氮磷比对两种蓝藻生长及竞争的影响

通过室内实验研究了不同氮磷比条件下主要水华藻类——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginisa)和巨颤藻(Oscillatoria princeps)的生长和种间竞争。结果表明,无论在纯培养体系还是混合培养体系中,微囊藻在中氮磷比(N/P=4.5)下生长最好,颤藻在低氮磷比(N/P=0.45)下生长最好;氮磷比对藻类的种间竞争抑制参数能够产生明显影响,中氮磷比时微囊藻对颤藻的竞争抑制参数最大,分别是高氮磷比(N/P=45)和低氮磷比时的1.38倍和1.35倍;而颤藻对微囊藻的竞争抑制参数则是在低氮磷比时最大,分别是高氮磷比和中氮磷比时的2.22倍和4.02倍。中、高氮磷比时微囊藻对颤藻的竞争抑制参数(α)大于颤藻对微囊藻的竞争抑制参数(β),而低氮磷比时则相反。根据Lotka-Volterra竞争模型中两物种的竞争结局可初步判断,中、高氮磷比时,微囊藻在竞争中占优势,低氮磷比时,微囊藻和颤藻不稳定共存。     

氮磷营养盐对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长及竞争的影响

[目的]随着我国水体富营养化现象的日趋严重,由此产生的藻类水华问题已成为我国最为突出的环境问题之一,对水域环境和生态安全造成极大的危害,因此富营养化水体治理成为当务之急.研究选取优势蓝藻-铜绿微囊藻(Mcirocystis aeruginosa)和优势绿藻-斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为研究对象,分析不同氮磷比对藻类竞争生长的影响,以期为富营养化水体的水华研究及治理提供理论基础.[方法]通过室内模拟方法,以BG-11培养基为基础设置了5组氮磷比(N/P=1:0,N/P=2.5:1,N/P=5:1 N/P=25:1,N/P=50:1)的培养液,分别研究了不同氮磷比质量浓度对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长及竞争的影响.[结果](1)纯养模式下,铜绿微囊藻在低氮磷比(N/P=5:1)时生长适宜;斜生栅藻在高氮磷比(N/P=25:1)下生长适宜;在氮质量浓度相同,不同氮磷比对两种藻类的最大生物量均具有显著影响(P<0.05),并随着磷浓度的升高,纯养和混养下两种藻类的最大生物量具有显著性差异.(2)通过比较纯养和混养发现,纯养模式下两种藻类的增长率都明显高于混养的增长率,说明两种藻类主要以资源利用性竞争为主,且铜绿微囊藻对于斜生栅藻的竞争抑制始终大于斜生栅藻对铜绿微囊藻的竞争抑制.(3)通过计算logistic生长方程可知,高氮磷比(N/P=50:1)组在培养第20天,纯养模式下斜生栅藻的细胞密度值最大.(4)通过计算铜绿微囊藻对斜生栅藻的相对生长速率KR值可知,除N/P=1:0组之外,自培养第8天始其他4组的KR值在1～2,说明铜绿微囊藻具有竞争优势.[结论]营养盐范围内,随着浓度增加会促进铜绿微囊藻和斜生栅藻的生长,但在高浓度范围内,两者生长反而受营养盐浓度增加的限制.氮磷元素对铜绿微囊藻和斜生栅藻的生长和竞争均有显著影响,两种藻类在纯养培养下的最大生物量显著大于混养培养,铜绿微囊藻对斜生栅藻具有较强的抑制性,尤其是在磷浓度较高的环境中其抑制性表现的更加强烈.     

