铜藻应对强光胁迫的光合适应

近年来,以漂浮种群出现的铜藻金潮频繁暴发,其作为一种特殊的生物入侵现象,对海洋生态系统造成巨大负面影响。金潮暴发时,藻体于海水表面漂浮会接受更高的光强,但铜藻应对强光胁迫的光合响应机制尚不明确。设置低光(460μmol/(m²·s))、中光(920μmol/(m²·s))、高光(1 380μmol/(m²·s))3个强光水平,探讨铜藻在强光胁迫下的光合响应及适应。结果显示,经120 min强光处理后,铜藻的光合效率显著降低,最大光化学量子产量(F_v/F_m)随光照时间和强度的增加逐渐下降,高光条件下F_v/F_m值最小。相应地,强光处理后,单位反应中心吸收、耗散的能量以及捕获用于还原质体醌A的能量均显著增加,电子传递受到抑制,低、中、高3个强光水平的最大相对电子传递速率(R_max)较初始状态分别降低了28.83%、40.34%、54.14%。同时,铜藻通过提高光系统Ⅱ反应中心净关闭率、增强非光化学淬灭和提高类胡萝卜素含...     

马家柚光合特性研究

马家柚是江西省上饶市地方特色柚树。为了掌握马家柚叶片光合特性，利用Li-6400xt便携式光合仪对6年生马家柚的光合特性进行了系统研究。结果表明：马家柚叶片光合日变化为“双峰型”,具有“午休”现象，光合速率最大值出现在上午10:00时，光合速率最大值在4.4～7.7μmolCO₂/(m²·s)之间；马家柚叶片光补偿点在35.1～99.7μmol/(m²·s)之间，光饱和点在1 224.6～1 809.2μmol/(m²·s)之间；马家柚叶片光合速率的在CO₂浓度为1 500μmol/mol时达到最高，此时马家柚叶片光合速率在6.9～26.1μmolCO₂/(m²·s)之间；马家柚光响应曲线和CO₂响应曲线与其生长规律基本一致，最大光合速率随生长期不同呈先上升后降低的趋势。     

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.     

NaClO/Fe2+强化含藻污泥脱水性能与机理研究

次氯酸钠强化二价铁盐混凝能够有效提升含藻污泥的脱水性能与效果。当NaClO质量浓度为1.5～2.0 mg·L^-1时，含藻污泥的脱水性能达到最佳。过量NaClO的氧化作用使得藻细胞完整性受损，胞内物质外溢，阻碍了细胞间水分的释放，导致脱水性能下降。Fe²⁺被NaClO氧化后原位生成Fe³⁺，继而形成Fe（OH）₃，强化了高藻水的混凝效果；NaClO使得部分亲水性胞外聚合物降解，其中蛋白质和多糖等组分含量降低，有利于藻细胞间水分释放，从而提高了含藻污泥的脱水性能。此外，NaClO强化二价铁盐混凝对溶解性有机物的去除率由74%上升至90%，腐殖质类大分子和芳香族化合物的含量也有所下降，提升了水质净化效果。     

光质和光强对青钱柳生长和抗氧化酶活性的影响

【目的】 青钱柳是我国特有的单种属植物,具有材用、观赏和药用价值,通过研究青钱柳在不同光质和光强处理下的生理生化适应性,为青钱柳叶用人工林定向培育提供理论依据。【方法】以青钱柳当年生实生苗为试验材料,在人工气候室恒温恒湿的条件下,设置白光、红光、蓝光、绿光和紫光5种光质和低(500 μmol/(m²·s))、中(750 μmol/(m²·s))、高(1 000 μmol/(m²·s))3种光强梯度处理,测定青钱柳的生长指标和抗氧化酶活性。【结果】不同光质和光强处理对青钱柳幼苗各项生长指标和抗氧化酶活性有显著影响,且光质、光强两者存在显著的交互作用(P<0.05)。不论在何种光质条件下,青钱柳苗木的苗高、地径增长量和生物量等生长指标均随着光强的增加呈上升趋势,而SOD、POD和CAT的活性则随着光强的增加呈现下降趋势。红光和蓝光处理下的青钱柳幼苗长势最好,但抗氧化酶活性显著较低; 而绿光和紫光处理的青钱柳苗木长势较差,但抗氧化酶活性显著较高。【结论】 光质和光强显著影响青钱柳幼苗生长和抗氧化酶活性,高光强水平下的红光和蓝光对青钱柳幼苗的生长有利,可为青钱柳复合经营林分结构构建提供参考。     

