藻类天线系统的结构与功能研究进展

藻类在植物进化序列中处于低等的光合细菌和高等植物之间.藻类和高等植物光合器相似,它们都有光系统Ⅱ和光系统Ⅰ两个光合反应中心,因而它们具有相似的光合作用功能,因此藻类光合作用的研究具有一般的意义;另一方面,高等植物的捕光天线是类囊体膜内的叶绿素,而藻类的捕光天线色素主要集中于紧连在类囊体膜外的藻胆体内.藻胆体是由多种藻胆蛋白组成的超分子复合物,含有数百个开链四吡咯色团,分子量高达几百万道尔顿.藻胆体的核心部分是变藻蓝蛋白,由核心向外放射状排列六根由藻红和藻蓝蛋白构成的天线杆,藻胆体的结构如图1所示.各种藻胆蛋白的巧妙搭配使得藻胆体内具有非常高能量传递效率(90%以上).因而,研究藻类天线系统的结构与功能,弄清其中高效能量传递的分子机理,对人工利用太阳能和光能转换器件的开发有借鉴和指导意义,多年来,藻类天线系统的结构与功能研究一直是重要的研究课题之一.     

细菌降解作用对异养黄化藻热解产气的影响

海洋或湖泊内大量浮游藻类在受热力降解作用之前的沉积埋藏过程中,其细胞会发生一些变化.一般而言,主要包括叶绿素消失、细胞黄化和藻细胞受到微生物的降解.我们用异养黄化藻类热模拟产烃的实验揭示300℃时异养黄化藻细胞热解产烃率为绿色自养藻细胞的32倍,黄化藻细胞热解产出的烃气率大大高于绿色藻细胞,两类藻细胞产气组分特征指标参数也明显不同.关于微生物降解作用对藻类热解成烃的影响资料非常有限.     

贵州台江中寒武世具节珊瑚藻类化石的发现

在贵州台江中寒武世凯里组中发现了目前最古老的具节珊胡藻类化石Ｐａｒａａｍｐｈｉｒｏａｓｉｎｉａｎｓｉｓｇｅｎｅｔ．ｓｐ．ｎｏｖ。该化石产地泥岩和页岩中,保存完好,具有钙化藻体,与其他以炭质薄膜形式保存的宏观藻类共生,并与西伯利亚早寒武世碳酸盐岩钙质藻类和震旦系陡山沱组磷化红藻有明显区别,鉴于以往报道的最古老具节珊瑚藻化石是白垩纪,这一发现对钙质藻类的系统发生和演化的研究会有一定意义。     

藻红蛋白微晶的激子光谱

光合作用天线系统起着吸收太阳能并把能量传递到反应中心的作用.光合作用天线系统中的能量传递已被证实非常高效和快速.实验证实,在藻类光合作用天线中,从藻红蛋白经藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白至反应中心,总能量传递效率超过90%;而时间分辨荧光谱实验证实,在完整细胞中,能量从藻红蛋白传递至反应中心全过程在小于50ps时间内完成.藻胆体是红藻和蓝藻的重要光合作用天线.藻胆体由核(core)和杆(rod)组成,核主要含变藻蓝蛋白,核的一面附着在类囊体膜上并与反应中心相联,另一半与多根杆相联组成半球     

湘南晚二叠世生物礁钙质海绵古生态特征及造礁机制探讨

湘南晚二叠世生物礁造礁生物主要是钙质海绵．通过野外礁组合露头观察、实测剖面及室内对钙质海绵的系统研究，在讨论造礁海绵的形态、生长发育与藻类的关系后认为：钙质海绵底栖固着生活，适宜在盐度正常，中等动荡循环水流，光照充足，温暖的较远岸的浅水海洋环境．藻类对海绵造礁有重要作用，一方面，从群落生态看。藻类和海绵是互利的，藻类附着在活着的大型海绵上，增强海绵的抗浪性；另一方面，覆盖在死亡、倒伏的海绵上。加固了礁基底，为新一代海绵幼虫提供硬基底，完成海绵原地世代更替，形成独特的藻—海绵造礁机制．     

