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.

[目的]研究自养和兼养两种培养方式对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长、细胞分裂和生化组分积累的影响,探讨人工培养蛋白核小球藻的昼夜节律响应机制和优化技术.[方法]小球藻自养培养采用BG11培养基,兼养培养基在BG11培养基中添加4种不同浓度(1、5、10、20 g/L)的葡萄糖,培养周期为10d.血球板计数法测定藻细胞浓度,干重法测定藻细胞生物量.显微观察藻细胞大小和分裂情况.脂染色法测定小球藻总脂的含量,藻细胞的叶绿素、蛋白和淀粉分别采用甲醇、氢氧化钠、硝酸钙浸提后通过紫外分光光度法定量测定.[结果]葡萄糖兼养培养对蛋白核小球藻具有显著的促生长效应,最适浓度为10 g/L.10d收获时,兼养组(10 g/L葡萄糖)藻细胞浓度和干重分别是自养组的2.57倍和6.73倍.分析一昼夜中的藻细胞增殖规律可知,第2天和第5天时自养组中增殖的新生子细胞约有76.00％在黑暗期分裂产生,而兼养组中第2天和第5天光照期的新细胞增殖量占比分别达到40.90％和67.50％.一昼夜内藻细胞大小的迁移动态监测表明,第2天自养组藻细胞的体积变化静息期为8h,兼养组只有4h;第5天两组藻细胞大小迁移动态的昼夜节律明显,但兼养组黑暗结束后较大细胞(D＞6μm)占比显著高于自养组.第8天时,兼养组藻细胞已处于稳定期,总脂和蛋白含量均显著高于自养组,藻细胞总脂和色素含量在一昼夜中相对稳定,但蛋白和淀粉含量分别在光照8h和12h左右达到峰值.从第2天开始,对兼养组细胞每天进行2h光延长,收获时藻细胞浓度和干重分别比对照组提高13％和11％.[结论]葡萄糖兼养培养能大幅提高蛋白核小球藻的生物量.蛋白核小球藻生长增殖与生化组分积累均受昼夜节律调控,自养条件下藻细胞以光照期生长黑暗期增殖为主.兼养培养提高藻细胞生物量的机制在于缩短藻细胞生长静息期,在昼夜节律中加速藻细胞生长并显著提高通过细胞周期检查点的细胞比例,光照期效应尤其明显.藻细胞蛋白和淀粉含量昼夜节律明显,最佳收获时间分别在光照8h和12h后.

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.

目的:研究有氧运动联合破壁蛋白核小球藻对高脂膳食大鼠脂代谢某些指标的影响.方法:55只雄性Wistar大鼠经过适应性饲养4 d后进行3 d、20 min/d的无负重游泳训练,筛选淘汰5只不适应游泳训练的大鼠后,按体重以数字随机分组法分为5组:普通膳食+安静对照组(C组)、高脂膳食+安静对照组(H组)、高脂膳食+小球藻+安静对照组(HC组)、高脂膳食+有氧运动组(HM组)、高脂膳食+有氧运动+小球藻组(HMC),每组10只.HM组和HMC组进行6周每周6次60 min/d的无负重游泳训练.C组大鼠以普通饲料常规喂养;其余各组以高脂饲料喂养;HC组和HMC组大鼠灌胃破壁小球藻1次,灌胃剂量为3.9 g/(kg·d),灌胃体积为5 ml/kg,其余各组ig等量生理盐水.6周后,测定大鼠Lee's指数,取血、肝脏检测相关生化指标.结果:与C组比较,H组Lee's指数,血清FFA、IL-6、TNF-α、TC、TG、LDL-c,肝脏FFA、IL-10显著升高(P<0.01);血清HDL-c水平显著降低(P<0.01).与H组比较,HC、HM、HMC组Lee's指数,血清FFA、IL-6、TNF-α、TC、TG、LDL-c,肝脏FFA、IL-10显著降低(P<0.05或P<0.01);血清HDL-c水平显著升高(P<0.05或P<0.01).与HC、HM组比较,HMC组Lee's指数,血清FFA、IL-6、TNF-α、TC、TG、LDL-c,肝脏FFA、IL-10显著降低(P<0.05);血清HDL-c水平显著升高(P<0.05).结论:有氧运动和破壁蛋白核小球藻干预能够不同程度改善高脂膳食大鼠脂代谢,降低肥胖对肝脏造成的脂毒性.其中联合干预较单一干预更为有效.