不同环境条件对芦苇秆浸出液抑藻作用的影响

研究了3种不同环境条件下(温度10~35℃、pH 7~10、氮磷比4~72)对芦苇秆浸出液抑制铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响。结果表明,3种环境条件均对芦苇秆浸出液抑制铜绿微囊藻(以下简称"藻")产生了不同程度的影响。培养12 d后,不同温度条件下,35℃时芦苇秆浸出液的抑藻作用最强,抑制率为51.88%,10℃抑制率为42.86%,25℃抑藻作用最弱;在pH 7.0、7.5、8.0时,藻密度随pH的上升而上升,pH 8.9和9.6两组保持平缓下降,pH 9.6抑藻效果最好,培养6 d后,抑制率达到了57.98%;不同氮磷比对芦苇秆浸出液抑藻作用的影响基本一致,均使藻密度呈现上升趋势,相对而言,当氮磷比为72时铜绿微囊藻生长最为缓慢。     

无机碳对铜绿微囊藻空间分布的影响研究

以研究不同无机碳浓度对铜绿微囊藻的垂直分布影响为目的,测定超富营养条件下不添加和添加200、500 mg/L无机碳浓度下3组试验柱内不同水深处铜绿微囊藻的藻密度、pH值、叶绿素a含量、总氮(TN)浓度、总磷(TP)浓度的变化。结果表明,无机碳对藻的垂直分布有明显影响。与不添加系统相比较,添加200 mg/L无机碳,能够促进铜绿微囊藻的生长,而添加500 mg/L无机碳,反而抑制了藻的生长。总体情况都是上层长势最好,中层次之,下层最弱。叶绿素a含量、pH值与藻密度有良好的相关性。TN、TP浓度均随时间的增加而整体降低,但铜绿微囊藻生长对氮磷的利用,在垂直方向上表现出不同的规律趋势。     

5种微藻及其密度对铜绿微囊藻生长的影响

以同周期单独培养的微藻生长密度为对照,采用等重复两因素完全随机试验设计开展淡水养殖池塘中5种常见微藻即淡水小球藻(C.vulgaris)、四尾栅藻-FACHB-1297(S.quadricauda)、蹄形藻(K.lunaris)、鱼腥藻-FACHB-1299(Anabaena Broy sp.)、颤藻-FACHB-1120(Oscillatoria sp.)及其密度对铜绿微囊藻(M.aeruginosa)生长影响的研究。结果表明:5种微藻的初始密度对铜绿微囊藻的生长有显著影响,当铜绿微囊藻初始密度最小为4.5×105个/mL时,呈现5种微藻密度增加对铜绿微囊藻生长抑制效果越明显的规律,而当铜绿微囊藻的初始密度较高时,则5种微藻密度的增加对铜绿微囊藻生长抑制效果不明显,同时铜绿微囊藻的初始密度不同也显著影响微囊藻的生长。t检验结果也表明:铜绿微囊藻在分别与淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻混合培养时,生长速度均显著受到抑制,而与四尾栅藻混合培养时,生长速度受到抑制不显著。因此试验用5种微藻中,淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻均对铜绿微囊藻生长有抑制作用,且淡水小球藻对微囊藻生长抑制效果最明显,蹄形藻对微囊藻的生长促进作用明显。通过竞争参数计算几种微藻对铜绿微囊藻的竞争抑制强度从大到小依次为淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻、四尾栅藻、蹄形藻。     

中草药乌梅浸提液的抑藻效应研究

为了明确乌梅对铜绿微囊藻生长的抑制效应,通过检测乌梅浸提液对铜绿微囊藻的藻液吸光度、藻细胞密度及叶绿素a含量来明确乌梅浸提液对铜绿微囊藻的生长效应。结果表明,低浓度乌梅浸提液可促进铜绿微囊藻的生长,而高浓度的乌梅浸提液可抑制微囊藻的生长。研究结果将为实际应用乌梅抑制铜绿微囊藻的生长提供科学的理论依据。     

钕对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响

以BG11培养基作为对照,通过室内模拟试验研究了不同质量浓度的Nd3+对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响。结果表明,Nd3+浓度为0.1～2.0 mg/L时对铜绿微囊藻的生长具有不同程度的促进作用,且能增加叶绿素a和可溶性蛋白的含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,降低丙二醛(MDA)的含量。当Nd3+浓度为1.0 mg/L时,藻细胞密度、叶绿素a和可溶性蛋白含量、POD和CAT的活性均达到峰值,MDA含量降至最低;当Nd3+为2.0 mg/L时,SOD活性达到最大值。而Nd3+浓度达5.0～20.0 mg/L时则会抑制铜绿微囊藻的生长,除MDA含量升高外,其余指标均降低。Nd3+浓度达到40.0 mg/L时,铜绿微囊藻的生长基本停止。     

