盐胁迫对钝顶螺旋藻光合作用的损伤作用(英文)

[目的]该研究旨在全面了解盐胁迫对钝顶螺旋藻光合作用的影响。[方法]在模拟盐胁迫试验条件下,用不同浓度的盐溶液(0,0.1,0.3,0.5,0.8,和1.0mol/LNaCl)处理钝顶螺旋藻。处理24小时后,测定了光合作用相关指标。[结果]叶绿素、类胡萝卜素、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白含量,以及光合速率都随着NaCl浓度的升高而下降。在0.5mol/L以上浓度的NaCl胁迫下,盐胁迫的破坏作用更严重。[结论]研究结果表明,叶绿素、类胡萝卜素、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白含量的下降可能是光合速率下降的重要原因,而光合速率下降可能是强烈影响室外培养螺旋藻产量的原因。     

不同质量浓度NaCl对钝顶螺旋藻生长及营养物质含量的影响

[目的]研究不同质量浓度NaCl对钝顶螺旋藻生长及营养物质含量的影响。[方法]研究不同质量浓度NaCl对钝顶螺旋藻生物量、多糖含量、藻胆蛋白含量、质量叶绿素a含量的影响。[结果]NaCl质量浓度为0.5%时,钝顶螺旋藻产量最大、叶绿素a浓度最高、藻胆蛋白含量最高;当NaCl质量浓度低于0.5%时,钝顶螺旋藻产量随着NaCl质量浓度的升高而增大,所得藻中叶绿素a含量、藻胆蛋白含量随着NaCl质量浓度的升高而增多;当NaCl质量浓度高于0.5%时,钝顶螺旋藻产量随着NaCl质量浓度的升高而减小,所得藻中叶绿素a含量、藻胆蛋白含量随着NaCl质量浓度的升高而减少;NaCl质量浓度为0.6%时,钝顶螺旋藻的多糖含量最高,但质量浓度0.6%与0.5%NaCl的多糖含量差异不大,且NaCl质量浓度对多糖含量的影响趋势也呈先增加后减少。[结论]NaCl胁迫对钝顶螺旋藻的生长和营养物质含量影响显著。     

低温、强光处理后鄂尔多斯高原碱湖及乍得湖钝顶螺旋藻的补偿生长

本文以鄂尔多斯高原碱湖钝顶螺旋藻(S1)及非洲乍得湖钝顶螺旋藻(S2)为实验材料,通过生理学方法研究了低温、强光胁迫处理后S1、S2的补偿生长。结果表明:藻体叶绿素a、可溶性糖、可溶性蛋白含量在低温、强光胁迫条件下均呈现出不同程度的下降;低温、强光下处理的样品在室温、自然光下进行恢复生长,S1各项生理指标的恢复均快于S2,且恢复时间与处理温度、时间呈负相关;对不同条件下处理的藻细胞镜检发现:低温、强光处理后的藻丝体发生不同程度的断裂,颜色由深变浅,发生光漂白,光漂白程度均为S2>S1。     

钇(Y3+)对缺氮、缺磷胁迫下铜绿微囊藻生长和生理特性及藻毒素释放的影响

为探究稀土元素钇(Y~(3+))对缺氮、缺磷胁迫下铜绿微囊藻生长的影响,测定了缺素胁迫下不同Y~(3+)浓度时藻的生长量、叶绿素a、可溶性糖、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD)以及丙二醛(MDA)和藻毒素(MC-LR)含量。结果表明:在缺氮、缺磷胁迫下,Y~(3+)对铜绿微囊藻的生长表现出低促高抑的"Hormesis"现象。低浓度Y~(3+)(0.10~0.20 mg·L~(-1))能维持铜绿微囊藻的生长,增强抗氧化酶活性,减轻缺素胁迫造成的损伤;高浓度Y~(3+)(0.50~2.00 mg·L~(-1))则加剧缺氮、缺磷胁迫对藻的迫害,光合色素、可溶性糖及可溶性蛋白含量呈明显的下降趋势,抗氧化酶活性受到抑制,膜质过氧化程度加重,MC-LR含量增加。     

稀土La~(3+)对Ba~(2+)胁迫下鄂尔多斯高原碱湖钝顶螺旋藻生长的影响

[目的]探讨稀土La3+对Ba2+毒害螺旋藻的生态生理效应的影响。[方法]以鄂尔多斯高原碱湖的钝顶螺旋藻(S1)为试材,采用生理与生物化学的方法研究了外源稀土元素La3+(10mg/ml)对重金属离子Ba2+胁迫(10mg/ml)下螺旋藻生长的影响,比较了施加La3+条件下螺旋藻对Ba2+的抗性效应以及二者拮抗作用随时间的变化。[结果]Ba2+对S1的生长量、叶绿素a和可溶性蛋白含量具有明显的抑制作用;Ba2+污染的培养液中添加一定浓度的La3+后,与单一重金属毒害相比,La3+可以缓解Ba2+导致的毒害作用,叶绿素a含量和可溶性蛋白、胞内多糖等生理指标有不同程度的上升;La3+对Ba2+具有较显著的拮抗效应。[结论]一定浓度的稀土La3+可有效地缓解Ba2+对螺旋藻生长的抑制,促进藻细胞叶绿素a含量、胞内多糖、可溶性蛋白等生理指标的上升。     