干旱胁迫对药用植物马比木叶片光合特性的影响

采用LI-6400便携式光合仪器测定并分析了不同干旱和光照强度胁迫下,药用植物马比木(Nothapodytes pittosporoides(Oliv.) Sleum.)叶片的光合响应。结果表明：马比木的光合特性对光合有效辐射(PAR)和土壤水分变化响应明显,弱光条件下(PAR<200μmol/(m²·s)),光补偿点(LCP)随土壤水分含量减小呈现先减小后增大趋势,表观量子效率(AQE)则呈逐渐减小趋势;强光条件下(PAR>600μmol/(m²·s)),光饱和点(LSP)先增加后减小,在水分含量10.5%～22.0%范围达到最大值,净光合速率(P_n)和水分利用率(WUE)处于稳定阶段且保持在最大值附近。马比木对弱光的利用能力更强,对强光也有较好的适应性;土壤水分含量10.5%是其耐旱极值,22.0%～25.8%较适合生长。     

温度对8种底栖硅藻生长及其理化成分的影响

考察了不同温度对8种底栖硅藻生长及其理化成分的影响.结果表明:温度低于15℃或高于30℃均不利于细胞生长,同时也不利于胞内理化成分的积累.在15~25℃之间细胞比生长速率及主要理化成分(叶绿素、胞内蛋白和多糖、胞外多糖及总脂肪)含量均可达到最大,而不同藻种的理化成分最大含量也有较大的差异,最高和最低叶绿素含量差值可达8.0 mg/L,胞内蛋白含量差约4.0%多糖含量差约14.0%,总脂肪含量差约为8.0%,胞外多糖浓度含量差约15mg/L.     

不同林龄杨树人工林土壤有效氮对 模拟氮沉降的初期响应

为了解森林生态系统对持续氮增长和快速氮循环的响应模式及反馈机制,选择3种林龄杨树人工林作为试验样地,设置N₀(0 g/(m²·a))、N₁(5 g/(m²·a))、N₂(10 g/(m²·a))、N₃(15 g/(m²·a))、N₄(30 g/(m²·a))共5个不同浓度进行模拟氮沉降实验,探讨3种林龄杨树人工林土壤有效氮含量及对模拟氮沉降的响应。结果表明:①幼龄林、中龄林和过熟林的铵态氮占总有效氮含量的比例分别为18.50%～28.81%、23.14%～34.52%和32.60%～49.92%; ②随着外源氮浓度的不断增加,3种林龄土壤硝态氮含量都呈显著的增加趋势,且高氮处理对有效氮的影响高于低氮处理,而铵态氮只在幼龄林和中龄林中高氮处理(N₃和N₄)之间差异显著; ③幼龄林土壤硝态氮含量对不同浓度的氮沉降响应比中龄林和过熟林更为敏感,而铵态氮在3种林龄之间无显著规律; ④3种林龄土壤表层(0～10 cm)的铵态氮、硝态氮含量对氮沉降响应更加敏感。     

紫外线照射微藻的遗传学效应的研究

探讨了不同时间下紫外线照射塔胞藻(Pyramimonas sp.)后产生的遗传学效应.结果表明,随着紫外线照射时间的延长,藻细胞的生长繁殖能力下降,细胞内叶绿素、蛋白质的含量呈下降趋势;细胞体积变化不大,多糖含量高于对照样品.当按照原处理方式继续培养后,发现藻细胞逐渐对不良环境产生了适应能力.     

兴安落叶松天然林新老枝叶光合能力及水分利用效率研究

【目的】兴安落叶松林是我国大兴安岭地区顶级植被,每年长出的新枝和老枝间有明显的特征差异,而这种差异可能会引起新枝叶和老枝叶光合能力及水分利用效率的差异。笔者探究新枝叶和老枝叶间光合能力的差异,分析兴安落叶松光合能力对环境变化的响应,以准确估算大兴安岭地区顶级群落的光合及水分利用情况。【方法】于2016年6—9月在黑龙江漠河森林生态系统定位研究站对不同分化等级的兴安落叶松新枝叶和老枝叶的光合能力(P_n,max)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(C_WUE)等指标进行测定。【结果】兴安落叶松新枝叶和老枝叶平均P_n,max分别为5.654和3.248 μmol/(m²·s),平均T_r分别为1.291和0.779 μmol/(m²·s),新枝叶P_n,max和T_r分别比老枝叶高74.1%和65.7%。新枝叶和老枝叶平均C_WUE分别为5.077 和4.762 μmol/mmol,新枝叶比老枝叶高6.61%。【结论】兴安落叶松林各分化等级间P_n,max、T_r和C_WUE均差异不显著(P>0.05); 但新枝叶及老枝叶的P_n,max和T_r均表现为差异极显著(P<0.01),新枝叶和老枝叶平均C_WUE则差异不显著(P>0.05),仅6月中旬与其他月份间C_WUE差异极显著(P<0.01)。因此,兴安落叶松新老枝叶在光合能力和蒸腾速率上存在较大差异,而水分利用效率的差异较小。     