有机磷农药对鱼腥藻和铜绿微囊藻的急性毒性效应

研究了5种有机磷农药对鱼腥藻和铜绿微囊藻的急性毒性。结果表明,不同有机磷农药对鱼腥藻和铜绿微囊藻的生长都有不同程度的影响,按影响大小依次为,鱼腥藻：辛硫磷＞虫胺磷＞三唑磷＞二嗪磷＞杀扑磷；铜绿微囊藻：虫胺磷＞杀扑磷＞三唑磷＞辛硫磷＞二嗪磷。鱼腥藻和铜绿微囊藻对不同有机磷农药的敏感性不同,对于杀扑磷和虫胺磷,铜绿微囊藻的敏感性水华鱼腥藻,对于三唑磷、二嗪磷和辛硫磷,鱼腥藻的敏感性大于铜绿微囊藻。同时,研究了有机磷农药对鱼腥藻和铜绿微囊藻的LOEC、NOEC、MATC值以及有机磷农药在低浓度时对鱼腥藻和铜绿微囊藻的效应。     

不同pH值条件下铜绿微囊藻与附生假单胞菌磷代谢研究

[目的]探讨pH值对铜绿微囊藻的生长代谢及其与附生假单胞菌磷代谢关系的影响。[方法]通过不同pH值条件下（8～10）铜绿微囊藻的吸磷试验和不同pH值（7.0～9.0）对铜绿微囊藻与假单胞菌磷代谢的影响试验,测定了短时间内铜绿微囊藻的吸磷情况,以及较长时间内微囊藻的生长曲线、水中磷浓度的变化和微囊藻中总磷含量的变化。[结果]短时间内,pH值对铜绿微囊藻的吸磷能力有影响,随着pH值的升高,吸磷能力增强。在较长一段时间内,pH值越高,藻的生长速率越快,生长情况越好。铜绿微囊藻有自我调节pH的能力,能很好地利用假单胞菌释放到水体中的磷。在藻、菌、水的系统中,菌中的磷起缓释磷源的作用,尽管浓度很低,但有利于藻的生长。[结论]pH值是影响藻-菌-水系统中磷元素循环的因素。     

常见入侵植物水提液对水华藻生长及光合荧光特性的影响

研究了4种常见入侵植物(一年蓬、加拿大一枝黄花、喜旱莲子草、水葫芦)的水提液对黄丝藻、铜绿微囊藻和水华微囊藻3种水华藻的抑藻效果。结果表明:水葫芦水提液对黄丝藻的生长抑制效果最为显著,96 h时黄丝藻的生长抑制率达90%以上;加拿大一枝黄花水提液对铜绿微囊藻和水华微囊藻均表现出显著的生长抑制效果,96 h时2种藻的生长抑制率均超过70%;一年蓬水提液对3种水华藻均有显著的生长抑制效果,96 h时3种藻的生长抑制率均超过60%。喜旱莲子草水提液对黄丝藻叶绿素荧光参数的影响最明显,96 h时黄丝藻的Fv/Fm值仅为对照组的1. 47%。此外,添加加拿大一枝黄花水提液96 h时,铜绿微囊藻的F_v/F_m值抑制率达到98. 24%;一年蓬水提液对水华微囊藻光合荧光特性影响效果最为明显,96 h时水华微囊藻YII值抑制率达95. 69%。综上,水生入侵植物喜旱莲子草和水葫芦对黄丝藻有较好的抑制效果,而陆生入侵植物加拿大一枝黄花和一年蓬对铜绿微囊藻和水华微囊藻有更明显的抑制作用。     

