近年来,有关生物个体大小变异规律的研究已经成为生活史对策研究的重要内容之一.研究发现,大小相似的萼花臂尾轮虫(Brachionus Calyciflorus)母体所产休眠卵孵化出的不同克隆后代个体大小变化显著,其中,最大个体是最小个体体积的6.25倍.推测种群内产生不同大小的后代个体是轮虫应对环境变化的一种适应性进化策略,然而目前对上述不同大小轮虫克隆的遗传和生活史特征的研究尚未见报道.以mtDNA COI基因和rDNA ITS序列作为分子标记,比较了个体大小差异显著的不同克隆萼花臂尾轮虫的遗传分化程度和分类地位,并在不同温度(20℃、25℃、30℃)和不同斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)食物密度(1.0×106、3.0× 106、5.0× 106个/mL)下比较了它们的生活史特征.结果表明,萼花臂尾轮虫种群内个体大小变异并非由于遗传特征的明显分化所导致,大型和小型个体轮虫克隆在两种分子标记上并不构成姐妹种,且两种形态型间还存在共享单倍型.温度、食物密度、轮虫形态型,以及温度和食物密度各自与轮虫形态型之间的交互作用,均显著影响轮虫的生活史特征.小型轮虫在1.0×106个细胞/mL食物密度下显著延长了胚胎和幼体的发育时间,缩短了生殖期历时;大型轮虫在1.0×106个细胞/mL和3.0×106个细胞/mL食物密度下显著延长了幼体的发育时间,但是其用于胚胎发育和生殖的时间却不随食物密度的变化而变化.各温度和食物密度条件下,大型轮虫的生殖期历时、平均寿命和世代时间均显著延长,或有延长趋势;而两者的种群增长能力之间的差异却因温度和食物密度的不同而异.20℃、25℃以及3.0×106个细胞/mL和5.0× 106个细胞/mL食物密度下两种形态型轮虫的生殖能力相似;30℃条件下小型轮虫的生殖能力更强;1.0×106个细胞/mL食物密度下大型轮虫的生殖能力更强.小型轮虫在各温度和各食物密度下均未产生混交雌体后代,而大型轮虫在20℃低温下有较高的后代混交率.因此,大型和小型个体轮虫克隆具有显著不同的生活史策略,且利用有性生殖直接产生个体体积明显变异的不同克隆后代是萼花臂尾轮虫适应不可预测环境变化的一种"赌注策略".

近年来,抗生素的环境污染问题已引起人们的广泛关注,其在环境中的残留可对水生态系统的结构和功能产生重要影响.迄今,盐酸四环素浓度和食物密度对轮虫生活史特征的影响研究尚未见报道.以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试动物,研究了在不同斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)密度下,不同浓度的盐酸四环素(Tetracycline hydrochloride)对萼花臂尾轮虫生活史特征的影响.结果表明,食物密度和盐酸四环素浓度对轮虫的生命期望、净生殖率、世代时间、内禀增长率、平均寿命和后代混交率,以及食物密度和盐酸四环素浓度间交互作用对除了内禀增长率外的其他5个统计学参数均具有显著影响.在各食物密度下,轮虫的特定年龄繁殖率高峰值随着盐酸四环素浓度的增加呈现先增加后降低的趋势;盐酸四环素对轮虫生长和繁殖参数的影响呈现“低促高抑”的特点.3个食物密度下,高浓度的盐酸四环素显著提高了萼花臂尾轮虫的后代混交率,且在1.0×106个/mL藻密度下毒物浓度与轮虫后代混交率间具有显著的剂量-效应关系.食物密度的高低显著影响盐酸四环素对萼花臂尾轮虫的毒性效应.

为评价铜绿微囊藻的有毒(Microcystin-producing Microcystis aeruginosa)、无毒(Microcystin-free M.aeruginosa)品系对轮虫种群增长和表型特征的影响,研究探讨了萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)在不同微囊藻溶液中的生活史参数及形态变化.实验中各处理组单位体积总含碳量为(20.61±0.15)g C/mL,以使轮虫获得等碳量的食物供应.实验组轮虫分别用蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、有毒和无毒微囊藻溶液单独投喂,并用有毒、无毒蓝藻菌分别与不同绿藻的混合液投喂.生命表实验结果表明,不同微囊藻混合液投喂的轮虫净生殖率R0 (F=102.71,df=32,P＜0.001)、世代时间T(F=17.05,df=32,P＜0.001)和内禀增长率rm (F=18.89,df=32,P＜0.001)与对照组相比降低1.36％-210.34％.侧棘刺长(F=28.18,df=65,P＜0.001)和游泳速度(F=181.69,df=65,P＜0.001)下降2.63％-39.07％,轮虫体长(F=690.04,df=65,P＜0.001)变化显著.与绿藻投喂的轮虫参数值相比,轮虫的生命表参数和表型特征变化规律随微囊藻溶液浓度改变.萼花臂尾轮虫受到铜绿微囊藻胁迫时,生长繁殖受到抑制并通过改变自身形态以抵御不利的生存环境.

