两种硝酸盐浓度下威氏海链藻和盐生杜氏藻硝酸还原酶活力研究

把盐生杜氏藻(Dunaliella salina)和威氏海链藻(Thalassiosira weissfilgii)培养在两种硝酸盐浓度下(800μmol／L和200μmol／L),比较研究了它们在培养液中硝酸盐及亚硝酸盐的变化及细胞硝酸还原酶活力变动情况．结果表明,在两种硝酸盐浓度下,两种微藻培养液中硝酸盐及亚硝酸盐的变化基本相同．在高硝酸盐浓度下,两种微藻培养液中的硝酸盐减少并维持较高的浓度,且细胞叶绿素a含量较高;而在低硝酸盐浓度下,培养液中的硝酸盐在培养的第二天即被耗尽,且细胞叶绿素a含量很低．培养液中亚硝酸盐的变化在高浓度呈现逐渐增加的趋势,而在低浓度则呈现先增加后减少的趋势;两种微藻的硝酸还原酶活力在培养的第二天即达到最大值,随后迅速下降并维持一低值,但威氏海链藻的硝酸还原酶活力要略高于盐生杜氏藻．本研究结果表明,在不同硝酸盐浓度下藻类细胞内部的硝酸盐的吸收同化机制不同,从而导致营养盐的变化也各不相同．     

毛葱的镉吸收积累及亚细胞分布特征

采用营养液培养法、亚细胞组分差速分离技术和电感耦合等离子体发射光谱技术(ICP-AES),研究不同浓度Cd2+(1、10、100μmol/L)胁迫下,毛葱幼苗不同部位Cd、Fe、Mn、Cu、Zn等金属元素吸收积累的特点,以及根和叶中Cd的亚细胞分布状况.结果表明:(1)随着营养液中Cd2+浓度的增加,毛葱根、茎、叶各器官中Cd的含量均显著增加,Cd主要集中在根部,向地上部分的运输量很少;(2)Cd的吸收积累改变了根、茎、叶中Fe、Mn、Cu、Zn等矿质元素的含量;(3)叶和根各亚细胞组分中Cd的含量为:细胞壁组分细胞质可溶性组分细胞核、叶绿体组分线粒体组分;(4)随着营养液中Cd2+浓度的增加,细胞壁和细胞质组分中Cd增加的幅度远远大于线粒体、细胞核和叶绿体组分,Cd在细胞壁和细胞质组分中的分配比例呈上升趋势,在线粒体、细胞核及叶绿体中的比例呈下降趋势.这说明植物吸收的Cd主要积累在根部,细胞水平上,多数的Cd被细胞壁沉淀螯合和液泡区室化,避免了Cd对新陈代谢旺盛的亚细胞组分的影响.     

氮素形态配比对镉污染下小白菜生长及碳氮积累的影响

以小白菜为材料,设置4个镉(Cd)浓度水平以及3个氮素形态配比,分析镉-氮相互作用对小白菜生长及碳氮代谢相关指标的影响,结果表明:Cd的物质的量浓度为5μmol·L~(-1)时,对小白菜地上部分鲜重、总氮含量影响不显著;当Cd的物质的量浓度为50、100μmol·L~(-1)时,小白菜鲜重和总氮含量显著降低.无论是否添加Cd,硝铵比3/7处理的小白菜鲜重显著低于硝铵比10/0(全硝)和硝铵比7/3处理;100μmol L~(-1)Cd处理时小白菜地上硝酸盐的含量显著低于对照组,其余处理与对照差异不显著;不同Cd浓度处理均降低了小白菜的游离氨基酸含量,提高了其可溶性蛋白质含量.相对于全硝处理,以硝铵比7/3为氮源可提高50μmol·L~(-1)Cd处理时小白菜的总氮含量、游离氨基酸含量及100μmol·L~(-1)Cd处理的小白菜地上部分硝态氮含量.当以全硝及硝铵比7/3为氮源时,小白菜地上部分总碳含量随Cd浓度的增加而增加,而可溶性糖含量仅在100μmol·L~(-1)Cd处理时显著高于无镉对照组.小白菜地上部分总Cd含量随Cd处理浓度的增加而增加,但在全硝和硝铵比7/3处理间差异不显著.综上,不同硝铵比影响镉胁迫下小白菜的生长和碳氮积累,适宜硝铵配比有助于提高小白菜对镉的耐受性.     