信号分子N-乙酰高丝氨酸内酯(AHLs)诱导铜绿微囊藻细胞凋亡的研究

[目的]研究信号分子N-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）与铜绿微囊藻细胞凋亡的关系。[方法]以铜绿微囊藻为试验材料,采用5μmol/L AHLs处理铜绿微囊藻细胞,用DAPI染色后观察细胞凋亡的形态。[结果]AHLs在1μmol/L浓度下能诱导铜绿微囊藻的细胞凋亡,从而抑制铜绿微囊藻的生长和增殖。[结论]该研究结果为治理铜绿微囊藻水华爆发提供了科学依据。     

铜绿微囊藻对苯酚的富集与降解

以苯酚为培养介质中的唯一碳源,研究铜绿微囊藻的生长和对苯酚的去除效果。结果表明,铜绿微囊藻能利用苯酚的碳进行光合作用,加快其生长;同时,铜绿微囊藻对苯酚有明显的富集与降解作用,富集量２４ｈ最大达２７．８５ｍｇ／ｇ,此后随时间的延长逐渐降低。铜绿微囊藻对苯酚的降解符合一级动力学方程,５ｄ降解率为６７．６％。     

信号分子N-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）诱导铜绿微囊藻细胞凋亡的研究

[目的]研究信号分子N-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）与铜绿微囊藻细胞凋亡的关系。[方法]以铜绿微囊藻为材料,采用5μmol/lN-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）处理铜绿微囊藻细胞后,用DAPI染色后观察细胞凋亡的形态。[结果]信号分子N-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）在1μmol/L浓度下能诱导铜绿微囊藻细胞凋亡,从而抑制铜绿微囊藻的生长和增殖。[结论]该研究结果为治理铜绿微囊藻水华爆发提供重要的科学依据和新颖的治理思路。     

山核桃果皮提取物对铜绿微囊藻生长抑制研究

[目的]研究山核桃外果皮提取物的抑藻活性。[方法]利用不同溶剂（甲醇、无水乙醇、乙酸乙酯、石油醚）提取山核桃外果皮中的抑藻活性物质并进行生物检测。[结果]4种提取物对铜绿微囊藻都有抑制作用。在试验所设浓度下,甲醇提取物在20 g/L时,最大抑藻率可达92.2%;无水乙醇提取物在25 g/L时具有良好的抑制活性,其抑制率达90.2%;石油醚提取物在浓度为40 g/L时其最高抑制率为76.7%;而乙酸乙酯提取物在25 g/L时其最大抑制率为70.3%。[结论]山核桃外果皮对铜绿微囊藻有抑制作用,其中醇类提取物抑制效果最好,具有应用于水体富营养化的治理和开发新型抑藻剂的潜力。     

大蒜对铜绿微囊藻的化感抑制作用

通过人工培养箱培养的方法,利用分光光度计、酶标仪及相关试剂盒等分别测定铜绿微囊藻在不同浓度(0,0.2,0.4,0.8,1.6,3.2,6.4 g/L)大蒜作用下的生理生化指标变化情况,以期探讨大蒜对铜绿微囊藻的抑制机理。结果表明:大蒜对铜绿微囊藻表现为低促高抑的作用效果,与对照相比,0.2 g/L的大蒜浓度对铜绿微囊藻生长反而略有促进作用;6.4 g/L浓度的大蒜则可有效地抑制铜绿微囊藻的生长,而且随着作用时间的延长其抑制效果愈加明显,在第96小时时铜绿微囊藻的生长抑制率可达53.42%;另外,高浓度大蒜能有效抑制铜绿微囊藻的叶绿素a含量并能影响铜绿微囊藻藻胆蛋白各组分的构成及可溶性蛋白的含量。由此可以得出,一定浓度的大蒜对铜绿微囊藻具有化感抑制作用,且高浓度下的大蒜能通过影响铜绿微囊藻叶绿素a的含量来影响其光合作用,最终导致藻类繁殖受阻。可见,藻类叶绿素a(即PSⅡ)是大蒜抑制铜绿微囊藻生长繁殖的一个作用位点。     

