不同氮源下南极冰藻Chlamydomonas sp.ICE-L的生物量、氮吸收与脂肪酸组成研究

微藻培养过程中氮缺失有利于油脂和生物量的积累,然而不同氮源条件下微藻生长与生物量的研究有限,限制了生物油脂的相关研究。本文研究通过研究南极冰藻Chlamydomonas sp.ICE-L在不同氮源条件下的细胞生长与油脂积累,进一步探究其作为富集油脂微藻的潜力。研究发现：在含有NH₄CL的培养基中,Chlamydomonas sp.ICE-L生长速率最大;在含有NH₄NO₃的条件下,获得了最大干重量0.28 g/L。最高油脂含量0.21 g/g是在缺氮条件下获得,同时得到干重0.24 g/L。在多不饱和脂肪酸的产出方面,NH₄NO₃和NH₄Cl为氮源培养基时要好于缺氮和KNO₃培养基,在NH₄NO₃和NH₄Cl为氮源的培养条件下ICE-L胞内C18：3和C20：5的含量高。比较而言,缺氮和KNO₃培养基时C16：0、C18：1和C18：2的含量要高。     

Effect of high salinity on cell growth and protein production of Antarctic ice microalgae Chlamydomonas sp. ICE-L

Antarctic ice microalgae Chlamydomonas sp. ICE-L can survive and thrive in Antarctic sea ice. In this study, Chlamydomonas sp. ICE-L could survive at the salinity of 132‰ NaCl. SDS-PAGE showed that the density of 2 bands (26 and 36 kD) decreased obviously at the salinity of 99‰ NaCl compared to at the salinity of 33‰ NaCl. The soluble proteins in Chlamydomonas sp. ICE-L grown under salinity of 33‰ and 99% NaCl were compared by 2-D gel electrophoresis. After shocking with high salinity, 8 protein spots were found to disappear, and the density of 28 protein spots decreased. In addition, 19 protein spots were enhanced or induced, including one new peptide (51 kD). The changes of proteins might be correlated with the resistance for Chlamydomonas sp. ICE-L to high salinity.     

冰藻对南大洋大西洋扇区南极磷虾越冬期间碳源的贡献

南极磷虾是南大洋生态系统的关键物种, 种群聚集在南大洋的大西洋扇区。海冰在南极磷虾生活史中起着重要作用, 海冰及其冰下环境为磷虾越冬提供了避难场所, 但海冰是否为磷虾越冬提供了重要的饵料存在一定的争议, 对此问题的解决需要量化源于海冰的冰藻对南极磷虾越冬期间饵料及碳源的贡献。基于2020年冬季(3~8月)于南大洋大西洋扇区48.1亚区(布兰斯菲尔德海峡周边区域)和48.3亚区(南乔治亚岛周边海域)采集的磷虾样品, 通过两种高支链类异戊二烯化合物(IPSO₂₅和HBI III)分别作为源于海冰的冰藻和源于水体浮游植物的生物标志物, 对两个区域冬季磷虾对冰藻和浮游植物的依赖进行研究。结果显示, 处于较高纬度、海冰密集度较高的48.1亚区的南极磷虾体内含有更高的IPSO₂₅, 而处于开阔水域48.3亚区的磷虾体内有更高比例的HBI III, 另外48.3亚区磷虾的δ¹³C和δ¹⁵N稳定同位素显著高于48.1亚区的磷虾。48.1亚区南极磷虾越冬期间对浮游植物和冰藻的依赖与体长相关, 其中体长相对较短的早期成体呈现更高的依赖性, 同时该区域磷虾对冰藻的摄食提高了其营养级地位。48.3区南极磷虾越冬期间两种类异戊二烯含量与δ¹⁵N稳定同位素数值呈负相关关系, 表明该区域南极磷虾在初级生产匮乏时会摄食动物性饵料。若未来南大洋大西洋扇区海冰持续减少, 这将对整个磷虾种群、磷虾渔业的可持续发展和区域生态系统的稳定性产生威胁。     