光照对坛紫菜生长和无机碳利用的影响

］以坛紫菜Z-61品系为研究材料,分析坛紫菜叶状体和丝状体在三种光强（10,50,500 μmol·m-2·s-1）下的应答。发现:1）坛紫菜叶状体和丝状体的光系统 Ⅱ 最大量子产量及叶绿素a和藻红蛋白的含量都随光强增加而降低,但净光合速率、最大光合速率、胞外碳酸酐酶活性和总碳酸酐酶活性则随光强增加而增加。2）当光强从10 μmol·m-2·s-1增加到500 μmol·m-2·s-1时,坛紫菜叶状体的生长速率约增加77%;丝状体的生长速率先增加后降低,在光强500 μmol·m-2·s-1下达到最低,比在10 μmol·m-2·s-1下显著下降了约90%。3）在三种光强下,坛紫菜叶状体的最大光合速率、光系统 Ⅱ 最大量子产量和生长速率都大幅高于丝状体。这些结果表明:坛紫菜的光系统 Ⅱ、光合作用与生长对光强的应答并不完全一致;叶状体比丝状体更适应高光,这可能是长期进化的结果;光强可以改变坛紫菜对无机碳的吸收。     

A／O 两种工况条件下污泥胞外聚合物的比较研究

研究A/O全部回流与部分回流工艺各反应阶段污泥胞外聚合物的组成情况以及与污泥性能的关系,采用蒽酮-硫酸法、考马斯亮蓝法分别测定了污泥胞外聚合物中多糖和蛋白质的浓度,结果表明,污泥的絮凝沉降性与多糖蛋白质总量没有明显规律,而是受多糖与蛋白质比值的影响,多糖所占比例越大,污泥絮凝性就越差;多糖与蛋白质比值在中性环境比碱性环境和酸性环境大,多糖/蛋白质值约32.7,酸性环境下,多糖与蛋白质比值最小,多糖/蛋白质值约4.72．     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是我国东北东部山区的地带性顶极植被,全球氮沉降增加可能影响其碳循环的各个过程。在2010年和2011年的5—10月,对典型阔叶红松林进行了模拟氮沉降实验。实验设置了对照(N₀, 0 kg/(hm²·a))、低氮(N₁, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N₂, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N₃, 120 kg/(hm²·a))4种模拟氮沉降处理,每隔半个月采用Li-6400-09便携式CO₂/H₂O气体分析仪对土壤呼吸速率进行测定,研究了氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响。结果表明:① 各处理土壤呼吸速率的季节变化与5 cm深度的土壤温度相似,均呈现出明显的季节变化趋势,最大值出现在6月中旬(3.84～4.55 μmol/(m²·s)),最小值出现在5月初(1.37～1.84 μmol/(m²·s)),土壤温度的变化可解释土壤呼吸速率季节变化的49.9%～69.2%。② 各处理的土壤呼吸速率与土壤温度呈指数相关(R²=0.499～0.692),土壤呼吸速率与土壤温度、湿度及其相互作用的回归模型可以解释各处理土壤呼吸速率52.2%～73.5%的季节变异; ③ N₀、N₁、N₂和N₃样地土壤呼吸温度敏感系数Q₁₀值分别为2.10、1.93、1.97和2.01; ④ 各处理样地土壤呼吸速率的平均值分别为3.09、2.78、3.06和2.90 μmol/(m²·s),与对照样地N₀相比,土壤呼吸速率和凋落物量无明显相关(P> 0.05)。     

白玉菇液体发酵菌丝体生长和产胞外多糖培养基的优化

白玉菇液体发酵培养基的最优配方可为白玉菇工业扩大培养提供基础资料。以葡萄糖、酵母粉、KH₂PO₄和MgSO₄为主要因素,选择胞外多糖含量和菌丝体生物量为试验指标,采用L₉(3⁴)正交试验进行液体发酵培养基的优化。通过抽滤分离菌丝体,烘干称重,计算菌丝体生物量;用苯酚-硫酸法测定胞外多糖含量。试验测得通过对试验结果进行综合加权评分,确定了白玉菇液体培养基的最优配方为葡萄糖 3%、酵母粉 0.15%、KH₂PO₄ 0.30%、MgSO₄ 0.20%。     

培养条件对紫球藻生长及代谢产物产生的影响

就接种量、装液量、光强和pH值等影响紫球藻生长及代谢产物产生的因素进行了研究.实验结果表明pH5～9之间对藻生长无明显影响,当pH6.5时有利于代谢产物的产生;光照强度对藻生长影响较大,光强为2500lx有利于其生长,光强为3500lx有利于胞外多糖的积累;1.59×106/mL接种量有利于藻生长,也有利于胞外多糖和β-胡萝卜素的积累;低装液量对藻生长和代谢产物的积累都有利.     