三角褐指藻的培养条件研究

对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)进行了培 养条件研究,结果表明,在20 ℃下,采用去除氮源的No.4基本培养液,起始pH值为8.0,(N H2)2CO为氮源,氮浓度为0.01 mol/ L时,对藻细胞的光合自养生长极为有利,培养10 d,其生物量达441 mg/L.过高的碳酸氢钠 浓度(>0.04 mol/L)易引起培养液pH值的过大改变而导致培养液中出现沉淀,在培养液中加 入葡萄糖有利于藻细胞的生长,光合自养生长生物量浓度较低,混合营养明显促进藻细胞的 生长,且培养液中同时含质量分数0.2%葡萄糖和0.04 mol/L碳酸氢钠后藻生物量达1 630 mg /L,因此光合异养生长明显促进藻细胞的生长.     

三角褐指藻对不同形态铁的吸收和利用

分别向天然海水中添加不同浓度的FeCl_3、铁的乙二胺四乙酸络合物(Fe-EDTA)和铁的去铁胺络合物(FeDFO),对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)进行培养,研究其对不同形态铁的吸收和利用.每天测定藻细胞密度及体系液相中和藻细胞内外的铁浓度.结果表明:不同浓度的FeCl3和Fe-EDTA均可促进三角褐指藻生长,不同浓度的Fe-DFO均会抑制其生长.FeCl_3培养体系中,铁主要分布在藻细胞外;Fe-EDTA和Fe-DFO的培养体系中,铁主要存在于液相中.液相铁浓度均随培养时间的增加而减少,细胞内外铁浓度均随培养时间的增加而增加.3种形态铁的三角褐指藻生物可利用性由高到低依次为FeCl_3Fe-EDTAFe-DFO.该结果可为海水中铁的生物可利用性研究提供参考.     

东海原甲藻和链状亚历山大藻对硝酸盐和氨盐的生理响应

比较研究了硝酸盐和氨盐培养下,两种甲藻(东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和链状亚历山大藻(Alexandriumcatenella DH01))对氮营养盐的生理响应.结果表明,两种赤潮生物的最大比增长率均随着培养液中硝酸盐浓度的升高(20～80μmol/L)而增加,且硝酸盐培养下的最大比增长速率高于同浓度的氨盐,表明在高浓度下,硝酸盐是适宜的氮源.东海原甲藻硝酸还原酶活力(1.14～5.20 fmol/(cell.L.min))与硝酸盐吸收速率呈正相关,链状亚历山大藻中则未检测到硝酸还原酶活力;两种赤潮生物谷酰氨合成酶活力对硝酸盐和氨盐的响应存在差异,链状亚历山大藻谷氨酰胺合成酶活力(10.93～30.97 pmol/(cell.L.min))要远高于东海原甲藻(0.34～0.95 pmol/(cell.L.min)).两种赤潮生物对硝酸盐和氨盐的不同生理响应可能是引起赤潮期间种群更替的一个重要原因.     

镉在圆锥南芥(Arabis paniculata Franch.)中的亚细胞分布及其化学形态

通过水培的方式,采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法研究了Cd在圆锥南芥(Arabis paniculata Franch.)叶片和根中的亚细胞分布和化学形态。研究结果表明,在Cd处理浓度为1.0mg·L-1时,圆锥南芥叶片中的Cd主要贮藏在细胞壁和细胞核中,而根系中Cd的分布顺序为:细胞壁>核糖体>细胞核>叶绿体>线粒体;10.0mg·L-1Cd处理时,叶片中的Cd主要集中在细胞壁以及细胞核中,根系中核糖体含量最高,占全量的53.92%。这说明圆锥南芥叶片富集的Cd主要贮存在细胞壁以及细胞核中,而根系富集的Cd主要分布在核糖体与细胞壁中。化学形态结果表明Cd处理水平的变化对圆锥南芥Cd的化学形态有明显的影响。1.0mg·L-1Cd处理时,圆锥南芥叶片中以水提取态Cd为主,根系中乙醇提取态Cd的含量最高;当Cd提高到10.0mg·L-1时,叶片和根系中Cd均以NaCl提取态含量最高,说明随着Cd浓度的增加,Cd与蛋白质、果胶酸等形态结合是圆锥南芥减轻Cd毒害的主要机制。     