荒漠地表生物土壤结皮的微结构及其早期发育特征

新疆古尔班通古特沙漠是我国最大的固定和半固定沙漠, 其间广泛发育的生物土壤结皮是除种子植物以外固定沙面的重要生物因子. 地表生物土壤结皮移除后, 经过1年的恢复, 已形成沙粒相互黏结的状态. 沙粒通过黏性菌体及其分泌物的黏结作用而相互连接, 从而形成具有一定的抗外力干扰能力的结皮, 但其抗压强度仅为13.42 ± 1.38 Pa. 组成胞外多糖的各单糖组成中以葡萄糖、甘露糖和一种葡萄糖的同分异构体为主, 其次为半乳糖、阿拉伯糖, 其摩尔比依次为19︰14︰14︰6︰1. 经过4年的恢复, 藻类结皮逐渐形成, 抗压强度增加至32.53 ± 3.08 Pa. 藻结皮以陆生蓝藻具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)为优势种. 此时, 沙粒间依靠细菌分泌物所产生的黏结作用开始逐步减弱, 取而代之的是丝状藻体更紧密和高强度的机械束缚作用以及藻体胞外分泌物对沙粒的黏结作用, 对维持藻结皮的结构起着至关重要的作用, 是藻结皮强度提高的主要贡献者. 随着丝状藻类的生长, 脱落的胶质鞘仍能够将更加细小的颗粒黏结在周围, 起到一定的固定沙粒的作用. 这为人工合成胶质鞘类似化合物用以固定沙面提供一定的参考依据.     

存活3万年的细菌

美国科学家在一块盐晶中发现了存活3万年之久的太古菌，它们以同样身陷图圄的藻类遗骸为食。这是迄今有关生物体长期生存的最具说服力的例证。 科学家解释说，每个含有活太古菌的晶体里面都存在名为杜氏藻的盐湖藻类死亡细胞，死亡细胞内含有高浓度丙三醇，太古菌便以此为生。     

叠层石衰落之谜

叠层石是藻类繁衍生息形成的生物遗迹岩石.元古代叠层石生长于潮上带、潮问带和潮下带的滨海地区.元古代藻类--丝体藻主要生活在平坦的沉积碳酸盐岩表面之上10 mm的范围内.     

一些可供海产动物幼体餌料的单胞綠藻及其培养方法初报

海洋动物幼体除摄食部份細菌和腐敗的海藻碎屑以及极小量的其他动物的小型卵子外,大部份都摄食个体微小的单細胞海藻。单胞缘藻体內所含淀粉、蛋白等有机物貭甚为丰富,是进行人工养殖动物幼体最为理想的餌料。在沿海石沼及靜水港湾海水中,生长着团藻类的单細胞海藻,其中較常見的有片藻(Platymonas)和盐藻(Dunaliella)这两属的藻类,前者生活范围很广,一般海水中都有,后者生活范围較窄,但在盐度較高的海水中也很容易找到。     

荒漠藻结皮的胶结机理

通过生物学与土壤学、矿物学、糖化学和风沙物理学多学科实验方法的综合利用，对强度显著不同的多年老龄荒藻结皮、野外人工藻结皮、室内人工藻结皮进行研究，从多方面、多层次揭示了藻结皮胶结机理问题。结果发现强度最弱的室内人工藻结皮中藻体多分布在表面，胞外聚合物含量低，强度维持仅靠藻丝的机械束缚；野外人工藻结皮中大多数藻丝生长在深层，同时分泌更多胞外聚合物，当藻类单位生物量产生1.4倍以上的有机质时，部分胞外聚合物开始聚集结皮，表面低凹处形成一有机质层，使结皮强度提高2．5倍；当该有机质层吸附、截留了一定量尘埃、土粒和沙粒变成无机层时，使强度再次提高2－6倍，建群种－具鞘微鞘藻（Microcoleus vaginatus)胞外聚合物的88.5%为酸性成分，785为380kD的酸性蛋白糖，其中糖醛酸最达8％，它们的自由羧基是与基质中金属离子结合的重要位点。     

蓝色裸甲藻藻蓝素的初步分离和光谱特性

一般认为,藻胆素是蓝藻类、红藻类和隐藻类植物光合作用的主要天线色素,这类色素能高效地将吸收的光能传递给叶绿素a,并为光系统Ⅱ反应中心提供能量.根据其光谱特性,藻胆素又可以分为许多种不同的类型,不同类型藻类具有不同类型的藻胆素.因此,它们在藻类系统演化上有着重要意义.     

