底栖硅藻新月筒柱藻对锌胁迫的生理学效应

采用流式细胞仪检测细胞增长与色素含量、原子火焰吸收光谱法测定金属含量以及显微镜观察细胞状态等方法研究了红树林底栖硅藻新月筒柱藻（Cylindrotheca clostetium（Ehr．）Reimann and Lewin）暴露在重金属锌96h内的细胞增长、光合色素含量和细胞形态结构等胁迫效应，以及锌在藻细胞内外动态分布的情况．结果为：（1）在Zn^2＋浓度小于10mg／L范围内，锌对新月筒柱藻的细胞增长和色素含量均无显著抑制作用．（2）1mg／L和10mg／L的Zn^2＋对藻细胞内的叶黄素和叶绿素a的产生都有促进作用．（3）在实验开始的24h内，藻细胞处在低Zn^2＋浓度（1mg／L）时，藻细胞胞内吸收的Zn^2＋大于胞外吸附的Zn^2＋．而藻细胞处在高Zn^2＋浓度（10mg／L）时，胞外吸附的Zn^2＋较胞内吸收的大，细胞内Zn^2＋的含量处在较低水平，从而促进细胞的增长和色素的合成并使细胞免受外界高浓度锌的毒害．可见，新月筒柱藻正是通过改变对锌的富集方式，以保持细胞内锌含量的相对稳定来适应不同浓度锌的胁迫．     

锌镉单一胁迫对景观植物生理生化特性及重金属富集的影响

以景观植物黑美人和白掌为试验对象,通过水培试验,研究在锌(Zn)、镉(Cd)单一胁迫下,黑美人和白掌体内叶绿素、游离脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖、过氧化物酶活性的生理生化特性及重金属积累特征.(1)随着重金属Zn和Cd处理浓度的升高,黑美人和白掌体内叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白及过氧化物酶活性均呈先升后降的态势,而丙二醛含量则呈递增趋势,游离脯氨酸含量随着Zn处理浓度的升高表现出递增的变化规律.(2)在同一处理水平下,随着培养时间的持续,黑美人和白掌体内游离脯氨酸和可溶性糖含量均呈递增趋势.(3)随着重金属处理浓度的增加,黑美人和白掌体内各部分的累积量也相应增加.Zn胁迫下,黑美人地上部分Zn积累含量高于根系,白掌重金属积累量则主要集中在根部.Cd胁迫下,低浓度Cd2+≤25 mg/L时,黑美人Cd积累量表现为根系高于地上部分;高浓度Cd2+≥50 mg/L时,则表现为地上部分高于根系.总体研究表明,景观植物黑美人和白掌在重金属Zn和Cd的胁迫下,表现出一定的耐受力和重金属积累能力.     

镉离子对红树林底栖硅藻新月筒柱藻胞外多糖的影响

重金属镉在沉积物中普遍存在,易对底栖硅藻造成慢性毒害.研究了不同浓度的镉离子对红树林底栖硅藻新月筒柱藻的细胞生长、蛋白质含量及胞外多糖(extracellular polymeric substances,EPS)的影响.结果表明,与对照组相比,不同浓度的镉离子显著抑制了细胞的生长和蛋白质含量;0.001、0.01和0.1μg/mL实验组均显著抑制了EPS含量(p<0.05),浓度越高,抑制越强.但新月筒柱藻在不同生长阶段分泌附着胞外多糖(attached EPS,AEPS)和胶体胞外多糖(colloidal EPS,CEPS)不一样,在培养的前4d,CEPS含量高于AEPS含量10倍以上,4d后则AEPS含量高于CEPS.与0.001μg/mL的镉离子实验组相比,0.1μg/mL的镉离子促进CEPS的积累,而抑制AEPS的产生,特别是在生长前期.这说明细胞倾向于向培养基中分泌大量的CEPS,而不是在细胞周围形成大量的AEPS来缓解高浓度镉离子的胁迫.研究结果有助于了解镉离子在底栖硅藻集群的时空分布和沉积物的稳定性等方面的作用.     

光照强度对原位藻细胞组分生长及生物柴油性能的影响

为了探究光强对污水原位藻生长、光合活性及藻细胞胞内/外组分的影响,对比研究了2个光强(54μmol/(m²·s)、1 000μmol/(m²·s))下原位藻细胞数、藻液pH、叶绿素含量及光合作用参数(F_v/F_m、rETR)的变化,以及胞外聚合物、胞内蛋白质、多糖和脂肪酸含量等原位藻细胞内/外组分的响应特性。结果表明：与低光强相比,高光强下原位藻生物量下降47.63%,藻液pH由6.60快速提升至11.36,叶绿素浓度仅为1.66 mg/L,光合活性下降,生长被显著抑制;胞内蛋白质和多糖含量分别下降29.19%和16.23%,而胞外聚合物含量显著提高58.14%;脂肪酸含量上升(440.548 mg/L)且成分比例发生变化,高光强下培养的原位藻生物柴油具有较好的氧化稳定性能、亲水性能、燃烧性能、高温保护性能,而低温流动性及能量则略逊于低光强组。     

盐胁迫对鲁氏酵母菌生理特性的影响

研究了盐胁迫对鲁氏酵母菌(Zygosaccharomyces rouxii CGMCC 3791)细胞生理特性的影响,结果表明,盐胁迫使细胞生长受到抑制,单位(每克)菌体乙醇含量从11.64mg增加到19.20mg(120g/L NaCl)。分析细胞胞内pH值和胞内活性氧(ROS)水平,结果表明:盐胁迫使细胞胞内pH值水平降低,胞内活性氧(ROS)水平增加,同时胞内抗氧化酶系(过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶,以及谷胱甘肽过氧化物酶)的活力提高,从而抵御由盐胁迫引起的氧胁迫。研究了盐胁迫对鲁氏酵母菌胞内谷胱甘肽(GSH)含量的影响,结果表明,随着盐质量浓度增加,胞内GSH含量增加,在120g/L盐质量浓度下,GSH含量显著增加了73.4%。考察了外源添加GSH对细胞生长的影响,发现添加0.5g/L GSH的鲁氏酵母菌,在120g/L盐质量浓度下生物量提高了15%。本研究可对深入认识鲁氏酵母菌耐盐生理机制及进一步提高其耐盐性能提供理论支持。     