高浓度CO_2对小新月菱形藻胞外碳酸酐酶活性和光合作用的影响

以赤潮硅藻小新月菱形藻(Nitzschia closterium var.minutissima)为实验材料,研究了短期内(12 h)高浓度CO2(5%CO2)对其胞外碳酸酐酶活性和光合作用的影响,结果显示,高浓度CO2培养导致小新月菱形藻胞外碳酸酐酶活性、叶绿素a和叶绿素c含量明显下降.与通空气培养(0.035%CO2)相比,在短期内(12 h)胞外碳酸酐酶活性下降了75.4%,叶绿素a、c含量分别降低了5.6%和7.3%;高浓度CO2培养下最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(Yield)和光化学淬灭系数(qP)下降,但非光化学淬灭系数(gN)升高.研究结果表明,高浓度CO2对胞外碳酸酐酶活性具有明显的抑制作用,小新月菱形藻通过调整光系统Ⅱ的能量流动和能量利用效率以适应高浓度CO2的环境.     

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.     

浓缩污泥中胞外聚合物组分与脱水性的关系

为研究浓缩污泥中胞外聚合物的组分(蛋白质和多糖) 对污泥脱水性的影响, 对添加和未添加腐殖土的浓缩污泥进行21天的高温(55℃) 厌氧消化试验。通过离心和热提取的方法分别提取浓缩污泥中的溶解态胞外聚合物(dissolve-EPS)及结合态胞外聚合物(bound-EPS),并对污泥的溶解态和结合态的胞外聚合物以及脱水性(毛细吸水时间表征) 进行跟踪监测。结果表明, 高温厌氧消化过程中, 污泥毛细吸水时间随时间的增加逐渐增大。统计分析结果表明, 污泥毛细吸水时间与溶解态蛋白质和多糖有显著地正相关(0.868, 0.959), 与结合态蛋白质和多糖有显著地负相关(-0.783, -0.831)。厌氧消化21天后, 添加腐殖土的污泥中溶解态多糖比未添加的低 7% 左右, 而溶解态蛋白质、结合态蛋白质和多糖没有明显变化。添加腐殖土的污泥毛细吸水时间比未添加的降低了25% , 这表明, 污泥中溶解态多糖对污泥的脱水性起主要作用。     

光暗周期对3种海洋浮游硅藻胞外多糖生产的影响

3种海洋浮游硅藻,网纹三角藻(Triceratiumreticulum),骨条藻(Skeletonemasp.)和三角褐指藻(Phaeodacty lumtriconutum)培养在3种不同的光暗周期下,研究了光暗周期对硅藻胞外多糖生产的影响.结果表明,光暗周期对硅藻胞外多糖生产的影响具有种间特异性,且与细胞生长周期有关.网纹三角藻和三角褐指藻在长光照条件下(L/D:16/8h),胞外多糖含量较高,前者最大值出现在生长期前期,而后者则在生长期后期;骨条藻在短光照条件下(L/D:8/16h)胞外多糖含量较高,最大值出现在生长期后期.3种硅藻中,网纹三角藻的胞外多糖的产量最高,达103～104pg/cell,中肋骨条藻和三角褐指藻则较低.光暗周期可能影响了细胞内光吸收总量、细胞分裂模式及细胞内有机物质的合成,从而影响到胞外多糖的生产分泌.     

白桦转BpGH3.5基因叶片早衰突变株的光合特性及生长分析

【目的】植物叶片早衰将影响作物产量和品质,研究叶片早衰机制对于培育耐早衰优良品种具有重要意义。【方法】以转BpGH3.5基因的白桦叶片早衰突变株(G4)、非转基因白桦(WT)及叶片正常的转基因白桦(G21)等为材料,测定其叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)等光合指标,测定苗高的时序变化规律。【结果】叶片早衰突变影响了叶片叶绿素的合成及积累,突变株的叶绿素相对含量(SPAD)均值为36.08,相对两个对照株系分别下降7.34%、7.48%。叶片早衰突变影响了白桦光合呼吸作用。突变株的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别为WT野生株系的67.54%、64.44%、64.93%,胞间CO₂浓度达到234.33 μmol/mol,显著高于G21对照株系( P<0.05)。突变株的当年高生长显著低于WT、G21 两个对照株系,当年高生长分别是WT、G21 两个对照株系的68.9%、85.0%。利用Logistic方程对3个参试株系当年苗高生长量的变化过程进行了拟合,其系数均高于0.98,同时,通过Logistic方程计算的生长参数揭示了早衰突变株高生长较两个对照株系低的原因是速生期苗高平均生长量(GR)、苗高日生长量的平均值(GD)等生长参数较低。【结论】转BpGH3.5基因的白桦发生了叶片早衰现象,使叶绿素提前降解,影响了光合呼吸作用,进而影响了苗高生长。