水生植被对富营养化湖泊生态恢复的作用

湖泊富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入水体，浮游植物建立优势导致水生态系统的结构破坏和功能异化的过程，它导致水体的溶氧下降、透明度降低、水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡。据调查我国湖泊普遍受到N、P等营养物的污染，1996年全国有80％的湖泊总N、总P超标，16个被调查湖泊有8个耗氧有机物超标，且情况仍在恶化，湖泊的治理成了当务之急。治理湖泊的方法有物理方法如疏浚底泥、机械过滤、引水稀释等；化学方法如杀藻剂杀藻等；物化法如木炭吸附藻毒素等；生物方法如放养鱼等，均取得一定的成效。但是水生高等植物与藻类同处于初级生产的地位，与藻类竞争营养、光照和生物空间等生态资源，所以水生植被组建及其恢复，对于富营养化水体的生态修复具有极其重要的地位和作用。     

第四纪沉积物中重要蕨类孢子和微体藻类的古生态环境指示意义

类型丰富的蕨类孢子与微体藻类在第四纪沉积物中频繁出现,然而对其中的大部分蕨类孢子和重要微体藻类所蕴含的古生态与古环境信息仍缺乏深入分析与研究.论文详细地总结和分析了其中的7种(属)重要的化石孢子和微体藻类的形态学特征、产地、时代、分布区域及其古生态环境指示意义,即中华卷柏(Selaginella sinensis (Desv.)Spring,1843)、水蕨(Ceratopteris cf.thalictroides (L.)Brongn,1821)、短棘盘星藻(Pediastrum boryanum (Turp.)Meneghini,1840)、单角盘星藻(P.simplex Meyen,1829)、整齐盘星藻(P.integrum Ngeli,1849)、刺甲藻属(Spiniferites Mantell,1850,emend Strjeant,1970)以及环纹藻属(Concentricystes Rssignal 1962,emand Jiabo,1978).除环纹藻属的系统位置仍存疑之外,其他化石类型中所对应的植物视其亲缘关系可归属到相应的自然科属.它们分别属于蕨类植物卷柏科(Selaginellaceae)的卷柏属(Selaginella Spring)、水蕨科(Parkeriaceae)的水蕨属(Ceratopteris Brongn)、绿藻门水网藻科(Hydrodictyaceae)的盘星藻属(Pediastrum)、沟鞭藻类刺甲藻科(Spiniferitaceae)以及疑源类系统位置未定亚类的环纹藻属.这些蕨类孢子和微体藻类的植物体往往适应特定的生境,除中华卷柏适应温干气候条件或温暖偏湿的山坡或林下阴处石灰质土壤环境条件外,其他均为与水体环境紧密相联的水生植物.水蕨、盘星藻和环纹藻属于淡水种,适宜在各种大小型自然湖沼湿地和水田、水沟等人工湿地生长和繁殖;刺甲藻则生活在近海海域中,属于咸水种.它们在我国第四纪地层的沉积物中含量丰富,而且在有些层位中个体浓度非常高,因此,这些适应特定生境的蕨类植物和微体藻类成为阐述第四纪古生态与古环境的强有力证据.     

单细胞藻的有性生殖

近年来关于植物有性生殖的研究较多,且较为深入。特别是在植物有性生殖过程中,性细胞的识别系统(recogrition systems)和植物性激素(phyto-sexuhormones)方面的研究,已深入到分子水平,在生物学的基本理论和生产实践中都有一定的指导意义。但目前了解到的有关藻类性方向的知识与实际情况还有很大的距离。这一方面是因为藻类经常在它们个体发育中,还有许多没有弄清楚的事实。另一方面又不断地知道更多的因素影响性的过程,所以关于藻类性的研究,还有十分广阔的前途。特别是对单细胞藻的有性生殖的研究进行得较少,资料比较零散。本文对单细胞藻有性生殖研究作一综述。     