镉对集胞藻PCC6803生长的影响

以集胞藻为研究材料,研究不同浓度的Cd2 处理对集胞藻生长的影响.研究发现:低浓度的Cd2 处理(0~0.1 m g/L),能够促进集胞藻的生长,表现为叶绿素、可溶性糖、蛋白质含量随着浓度的增大而增大;当Cd2 浓度进一步增加时,Cd2 开始抑制集胞藻的生长,表现为叶绿素、可溶性糖、蛋白质含量减小,Cd2 浓度达到1.0 m g/L则完全抑制集胞藻的生长,无任何产物累积.     

不同浓度铁离子对栅藻生理生化特性和生长的影响

研究了不同浓度铁离子对栅藻生长和藻细胞抗氧化系统的影响.分析测定了培养基初始Fe3+分别为0,1.2×10-3,1.2×10-4,1.2×10-5,1.2×10-6,1.2×10-7mol.L-1时栅藻的细胞密度、生物量、蛋白质含量、总脂产量及脂肪酸组成,并研究了不同浓度铁离子对栅藻细胞的抗氧化系统的影响.实验结果表明,当培养基中初始铁离子浓度为1.2×10-4mol.L-1时最适合栅藻生长和蛋白质合成,蛋白质含量达到最大为97.33μg.mL-1;当初始Fe3+浓度为1.2×10-5mol.L-1时,栅藻细胞总脂占干质量最高达38.60%;C18∶2和C18∶3占总脂肪酸的比例随Fe3+浓度增加而降低.当Fe3+浓度达到1.2×10-3mol.L-1时,栅藻的生长受到抑制.与对照组(培养基不添加铁离子)相比,不同浓度铁离子使栅藻总抗氧化能力增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性有不同程度的提高,羟自由基能力受到不同程度的抑制.     

苯酚处理海洋微藻生物学效应的研究

主要探讨了在培养液中添加不同质量浓度(0、10、20、30、40、50、60 mg/L)的苯酚后,培养单细胞微藻(塔胞藻)产生的生物学效应.结果发现,苯酚对细胞繁殖有明显的抑制作用,特别是当苯酚质量浓度达到40 mg/L以上时,在前2轮培养的微藻的繁殖能力与对照相比均表现显著差异,个别处理甚至出现极显著差异.另外,苯酚处理后还降低藻细胞内的多种内含物(如蛋白质、叶绿素、多糖等)含量.但是,当连续培养多代后,藻细胞对不良环境就产生了一定的适应能力.     

不同浓度铁离子对栅藻生理生化特性和生长的影响

研究了不同浓度铁离子对栅藻生长和藻细胞抗氧化系统的影响.分析测定了培养基初始Fe3+分别为0,1.2×10-3,1.2×10-4,1.2 ×10-5,1.2×10-6,1.2×10-7 mol·L-1时栅藻的细胞密度、生物量、蛋白质含量、总脂产量及脂肪酸组成,并研究了不同浓度铁离子对栅藻细胞的抗氧化系统的影响.实验结果表明,当培养基中初始铁离子浓度为1.2×10-4 mol·L-1时最适合栅藻生长和蛋白质合成,蛋白质含量达到最大为97.33 μg·mL-1;当初始Fe3+浓度为1.2 ×10-5 mol·L-1时,栅藻细胞总脂占干质量最高达38.60％;C18∶ 2和C18∶3占总脂肪酸的比例随Fe3+浓度增加而降低.当Fe3+浓度达到1.2×10-3 mol·L-1时,栅藻的生长受到抑制.与对照组(培养基不添加铁离子)相比,不同浓度铁离子使栅藻总抗氧化能力增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性有不同程度的提高,羟自由基能力受到不同程度的抑制.     