大型海藻富含多种活性物质,具有抗衰老等生物活性;轮虫是良好的潜在抗衰老研究模式生物.本研究以褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)作为实验对象,研究了不同浓度的大型海藻龙须菜抽提液(0,250,500,750,1000 mg/L)和不同浓度的食物(蛋白核小球藻和普通小球藻)对褶皱臂尾轮虫生命表参数的影响.结果表明:与对照组相比,食物浓度为1.0× 106个/mL蛋白核小球藻时,不同浓度龙须菜抽提液对轮虫产卵数、平均寿命、净生长率以及世代时间有显著促进效应(P＜0.05);轮虫平均产卵数及寿命在龙须菜抽提液浓度750 mg/L处达到最高,分别为16只和13.9d(P＜0.05).食物浓度为2.0× 106个/mL普通小球藻时,轮虫平均产卵数和寿命在抽提液浓度为500 mg/L处达到最高,分别为16只和13.6d(P＜0.05),轮虫平均寿命和净生长率均有显著提高(P＜0.05).相同龙须菜抽提液浓度下,食物浓度为1.0×106个/mL蛋白核小球藻下轮虫的净生长率、世代时间均显著高于食物浓度为2.0× 106个/mL蛋白核小球藻培养的轮虫(P＜0.05);食物浓度为2.0× 106个/mL时,普通小球藻培养轮虫的净生长率和世代时间均显著高于蛋白核小球藻实验组(P＜0.05).交互作用分析显示,龙须菜抽提液与小球藻的交互作用对褶皱臂尾轮虫的内禀增长率有显著影响(P＜0.05).研究结果表明,大型海藻龙须菜抽提液对褶皱臂尾轮虫的生长与生殖有促进作用,延长轮虫寿命.

以中草药植物绞股蓝[Gynostemma pentaphyllum (Thunb.) Makino]为化感供体材料,研究其不同浓度的提取液(0、5、10、25、50 g/L)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidesa)生长及生理生化特征的化感效应.结果 表明:(1)绞股蓝提取液对蛋白核小球藻生长均具有抑制作用,其抑制作用随提取液质量浓度增大和培养时间延长均呈增强趋势,且25 g/L绞股蓝提取液培养15d时的抑制率达到最大(79.41％).(2)各浓度绞股蓝处理组蛋白核小球藻细胞内的叶绿素a含量均低于对照组,且随着提取液浓度升高以及处理时间延长叶绿素a含量较对照的降低量越多,表明蛋白核小球藻光合作用受到的影响也越大.(3)绞股蓝处理组蛋白核小球藻细胞的膜透性(吸光度OD264)显著高于对照,且膜透性随着提取液浓度增大而增强;高浓度提取液处理下,藻细胞内部的可溶性蛋白质(OD280)及核酸(OD260)含量均显著高于对照,且随着处理时间延长,细胞膜透性增大,细胞内部的可溶性蛋白质及核酸向胞外渗透增多.研究发现,绞股蓝提取液能够抑制蛋白核小球藻生长,并随着提取液质量浓度增大而增强;绞股蓝提取液能促进藻细胞叶绿素分解、增加细胞膜透性,引起可溶性蛋白质和核酸向胞外渗透量升高,导致藻细胞结构受损,代谢功能紊乱,从而达到化感抑制作用.

文章开展了25℃下两个品系铜绿微囊藻(有毒与无毒)不同浓度对萼花臂尾轮虫生活史的影响研究,及在5个温度下不同浓度有毒铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫生活史影响的研究.结果 表明铜绿微囊藻毒性、浓度及二者交互作用对轮虫生活史参数净生殖率(R0;F=31.83,P＜0.01;F=30.36,P＜0.01;F=13.51,P＜0.01)、内禀增长率(rm;F=34.67,P＜0.01;F=18.73,P＜0.01;F=12.99,P＜0.01)均有显著影响;温度、铜绿微囊藻浓度及二者交互作用对轮虫生活史参数净生殖率、内禀增长率也均有显著影响.无毒铜绿微藻在低浓度(1×104 cells/mL)下对轮虫种群有促进作用,可作为轮虫食物来源,但缺乏脂肪酸等营养物质,食物质量比蛋白核小球藻低;在高浓度(1×105和5×105 cells/mL)下轮虫摄食无毒铜绿微囊藻机率变大,整体食物品质下降,对轮虫有抑制作用.有毒铜绿微囊藻对轮虫种群的抑制作用更加明显,微囊藻浓度升高,净生殖率和内禀增长率显著下降.研究结果还表明30℃和35℃高温下轮虫生长繁殖变快,世代时间缩短.在高温(30℃和35℃)环境下,铜绿微囊藻浓度升高对轮虫抑制作用更加明显.