4种南极冰藻的生化组成对UV - B辐射增强的响应

实验室人工模拟南极UV—B辐射环境，对南极冰藻的生化组成变化进行了测定和分析，结果表明．UV—B辐射增强(70μW／cm^2)后，4种南极冰藻的总蛋白含量显著减少，其中脯氨酸、羟脯氨酸等6种氨基酸增加，谷氨酸、缬氨酸等减少；总脂含量明显增加，绿藻增加30％以上，硅藻增加超过15％；饱和脂肪酸含量降低，不饱和脂肪酸含量增加，并且产生了一些新的不饱和脂肪酸；Mg、Na和Al元素的含量显著降低，而Fe、Ca、Zn、Mn等含量却明显增加。总体来说，4种南极冰藻的灰分含量显著下降，有机成分明显增加。表明了南极冰藻对UV—B增强的积极响应．能调整自身对强辐射环境的适应性，这为深入研究冰藻对南极强辐射环境的适应性提供了科学依据。     

南极中山站近岸海冰生态学研究Ⅰ．1992年冰藻生物量的垂直分布及季节变化

从１９９２年４月至１２月对东南极中山站近岸当年冰生物量及其环境因子进行了观测。冰底有色层出现在４月下旬和１１月下旬，集中于冰底２～３ｃｍ，叶绿素ａ最高含量分别为８８．３ｍｇ／ｍ３和２８１０ｍｇ／ｍ３，相应的冰藻数量分别为３．５×１０６和１．２１×１０８个／升。柱总叶绿素ａ含量的季节性变化极为显著，尤其是以春季的大幅度快速增值为特征，变化范围为１．１７～５９．７ｍｇ／ｍ２，冰藻生物量主要分布在冰底，冬季期间则集中在冰底或冰的中上层。藻类优势种较为单一，秋季优势种为Ｎｉｔｚｓｃｈｉａｌｅｃｏｉｎｔｅｉ、Ｎ．ｂａｒｋｌｅｙｉ和Ｎ．ｃｙｌｉｎｄｒｕｓ；春季优势种为Ａｍｐｈｉｐｒｏｒａｋｊｅｌｍａｎｉ，Ｂｅｒｋｅｌｅｙａｒｕｔｉｌａｎｓ和Ｎ．ｌｅｃｏｉｎｔｅｉ。中山站近岸冰藻生物量的垂直分布和季节变化以及春季优势种的组成与东南极其它固冰区具有较强的相似性，与亚南极固冰区差异较大。     

南极海冰区冰藻类群及兴衰过程

本文总结了国际上对南极冰藻类群及其生理生态特性的多年研究成果 ,结合我国科学家在南极长城站以及在戴维斯和中山站的越冬研究 ,阐述了南极海冰区的冰藻类群及其形成机理 ,对冰藻的形成、存活、旺发和消亡过程进行讨论 ,并对大洋浮冰区和近岸固定冰区冰藻类群的生态特性进行对比 ,提出了今后有待进一步深入研究的领域     

南极中山近岸海水生态学研究Ⅰ.1992年冰藻生物量的垂直分布及季节变化

从１９９２年４月１２月对东南极中山近央求发年冰生物是及其环境因子进行了预测。冰底有色层出现在４月下旬和１１月下旬，集中于冰底２－３ｃｍ，叶绿素α最高含量分别为８８．３ｍｇ／ｍ＾３和２８１０ｍｇ／，＾３，相应的冰藻数量分别为３．５×１０＾６和１．２１×１０＾８个／升。     

南极冰藻Chlamydomonas sp. ICE-L过氧化氢酶的热胁迫响应

为了研究南极冰藻的热胁迫应答机制,本文根据转录组测序得到的冰藻Chlamydomonas sp. ICE-L过氧化氢酶CiCAT基因分析了其编码蛋白的特征,同时研究了CiCAT基因表达和过氧化氢酶活性在培养温度升高时的响应变化情况。结果表明:CiCAT基因序列全长为2 066 bp,编码492个氨基酸。在过氧化氢酶的系统进化树中,南极冰藻与其他绿藻聚类为一个分支。CiCAT编码的蛋白序列与盐藻和红球藻的过氧化氢酶序列相似性较高,分别为80.5%和78.9%。当南极冰藻处于热胁迫条件下,CiCAT基因的相对表达量和过氧化氢酶活均呈现出先上升后下降的趋势,但在胁迫24 h时CiCAT基因的表达量变化不明显,而实验组的酶活显著高于对照组。在胁迫72 h时,基因表达量和酶活均达到最高值。研究初步表明,与在常温藻类和高等植物中的功能相似,在经受热胁迫的情况下,南极冰藻中的抗氧化酶系统也发挥着重要作用。