雨生红球藻和红发夫酵母混合培养体系的氮代谢机理

雨生红球藻和红发夫酵母是自然界申能够大量合成虾青素的两种主要微生物,二者混合培养比单独培养能提高虾青素的产量,氮代谢是影响虾青素合成的关键因素之一．为此,着重研究了雨生红球藻单独培养及混合培养过程中的氮代谢机理．结果表明,在强光照射诱导雨生红球藻合成虾青素的过程中,藻细胞迅速吸收硝酸盐并向胞外分泌NH_4~ ,培养液中的NH_4~ 浓度上升,同时值pH值也急剧升高．由于NH_4~ 对藻细胞有毒害作用,抑制了虾青素的进一步合成．而在混合培养过程中,即使在虾青素大量合成阶段,培养液中的NH_4~ 浓度也基本稳定．进一步的分析结果表明,红发夫酵母细胞吸收利用了雨生红球藻细胞代谢过程中产生的NH_4~ ,培养液的pH值基本稳定7．0左右,从而使藻细胞内流向虾青素合成方向的碳代谢流始终保持较高的通量,提高了虾青素产量．     

镉对圆锥南芥锌的吸收、亚细胞分布和化学形态影响

通过营养液培养并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,分析了Cd对圆锥南芥Arabis paniculata Franch.叶片和根系中Zn的吸收、亚细胞分布和化学形态的影响。结果表明,Cd的添加不会抑制圆锥南芥的生长及对Zn的吸收。Zn在圆锥南芥中以多种化学形态存在;叶片中乙醇、水、NaCl、HAc提取态Zn分配比例较均匀;根系中主要以乙醇提取态和NaCl提取态为主,HAc与HCl提取态Zn的绝对含量与所占的百分比均较低,表明圆锥南芥中的Zn主要以无机酸盐以及氨基酸盐存在。对圆锥南芥Zn的亚细胞分布结果表明,叶片和根系中的Zn主要贮存于细胞壁中其次为细胞核,两者所占的比例分别为65%～83.5%和42.7%～87.3%,且Cd的添加提高了细胞壁中Zn的比例,促进了Zn向细胞壁中的转移。但Cd的添加对Zn的化学形态变化不明显。     

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 closterium (Ehr.) Reimann and Lewin)暴露在重金属锌96 h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Zn2 浓度小于10 mg/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)1 mg/L和10 mg/L的Zn2 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24 h内,藻细胞处在低Zn2 浓度(1 mg/L)时,藻细胞胞内吸收的Zn2 大于胞外吸附的Zn2 .而藻细胞处在高Zn2 浓度(10 mg/L)时,胞外吸附的Zn2 较胞内吸收的大,细胞内Zn2 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.     

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.     

环境因子对微藻胞外多聚物主要组分的影响

胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)对于微藻细胞的生长和用途具有重要的影响.以1株葡萄藻、1株栅藻和2株小球藻为研究对象,考察氮源含量改变时微藻EPS中主要组分多糖和蛋白质的变化情况.选取长势最优的葡萄藻,研究pH值、温度和培养方式对EPS组分的影响.结果表明:缺氮的生长环境会引起EPS中蛋白质含量的减少,最多可减少56.0%;微藻EPS中最多的是胞外多糖,占总EPS组分的58.08%~80.78%,而胞外蛋白质含量则占5.73%~13.45%;相比葡萄藻和栅藻,小球藻胞外存在更多的多糖和蛋白质.对于葡萄藻,pH值为11时EPS中多糖和蛋白质含量(按每克细胞计)与pH值为7时相比分别增加0.135和0.018g;降低温度使EPS多糖含量从0.014g急剧增加到0.600g;异养培养时EPS中多糖含量更高而自养培养时蛋白质含量更高.     

