蓝藻光合氮同化的特征与分子调控机理研究进展

水华蓝藻的生物学特性及其竞争优势、蓝藻水华的形成与维持机制等科学问题,一直是国内外研究的热点。氮素是诱发蓝藻水华暴发的重要营养盐,蓝藻对氮素的同化与其光合作用密切偶联。然而,水体中氮素存在多种形态,不同形态氮素对蓝藻生长和水华发生的影响具有显著差异。因此,了解蓝藻光合作用特征及其同化不同形态氮素的机制和策略,对深入理解蓝藻水华的发生机理具有重要意义。本文在蓝藻的光能捕获与激发能转移、光合电子传递、碳浓缩机制及CO₂同化等光合作用过程及其特征综述的基础上,对蓝藻摄取、同化5种主要氮素形态(NO₃^-、NO₂^-、NH₄⁺、尿素和N₂)的分子机制及其特征进行了解读,总结了蓝藻细胞光合碳、氮同化的耦合关系及调控机制;并指出了该领域的未来发展方向,以推动该方向的深入研究。     

海洋蓝细菌生物固氮的研究进展

海洋生物固氮是海洋中氮循环的重要过程，其对海洋吸收CO2有着重要的影响。海洋固氮蓝细菌的种类和数量也有待进一步探明。现今的研究已表明，蓝细菌对海洋的氮平衡和生物生产有着重要的贡献。从海洋生物固氮的研究现状和研究方法着手，阐述了海洋生物固氮的意义，并重点对影响海洋生物固氮的因素、海洋蓝细菌生物固氮的生物化学和分子生物学机制等研究方面做了细致的综述，在此基础上提出了海洋生物固氮方面有待深入研究的科学问题，旨在为海洋生物固氮及氮的生物地球化学研究提供基础资料。     

太湖水华蓝藻底泥中复苏和水柱中生长的比较

为了研究太湖底泥中蓝藻的复苏和水柱中的生长,作者自行设计了原位藻类复苏收集器和生长培养器并安放在太湖梅梁湾监测蓝藻复苏释放和生长.实验在藻类的复苏期(2005年3-6月)进行．结果表明在复苏期太湖蓝藻的复苏呈现波动性增加,4月达到最大量．水柱中蓝藻同步的比生长率和生长量也呈现波动性上升,并在5月初达到最大值．浮游动物的存在并没有对蓝藻的生长造成显著的影响．对底泥蓝藻释放和水柱生长进行比较,底泥释放的蓝藻只占藻类生长量的很小一部分(<2．5％)．所以,水柱中蓝藻的生长对其优势的确立和水华的形成具有重要的作用,今后的研究将主要集中在水柱中蓝藻的动态变化     

Cyanobacterial blooms in Lake Atitlan, Guatemala

Lake Atitlan, one of the most important lakes not only in Central America but in the whole world, is facing serious problems with increasing water pollution. Over the last several decades, the uncontrolled nutrient input into the lake has lead to high P levels and low N:P ratios, initiating cyanobacterial blooms. The first bloom occurred in December of 2008, followed by more extensive bloom in October 2009. The blooms are formed by cyanobacteria from the rare planktic Lyngbya hieronymusii/birgei/robusta complex. Based on the species morphology, the Atitlan population corresponds to L. robusta and this is the first case of reported bloom of this species worldwide. Remote sensing images documented that at the maximum bloom development, 40% of the 137 km² of the lake area were covered by dense patches of Lyngbya, with the chlorophyll a concentration reaching over 100 μg L⁻¹. The only toxins detected in the 2009 bloom were trace levels of cylindrospermopsin and saxitoxin with 12 and 58 ng g⁻¹, respectively. The nitrogen fixation followed a pattern expected in non-heterocytous cyanobacteria, i.e., the nitrogenase activity was minimal during the day, while during the night the activity reached 2.2 nmol C₂H₄ μg Ch a⁻¹ h⁻¹. Delta ¹⁵N of −0.86‰ was well in the range given for nitrogen fixing organisms. The cell C, N and P content was 36.7%, 5.9% and 0.9%, respectively, resulting in the molar ratio of 105:14.4:1. A well designed and executed lake monitoring program, strict control of nutrient input into the lake, and public education are the necessary prerequisites for potential prevention of even more severe blooms than the one from 2009.     

蓝藻不同类型胶被提取方法

胶被作为蓝藻细胞外的一层功能性结构,其提取方法仍不清晰完善.本研究选取具有不同胶被形态的鱼腥藻Anabaena sp.和念珠藻Nostoc sp.为实验材料,通过归纳近10年有关藻类胶被的提取方法,总结影响胶被提取效果的主要因素(温度、提取剂浓度、时间等)范围,并设置一系列因素及其梯度的双因素实验和正交实验对胶被提取方法进行优化,观察提取过程中藻细胞形态、自发荧光以及藻细胞密度变化.结果表明,粘液可通过离心法与藻细胞分离;荚膜提取的硫酸水浴法的最优条件为:1 mol/L、60℃、30 min,氢氧化钠水浴法为:0.01 mol/L、50℃、20 min;鞘提取的最优方法条件为氢氧化钠水浴法(0.01 mol/L、80℃、40 min)和超声法(20 kHz,30 W,on:3 s,off:3 s,2 min)结合处理.此外,通过高效液相色谱法测定提取的蓝藻胶被多糖组分,结果显示,鞘具有较强的疏水性,未水化为粘液或RPS,而荚膜中含有的氨基葡萄糖(1.261±0.02 mg/g)使得荚膜比鞘更具有粘附力.将本研究得到的荚膜和鞘的最优提取法运用到胶被形态以荚膜和鞘为主的其他藻种,均有很好的...