藻胆体-类囊体膜复合物内能量传递机制研究——Ⅰ.光状态转换技术和光谱解叠方法

目前,对藻类光合作用原初过程的研究大多集中在藻胆体(PBS)、孤立藻胆蛋白(Biliproteins)及PSⅡ和PSⅠ反应中心上,得出激发能在这些复合物内的定性流向和定量参数,从而为这一领域进行深入研究奠定了可靠的基础。然而,由于上述研究是对孤立的或部分的光合器而不是对整体来进行的,所以,它不可能解释藻胆体为什么能将其所吸收的光能高效地和快速地传递给反应中心并将其在两个反应中心(PSⅡ和PSⅠ)之间进行合理地分配。为了解决这一问题,一些研究人员利用光状态转换(Light state transition)技术和时间分辨光谱技术对整藻细胞进行研究,基于研究结果,人们对藻胆体向光合反应中心能量传递机制找出3种可能的模式:(1)“溢出”模型(Spillover over model),该模型认为:能量传递途径是PBS-PSⅡ-PSⅠ;(2)二元复合物模型,也就是说PBS-PSⅡ复合物和PBS-PSⅠ复合物独立存在,能量传递途径是PBS-PSⅡ和PBS-PSⅠ;(3)三元复合物模型,它认为存在一个三元复合物(PSⅡ-PBS-PSⅠ),能量从PBS向PSⅡ和PSⅠ分配是通过PBS在该复合物中精确的位移来调节的。许多研究结果表明能量“溢出”模型不是能量从PBS向PSⅠ传递的主要途径。目前蓝藻光合作用光状态1和光状态2的相互转换的分子作用机制还不清楚,鉴于此,本文通过对藻胆体-类囊     

用氧自旋探针方法微量测定发菜光合与呼吸的氧变化

光合放氧和呼吸耗氧是光合生物的重要生理指标。藻类的这些氧变化通常可用氧电极来测定。发菜(Nostoc flagelliforme,发状念珠藻)是一种有较高经济价值的陆生蓝藻(蓝细菌)。由于对其生理学研究甚少,至今尚未能作人工养殖。通常研究藻类光合和呼吸作用     

钝顶螺旋藻C-藻蓝蛋白和异藻蓝蛋白能量传递模型的构建

藻胆蛋白包括藻红蛋白、藻蓝蛋白、藻红蓝蛋白和异藻蓝蛋白4大类,它是由脱辅基蛋白和开链的四吡咯结构的色基通过硫醚键共价交联的,在可见光区域有强烈的吸收并有极高的荧光量子产率。在蓝藻和红藻细胞的类囊体膜上,不同的藻胆蛋白分子组成高度有序的超分子结构——藻胆体,作为光合作用的捕光色素系统。钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)的藻胆体主要是由C-藻蓝蛋白(C-phycocyanin CPC)和异藻蓝蛋白(allophycocyanin APC)以及连结蛋白所组成的。     

蓝裸甲藻(新种)(Gymnodinium cyaneum Hu sp.nov.)藻胆素(Phycobilin)的发现及其意义

在藻类的光合色素系统中,叶绿素a是各门类所共有的.但就其采收光能的天线色素而言,因门类而有很大的差别.因此,天线色素的不同就成为研究藻类系统分类和演化问题的重要依据之一.藻胆素是某些藻类光合系统中的主要天线色素.研究表明,藻胆素仅存在于蓝藻类(cyanophyceae)、红藻类(Rhodophyceae)和隐藻类(cryptophyceae)中.甲藻(Pyrrophyceae)的某些类型因其细胞核缺乏真核生物所具有的碱性蛋白而被称为间核生物(Mcsokaryota).从细胞核的性质来说,这些类型无疑是比较原始的.因此,光合自养的甲藻类是否具有藻胆素及     

似球状沟鞭藻化石重新解释早、中寒武世甲藻甾烷的来源

在塔里木盆地和4井寒武系的膏盐沉积以及肖尔布拉克剖面玉尔吐斯组下部的燧石层中发现了一类外披厚重胶被,内含若干配子的球形化石,描述了此类化石并将其和球状沟鞭藻相比较,这些化石可能是球状沟鞭藻类的球形生活史阶段（植物性孢囊）,如果这种认识正确的话,那么似球状沟鞭藻类化石可以对塔里木盆地和4井寒武系的沟鞭藻类特征性生物标记物给予合理的解释。     

上海志丹苑遗址元代水闸的再现及古河道演变

通过对上海志丹苑遗址剖面地层中盘星藻、双星藻、环纹藻、硅藻、介形虫、有孔虫等微体化石的研究, 推测了石闸建造后的古河道水体变化. 河道水体早期就受到海水交汇影响, 中期从海生硅藻及有孔虫的增多, 反映海水上溯能力增强, 到后期, 剖面上部海生藻类、有孔虫数量减少, 反映志丹苑所在河道与海水的连通性逐渐降低.