镉胁迫对转PprⅠ基因油菜生理生化的影响

利用露天盆栽试验研究了不同浓度Cd胁迫下转PprⅠ基因油菜和野生型油菜对Cd的吸收特性以及生理响应.结果表明:随着Cd胁迫浓度的升高,转基因和野生型油菜对Cd的吸收均显著增加,且二者地下部分的吸收都大于地上部分;在0.5mg/kg Cd处理下,转基因和非转基因油菜对Cd的吸收差异不显著,但1和2mg/kg处理下转基因油菜对Cd的吸收显著低于非转基因油菜.两种油菜对Cd的富集系数和转运系数均随处理浓度的升高而降低;随着Cd浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先上升后下降的趋势,且在相同处理浓度下,转基因油菜的SOD活性均高于非转基因油菜;丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,且其在转基因油菜中的含量均低于非转基因油菜;叶绿素a和叶绿素b的含量随Cd浓度的升高而下降.因此PprⅠ基因的导入,显著降低了油菜对Cd的吸收,提高了其可食部分安全性.     

乙醇对斜生栅藻叶绿素荧光特性以及油脂积累的影响研究

为了研究乙醇对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus XJ002)藻株光合效率以及胞内油脂积累的影响,首先采用酶标仪作为检测仪器,研究了尼罗红终浓度、二甲基亚砜(DMSO)体积分数、尼罗红染色时间对藻株油脂测定的影响,分析了藻株胞内油脂含量与尼罗红染色相对荧光信号强度之间的线性关系,为XJ002藻株胞内油脂含量的测定提供了一个简便、快速的方法.其次研究了不同体积分数的乙醇添加对XJ002藻株生物量、叶绿素荧光特性以及胞内总脂含量的影响.结果表明:XJ002藻细胞尼罗红染色最佳条件是:二甲基亚砜体积分数为2%,尼罗红的终质量浓度为2.0μg·m L~(-1),尼罗红的染色时间为5 min.添加高浓度乙醇导致藻细胞生物量与光合色素含量显著下降,影响了藻细胞光系统Ⅱ反应中心能量分配,抑制光系统Ⅱ反应中心受体侧电子传递活性.当乙醇处理浓度为3%时,XJ002藻株胞内总脂含量较对照组提高了5.19%,该研究表明乙醇可以作为XJ002藻株油脂积累的潜在诱导试剂.     

大肠杆菌对链状弯壳藻生长特性的影响

目的:探究细菌与链状弯壳藻共培养时对其生长特性的影响,了解链状弯壳藻改变存在状态、形成水华的原因.方法:研究了不同大肠杆菌(Escherichia coli)添加量对链状弯壳藻生物量、多细胞群体形成、胞外多糖含量等的影响.结果:大肠杆菌对链状弯壳藻的生长存在抑制作用,表现为总细胞密度随添加菌液浓度(0.2%～2%)的增加而减少;但细菌的存在对链状弯壳藻单细胞形成群体具有促进作用,其中1%的菌液浓度最有利于链状弯壳藻形成群体,群体细胞的密度约为对照的5倍.与1%菌液浓度共培养的链状弯壳藻胞外多糖含量是对照的2.3倍,且链状弯壳藻的胞外多糖含量与群体细胞密度正相关(P0.05).结论:细菌的存在是链状弯壳藻形成多细胞链状群体的重要因素.     

硝酸盐浓度对南极亚历山大藻毒素含量和组成的影响

研究了不同硝酸盐浓度(50～250 μmol/L)对南极塔玛亚历山大藻Alexandrium tamarense Polar(ATP)麻痹性毒素含量和组成的影响.结果表明,ATP所产毒素主要为N-磺酰氨甲酰基类毒素(C2毒素),占细胞毒素总量的90%,此外还含有少量的膝沟藻毒素(GTXs),如GTX5和GTX3,但未检出到其它麻痹性毒素.硝酸盐浓度的变化对ATP的细胞密度和生长率影响不大,但对GTXs和C毒素的单细胞毒素含量(fmol/cell)和毒素产量(μmol/L)均有显著影响.在培养期后期(第5天起),高硝氮浓度组(150 μmol/L及以上)单细胞毒素含量比低硝氮浓度组(100 μmol/L及以下)单细胞毒素含量增加了2～3倍,毒素产量提高20%～60%.但在整个生长过程中ATP的毒素组成保持相对稳定,均以C2为主要毒素组成.本研究结果表明,在海洋环境中硝酸盐浓度的增加可能会提高南极塔玛亚历山大藻细胞毒素的含量,从而提高了其潜在毒性.