通过测量不同实验条件下栅藻的延迟发光动力学行为,确定最优实验条件,为栅藻作为生物指示剂奠定基础.用YPMS-2生物光子测量仪检测栅藻延迟发光,将测得的数据用Statistica 10.0软件进行拟合、处理,得到表征栅藻性质的可靠参数斜率 k.栅藻的最佳使用浓度为2.5~3.5×107个/mL,栅藻使用的最佳生长阶段为40~60 d,加入不同中药煎煮液的栅藻斜率k值有较大差异,为研究中药药性提供了新的方向.

以多刺裸腹溞为受试生物,在较低(0.5×106 cells·mL-1)、中等(1.0× 106cells·mL-1)和较高(2.0×106 cells·mL-1)的斜生栅藻密度下研究了不同浓度(0、0.45、0.9、1.8、3.6、7.2和14.4 mg·L-1)的布洛芬对多刺裸腹溞生命表统计学参数的影响.结果表明:在较低和较高的食物密度下,布洛芬浓度分别对多刺裸腹溞的种群内禀增长率和生命期望具有显著性影响;但在3个食物密度下,布洛芬浓度对多刺裸腹溞的世代时间、净生殖率和总生殖率均无显著性影响.与对照组相比,在较低的食物密度下,暴露于0.45、0.9、3.6和14.4mg·L-1布洛芬溶液中的多刺裸腹溞的种群内禀增长率显著降低;在较高的食物密度下,暴露于3.6和14.4 mg·L-1布洛芬溶液中的多刺裸腹溞的生命期望显著延长.表明在较低的食物密度下,布洛芬对多刺裸腹溞的种群增长具有不利的影响;但在中等和较高的食物密度下其不利影响消失.在较高的食物密度下,布洛芬对多刺裸腹溞的存活具有促进作用;但在较低和中等食物密度下其促进作用并未出现.布洛芬对多刺裸腹溞部分生命表统计学参数的影响因食物密度的不同而异.

该研究以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为研究对象,研究不同浓度的Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫下对斜生栅藻生长速率、叶绿素a、抗氧化酶活性和细胞表面结构的影响,以探讨重金属胁迫下斜生栅藻的抗性机理.结果表明:(1)在高浓度Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫处理中,斜生栅藻生长对Sb(Ⅲ)胁迫的响应更加迅速;随着Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫浓度增加,斜生栅藻体内叶绿素a含量呈下降趋势,且对Sb(Ⅲ)胁迫浓度的变化反应更为敏感.(2)在800 μmol/LSb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)胁迫下,斜生栅藻体内丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性分别在胁迫第7～8天和第6～7天时变化更为明显;过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫处理的第4～5天就迅速增加,对Sb胁迫响应比SOD更为迅速.(3)在高浓度Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)胁迫下,斜生栅藻细胞结构受到严重损伤,而且Sb(Ⅲ)对斜生栅藻细胞的损伤更加明显.研究发现,Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)对斜生栅藻生长、叶绿素a及细胞结构表现出不同程度的抑制和破坏作用,其细胞受到的影响程度与Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)的处理浓度及处理时间均密切相关,但斜生栅藻依靠自身抗氧化酶系统在一定程度上能够缓解Sb胁迫的不利影响.

