变型无显著变化, 表明盐度28可使龙须菜981的光合活性减弱。在盐度22培养3 d后, 龙须菜981的最大光量子产量(F_V/F_m)下降幅度高达16.0%, 而龙须菜绿色突变型的下降幅度为11.9%; 龙须菜981电子传递的量子产额(φ_EO)下降了20.3%, 而龙须菜绿色突变型则无显著变化; 另外, 盐度22处理后, 龙须菜981的光能利用效率和最大相对电子传递速率分别下降31.5%和22.1%, 下降幅度均高于龙须菜绿色突变型, 这表明龙须菜绿色突变型光合活性对低盐胁迫的耐受性高于龙须菜981。     

龙须菜血红素加氧酶138位亮氨酸突变对藻红胆素合成的影响

藻红胆素是一个开链四吡咯结构的发色团,其与脱辅基藻红蛋白结合使藻红蛋白具有光学活性,而血红素加氧酶基因ho对于藻红胆素的合成是至关重要的。本研究对实验室前期已获得的龙须菜中的血红素加氧酶基因ho-1的基因序列进行分析发现,其在藻类中比较保守,存在6个高度保守结构域;结构功能分析显示其具有15个可能的血红素(Heme)结合位点,其中第138位亮氨酸(L)既位于118～145位HemeO的扭结螺旋结构内,又在115～142位的高度保守的结构域内,而且经预测是可能的血红素(Heme)结合位点之一。为了进一步验证该位点的作用,我们拟对其进行定点突变,将第413位碱基由T突变成C,得到ho(M)基因,碱基突变后所对应编码的第138位氨基酸由亮氨酸(L,非极性氨基酸)突变为丝氨酸(S,极性氨基酸)。在此基础上,我们构建了重组质粒pET-ho-1、pET-ho-1-pebS、pET-ho-1-pebA-pebB及pET-ho(M)、pET-ho(M)-pebS、pET-ho(M)-pebA-pebB,将其转化到E.coli BL21中构建重组菌株E.coli ph、E.coli phS、E.coli phAB、E.coli ph(M)、E.coli ph(M)S和E.coli ph(M)AB进行表达,检测重组菌株的荧光发射光谱。结果表明,E.coli phAB和E.coli phS在595 nm处检测到藻红胆素的荧光特征峰,表明ho-1基因编码的血红素加氧酶可以参与催化藻红胆素的合成;E.coli ph(M)、E.coli ph(M)S和E.coli ph(M)AB与E.coli BL21一样无任何特征峰出现,这表明ho(M)中第413位碱基对应编码的第138位亮氨酸是血红素的结合位点,直接影响藻红胆素的合成,该位点的突变使得PebS和PebB/A两条催化途径均无法合成藻红胆素。本研究为阐明血红素加氧酶基因在合成藻红胆素过程中的重要性及龙须菜中藻红蛋白的合成机制,进而进行藻红蛋白的重组表达奠定了基础。     

可用于相关亚历山大藻(Alexandrium affine)检测的一个寡核苷酸探针

针对分离自南海的相关亚历山大藻,在进行核糖体大亚基DNA（LSU rDNA）全序列测序及比对的基础上,设计了针对其核糖体大亚基RNA（LSU rRNA）D10区的一个新的荧光素（FITC）标记寡核苷酸探针,并建立了相应的荧光原位杂交检测方法。在GenBank数据库中,BLAST检索的结果显示所设计的探针具有较高的特异性。杂交实验的结果也表明,这条探针对相关亚历山大藻的标记具有特异性,且标记效率可以达到100％,标记信号清晰明亮。本研究结果为相关亚历山大藻的监测及其种群动态研究提供了方法学依据,也为其它微藻特异性探针的设计提供了新的思路。