牛粪堆肥中溶解性有机物对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响

提取牛粪堆肥中的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM),并将DOM转移至含有铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa FACHB905细胞的培养液中,DOM含量以溶解性有机碳(DOC)质量浓度进行衡量,分别控制培养液中DOC的终质量浓度为0、15、30、60、90、120 mg/L(分别记为CK、T1、T2、T3、T4、T5)。通过测定藻细胞密度、色素含量和藻毒素含量,研究DOM对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响。结果表明:1)M.aeruginosa FACHB905受DOM影响,在处理后第2天,各DOM处理的细胞密度与CK相比均有所增加,T4处理的细胞密度(5.97×106个/m L)最大,比CK增加了21.67%,处理后第4天,T1、T2、T3处理均能够促进细胞生长,T2处理的细胞密度(9.23×10~6个/m L)最大,比CK增加了15.27%,而T4、T5处理抑制细胞生长,处理后第6天,仅T1及T2处理能够促进细胞生长,T1处理的细胞密度(13.34×10~6个/m L)最大,比CK增加了10.35%,而T3、T4、T5处理抑制细胞生长;2)堆肥来源DOM能够抑制藻毒素的合成,单位细胞藻毒素Microcystin–LR含量在处理后第2天T5处理的最低,比CK下降了53.13%,而Dha7–Microcystin–LR含量在处理后第4天T5处理的最低,与CK比较下降了78.51%;3)各DOM处理对单位细胞内Chl–a和Carotenoid的合成没明显影响。     

铜绿微囊藻·螺旋鱼腥藻和水华束丝藻竞争优势的研究

用铜绿微囊藻、螺旋鱼腥藻和水华束丝藻进行单独培养和共培养,研究其生长特性和培养液N、P含量变化,探讨其竞争优势.结果表明:单独培养时,水华束丝藻生长优势最显著,其次是螺旋鱼腥藻;共培养时,水华束丝藻完全被抑制,P含量较高时,螺旋鱼腥藻生长占优,P含量较低时,铜绿微囊藻占优.铜绿微囊藻和螺旋鱼腥藻均向水体中分泌或释放较多的含N化学物质,而水华束丝藻几乎不分泌或释放含N物质.铜绿微囊藻、螺旋鱼腥藻、水华束丝藻和混合藻吸收的N、P比值分别为12.1、14.8、12.5和15.2,推测此比值是它们生长最适N、P比.该研究为解释自然水体中蓝藻水华优势种演替的原因提供了新证据.     

不同形态Fe对铜绿微囊藻生长及其生物可利用性的影响

室内利用MA培养液进行藻类增长潜力（AGP）试验，考察了不同有机配体（EDTA、NTA和DTPA）与Fe^3＋形成的配合物对铜绿微囊藻生长的影响。结果表明，Fe-EDTA、Fe-NTA和Fe-DTPA均能显著促进铜绿微囊藻的生长，提高Fe的生物可利用性，但三者之间没有表现出明显差异;Fe-NTA能显著提高叶绿素a含量，Fe-EDTA和Fe-DTPA对提高叶绿素a含量不明显，3种有机配合态Fe对铜绿微囊藻叶绿素a含量影响大小为Fe-NTA〉Fe-DTPA、Fe-EDTA;Fe的有机配合态比羟基配合态更有利于促进铜绿微囊藻的生长和吸收利用。     

铜绿微囊藻通过食物链对红鲤肝和鳃组织的影响

研究了铜绿微囊藻通过以多刺裸腹溞为媒介生物的食物链对红鲤肝和鳃组织的影响,结果表明：1）当铜绿微囊藻密度为5.0×103 cells/mL时,红鲤肝细胞的损伤表现为细胞肿大,细胞核变形,细胞质空泡化;鳃细胞的损伤程度主要表现为细胞肿大,但整个细胞形状基本完整.2）当铜绿微囊藻密度为5.0×105 cells/mL时,红鲤肝细胞的病理损伤表现为细胞形状完全消失,细胞核严重萎缩变形,部分细胞膜溶解,细胞质有凝集现象;鳃细胞病理表现为细胞肿大.3）铜绿微囊藻密度为5.0×106 cells/mL时,红鲤肝细胞中绝大部分细胞核消失,细胞质凝集呈现颗粒状;鳃细胞也出现了小部分细胞核消失和细胞质凝集现象.