为探究外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对不同温度下斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长及叶绿素荧光诱导动力学的影响,设置1次添加ALA(ALA组)、每隔3d添加ALA(C-ALA组)和对照(CK组)3个处理,分别置于5℃、15℃和25℃条件下培养,并于对数生长期测定斜生栅藻叶绿素荧光参数.结果表明:(1)在5℃和15℃时,斜生栅藻的最大比生长速率(μmax)表现为ALA＞ C-ALA＞ CK,其中ALA组的μmax分别达到各自CK组的122.7％和126.8％.(2)在5℃低温时,一次添加ALA后斜生栅藻PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)下降幅度显著低于CK组(P＜0.05),放氧复合体(OEC)活性状态(Fo-k)、QA被还原能力(Fk J)、QB(含快还原PQ库)被还原能力(Fj-i)和慢还原PQ库被还原的能力(Fi-p)均显著升高(P＜0.05).(3)JIP-test参数显示,ALA处理使得斜生栅藻单位反应中心吸收的光能降低,热耗散也减少,更多的能量通过电子传递链传递并参与光化学反应.研究表明,外源ALA能在一定程度上促进斜生栅藻的生长,且在5℃低温下促进作用更加明显;外源ALA使得斜生栅藻光合效率提高,QA、QB被还原的能力以及PQ库被慢还原的能力获得显著提升;在一定温度范围内,环境温度越低,ALA对斜生栅藻PSⅡ保护作用越显著.

目的 探讨重金属镉(Cd)在有抑藻剂亚麻酸存在时对浮游藻类的生物有效性.方法 分别用不同浓度Cd2+(0.10、0.20、0.30和0.40 mg/L)单独以及与亚麻酸(0.01 mL/L)组合对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)进行处理,测定不同处理条件对斜生栅藻和铜绿微囊藻的抑制作用以及对藻细胞吸附和吸收镉离子作用的影响.结果 单独镉和单独亚麻酸在各实验浓度下对铜绿微囊藻和斜生栅藻均有一定抑制作用,对铜绿微囊藻的抑制作用更强,0.10和0.40 mg/L Cd2+在第96 h对铜绿微囊藻的抑制率分别达到42.17％和67.42％,单独0.01 mL/L亚麻酸在第96 h对铜绿微囊藻的抑制率为39.33％,但当与镉复合存在时,对铜绿微囊藻和斜生栅藻的抑制效应均没有显著性改变.有亚麻酸存在时,斜生栅藻与铜绿微囊藻对镉的吸收及吸附量均显著性减少(P＜0.05).结论 脂肪酸的羧基可能对镉离子有轻度螯合作用,从而降低了重金属镉的毒性,也减少了镉被藻细胞的吸附或吸收.

为了研究代谢中间物(柠檬酸与苹果酸)的添加对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus XJ002)光合效率以及胞内油脂积累的影响,研究了代谢中间物的添加对XJ002藻株生物量、光合色素、叶绿素荧光特性以及胞内总脂含量的影响.结果表明:添加高浓度代谢中间物导致藻细胞生物量与光合色素含量显著下降,损坏藻细胞光系统II反应中心供体侧的放氧复合体(OEC)结构,抑制光系统II反应中心受体侧电子传递活性.当柠檬酸与苹果酸处理浓度为0.15 g/L时,XJ002藻株胞内总脂含量是对照组的1.85倍和1.34倍.高浓度代谢中间物的添加,显著提高了XJ002藻株胞内总脂含量,与苹果酸相比,柠檬酸的添加效果更佳.

为了解不同微藻对南美白对虾养殖尾水的净化作用, 通过室内微藻培养试验, 分析8株微藻在南美白对虾养殖尾水中的生长性能及不同时间内其对氮磷的去除效果.结果表明, 8株藻均能在南美白对虾养殖尾水中生长, 其中铜绿微囊藻、衣藻和蛋白核小球藻生长较好, 平均相对生长速率分别为0.309 3、0.246 9和0.215 5.8种藻对总氮 (TN) 、总磷 (TP) 的去除效果差异较大, 其中铜绿微囊藻、衣藻和蛋白核小球藻对TN去除效果较好, 培养结束时去除率分别达到74％、69％和60％;铜绿微囊藻和衣藻均具有较好的TP去除效果, 去除率达60％以上, 其次为蛋白核小球藻.不同藻类对不同形态氮的吸收存在较大差异, 铜绿微囊藻和衣藻具有较好的硝态氮去除效果, 去除率达到70％左右;衣藻对氨氮具有较快且持久的去除率, 去除率高达100％, 铜绿微囊藻和蛋白核小球藻稍慢, 而斜生栅藻、针杆藻和舟形藻最慢, 在培养16 d后, 去除率均达到90％以上;隐藻和蛋白核小球藻对亚硝态氮具有较好的去除效果, 培养至第8天时即达到80％的去除率, 且隐藻去除效果较持久.本研究获得了不同藻类对对虾养殖尾水的吸收利用特点, 可为南美白对虾养殖过程中藻相的定向培育及养殖尾水净化提供科学参考依据.