锌胁迫对狗牙根生理特性及锌积累的影响——以三峡库区消落带适生植物狗牙根为例

为了阐明锌胁迫对三峡库区消落带适生植物狗牙根(Cynodon dactylon(Linn.)Pers)的毒害机制,为锌污染水体、土壤植物修复提供理论依据.研究重金属锌对草本植物狗牙根新芽数、新根数、叶绿素、抗氧化酶系统的变化及重金属锌累积与分布的影响.结果表明:在0~80 mg/L Zn2+处理范围内,低浓度Zn2+对狗牙根新芽数、新根数及叶绿素含量表现出一定的促进性,新芽和新根数增加,叶片叶绿素含量提高;高浓度Zn2+导致狗牙根新芽和新根数、叶片叶绿素含量下降.当营养液中外源锌浓度< 40 mg/L时,狗牙根叶片中SOD、POD酶活性都增加,但当Zn2+浓度> 40 mg/L时,狗牙根叶片中SOD和POD酶活性降低,而CAT活性一直下降.狗牙根积累的锌主要分布于地下部分根,其次为茎.狗牙根能明显吸收江水中的Zn2+,故狗牙根可以用于修复被锌污染的水体、土壤,狗牙根具有潜在的应用价值.     

铜、锌、镉胁迫下玉米幼苗金属硫蛋白的响应

为研究Zn2+、Cu2+、Cd2+金属离子诱导玉米产生金属硫蛋白,采用实验室溶液培养的方式,通过不同浓度Zn2+、Cu2+、Cd2+(0.05、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 mmol/L)胁迫下,采用电感耦合等离子体(ICP-MS)测定玉米叶金属硫蛋白(MT)的诱导合成量。随着金属离子浓度的升高,MT的含量呈现先升高后下降的趋势。锌、铜、镉胁迫浓度分别为8.0、0.05和0.5 mmol/L时,玉米叶片中MT含量最高,当铜、镉离子浓度大于2 mmol/L浓度时,玉米出现了一定程度的死亡。研究结果表明玉米可作为锌、铜、镉污染的标志物。     

杜氏盐藻(Dunaliella salina)对重金属铜胁迫的生理响应

将不同质量浓度的CuCl_2溶液添加到培养基中,研究重金属铜对杜氏盐藻(Dunaliella salina)胁迫的生理响应.分别用不同质量浓度的CuCl_2溶液培养盐藻,检测盐藻的光合色素、可溶性多糖、蛋白质、SOD及MDA质量浓度的变化.结果显示,铜可抑制盐藻细胞的生长,且呈剂量-效应关系,72 h的EC50为9. 55 mg/L.随着铜质量浓度的增加,各质量浓度组盐藻细胞内叶绿素a、b、总叶绿素、类胡萝卜素、多糖和蛋白质质量浓度均显著性降低(P 0. 05或P 0. 01).铜可导致盐藻细胞氧化损伤,随着铜质量浓度的升高,SOD活力先升高后降低,MDA质量浓度升高.表明铜可以抑制盐藻细胞内光合色素、多糖和蛋白质的合成.盐藻对铜胁迫的响应机制可能是通过抗氧化防御系统.     

萘对铜绿微囊藻和聚球藻生长及叶绿素荧光影响的比较

为探究萘对不同粒径蓝藻的胁迫效应,采用5组不同质量浓度萘(0、0.01 mg/L、0.1 mg/L、1 mg/L、10 mg/L)分别对聚球藻(Synechococcus sp.)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa,PCC7806)进行为期7 d的处理,分析不同浓度萘处理下,藻细胞浓度、叶绿素a含量及叶绿素荧光参数的变化,探究不同浓度萘处理对2种藻的生长及生理影响。结果表明:(a)整个处理周期内,聚球藻的生长被显著抑制,其叶绿素a含量减小了3.9%~40.4%;(b)聚球藻的潜在光合作用能力、光合作用速率均有所减弱,但其耐受强光的能力有所增强,说明聚球藻对萘具有较强的敏感性;(c)萘对铜绿微囊藻生长具有显著的促进作用,增强了其潜在光合作用能力,但抑制了其细胞内叶绿素a的合成。     

耐铅锌微生物对矿山酸性废水中Zn2+和pb2+吸附性能分析

以分离于某铅锌矿选矿废水排水沟土壤中的菌株T1为对象,研究重金属离子Zn和Pb初始质量浓度、pH、吸附时间、吸附温度和菌体浓度等因素对菌株T1吸附矿山酸性废水中Zn2+和pb2+的影响.结果表明:考虑处理效果与经济成本的优化,在Zn2+和pb2+的初始质量浓度分别为100 mg/L和30 mg/L,溶液pH4.0,菌体质量浓度3g/L,吸附时间6h,温度30℃的条件下,菌体T1对Zn2+和pb2+的最大吸附率分别为79.86％和69.04％,此时吸附量分别为26.62 mg/g和6.9 mg/g.在一定的质量浓度范围内(Zn2+为25～125 mg/L,pb2+为10～50 mg/L),菌株T1吸附Zn2+和pb2+的过程符合Langmuir等温吸附方程,该过程以表面吸附为主.