本研究旨在建立利用微藻去除高浓度废水中硝酸根并转化为藻蛋白的创新技术.先在摇瓶中研究了培养模式和光照模式对于混养蛋白核小球藻的生物量产量、硝酸根同化速率和藻蛋白产量的影响,随后在5L光发酵罐中成功进行了放大验证.结果 表明,在摇瓶培养中,不回流培养基的补料分批培养是最佳培养模式,可获得最高生物量产量为35.95 g/L,硝酸根平均同化速率为2.06 g/(L·d),藻蛋白含量可高达42.44％干重;采用阶梯式增加光强的光照模式,能显著提高细胞比生长速率,最高达到0.65d-1.在5L光发酵罐中连续培养128 h,最高生物量产量和硝酸根平均同化速率分别达到66.22 g/L和4.38 g/(L·d),最高藻蛋白含量可达干重的47.13％.本研究能为高效处理工业废硝酸或高浓度硝酸盐废水提供微藻光发酵技术,基于微藻的生物转化过程可联产高蛋白微藻生物质,有利于实现这类废水资源化利用、变废为宝.

目的 利用绿藻ChlB基因和蓝藻NIES基因,建立聚合酶链反应-毛细管电泳(polymerase chain reaction-capillary electrophoresis,PCR-CE)检测方法,验证该方法的特异性和灵敏度,并探讨其在溺死诊断中的应用价值.方法 针对GenBank中绿藻ChlB基因和蓝藻NIES基因的保守序列,设计特异性引物ChlB和引物NIES,以此构建PCR-CE检测方法.扩增50种标准样本DNA.阳性标准样本梯度浓度检测,确定灵敏度.检测25例尸体肺组织样本(溺死20例,自然死亡5例),同时比较微波消解-真空抽滤-自动扫描电镜法(microwave digestion-vacuum filtration-automated scanning electron microscopy,MD-VF-Auto SEM)的同步检测结果.结果 引物ChlB和引物NIES最低检测DNA含量分别为0.161、0.109 ng,可分别特异性扩增水体广泛存在的绿藻(蛋白核小球藻)和蓝藻[铜绿微囊藻(产毒及不产毒)],产物片段分别为156、182 bp,非溺死器官组织检测结果均为阴性.结论 构建的方法灵敏度高、特异性好,能很好地应用于溺死相关浮游生物检测,与MD-VF-Auto SEM法联用,可以增大溺死相关浮游生物的检测范围,提高溺死诊断的证据力.

[目的]基于生态安全评估,探索溶藻细菌及其分泌物的抑藻效果与机制.[方法]分离获得溶藻细菌2-4(Pseudomonas sp.),通过正交试验和动力学模型研究了菌株2-4及其分泌物的抑藻特性,并通过急性毒性试验对菌株2-4及其分泌物进行生态风险评估.[结果]菌株2-4在最优条件下接种体积比(V/V)为15％时对铜绿微囊藻的4 d抑制率达92.81％,抑藻反应符合一级动力学模型(t1/2=126 h).菌株2-4具有抑藻多样性,首次报道了假单胞菌对斜生四链藻、蛋白核小球藻和丝藻的抑藻效果.菌株2-4分泌的抑藻活性物质分子量小于500 Da,不耐高温和强酸强碱.急性毒性试验结果显示,高于1.5％的菌液对大型溞有毒,高于2％的菌株分泌物对大型溞和稀有鲫有毒,但对明亮发光杆菌无毒.较安全的使用范围内,菌株2-4(V/V-1.5％)及其分泌物(V/V=10％)对藻华湖泊水样的叶绿素a去除率为4.83％-42.94％和30.62％-68.69％.[结论]本研究客观分析了假单胞菌2-4及其分泌物在生态安全使用范围内的实际抑藻效果,明晰了溶藻细菌生态毒性与抑藻效率的关系,为生物控藻实践提供理论参考.