温度对3种产业化螺旋藻生长及蛋白质含量影响的研究

本文研究了温度对内蒙古螺旋藻、钝顶螺旋藻和极大螺旋藻的生长和蛋白质含量的影响。结果表明,在每天光暗期各为12h,光照强度为180μmol.m-2.s-1条件下,3个藻种最适生长温度分别是:内蒙古螺旋藻为20℃~35℃,钝顶螺旋藻为20℃~30℃,极大螺旋藻为25℃~35℃;温度对这3个藻种蛋白质含量有不同的效应:在不同温度24h处理下,内蒙古螺旋藻在高温下积累较多的蛋白质,钝顶螺旋藻则在低温下积累较多的蛋白质,极大螺旋藻在最适温度下蛋白质含量最高;但较长时间的温度胁迫均使蛋白质含量降低,而内蒙古螺旋藻蛋白质含量降低幅度不显著;长时间的恒温不利于螺旋藻蛋白质的积累。内蒙古螺旋藻具有更好的抗高温和低温的能力,而且在较长时间的逆温胁迫下仍能保持较高的蛋白质含量,因此内蒙古螺旋藻具有更广阔的产业化生产前景。     

提高CO2和硝氮浓度对羽毛藻生化组成和营养盐吸收的影响

以羽毛藻为研究材料,利用CO_2培养箱通入不同CO_2浓度的空气进行培养,探究在高浓度CO_2和高浓度硝氮条件下羽毛藻生理生化的变化。结果表明,高浓度CO_2或硝氮都能显著促进藻体的生长,高碳高氮下藻体的相对生长率比低碳低氮组高出63.77%。另外,高浓度CO_2会使藻体中的叶绿素、类胡萝卜素、藻红蛋白、藻蓝蛋白、可溶性蛋白和可溶性碳水化合物的含量下降,而使硝酸还原酶活性升高,其中明显的表现为高碳低氮组叶绿素a含量比低碳低氮组降低了39.01%,高碳高氮组比低碳高氮组降低了49.26%,相应类胡萝卜素高碳组分别降低了47.62%和43.24%,增加硝氮浓度能够提高藻体中色素含量,可溶性蛋白和可溶性碳水化合物的含量;在高浓度硝氮下,提高CO_2浓度能使硝酸盐和磷酸盐的吸收率显著升高。由此得知大气CO_2浓度升高或海水富营养化会促进羽毛藻的生长,并且这两个条件的改变会对羽毛藻在生化组成和营养盐吸收方面产生深刻的影响。     

提高CO2和硝氮浓度对羽毛藻生化组成和营养盐吸收的影响

以羽毛藻为研究材料,利用C02培养箱通入不同C02浓度的空气进行培养,探究在高浓度C02和高浓度硝氮条件下羽毛藻生理生化的变化.结果表明,高浓度C02或硝氮都能显著促进藻体的生长,高碳高氮下藻体的相对生长率比低碳低氮组高出63.77％.另外,高浓度C02会使藻体中的叶绿素、类胡萝卜素、藻红蛋白、藻蓝蛋白、可溶性蛋白和可溶性碳水化合物的含量下降,而使硝酸还原酶活性升高,其中明显的表现为高碳低氮组叶绿素a含量比低碳低氮组降低了39.01％,高碳高氮组比低碳高氮组降低了49.26％,相应类胡萝卜素高碳组分别降低了47.62％和43.24％,增加硝氮浓度能够提高藻体中色素含量,可溶性蛋白和可溶性碳水化合物的含量;在高浓度硝氮下,提高C02浓度能使硝酸盐和磷酸盐的吸收率显著升高.由此得知大气C02浓度升高或海水富营养化会促进羽毛藻的生长,并且这两个条件的改变会对羽毛藻在生化组成和营养盐吸收方面产生深刻的影响.     

静电场对钝顶螺旋藻的生物效应

为选育优良的螺旋藻Spirulina platensis藻株,探究静电场的生物学效应,采用静电场对钝顶螺旋藻进行处理,分别在0、3、6、9、12、15、18、21、24、27 k V电压下处理藻株5 min,处理后的藻株依次记为IS、ES-1、…、ES-9,将藻株按照一定条件进行培养后,对其生长速度、藻体上浮性、叶绿素a、丙二醛(MDA)、水溶性蛋白质、藻蓝蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)比活性进行测定。结果表明:与对照藻株IS株相比,处理组藻体MDA含量均有所降低;除ES-5藻株外,其他处理藻株的生长速度均明显加快;ES-8藻株上浮性最好,其叶绿素a、水溶性蛋白质、藻蓝蛋白质含量和SOD比活性较IS均有明显增加,增幅分别为37.69%、19.13%、19.26%和7.06%;对ES-8株与IS株叶绿素a的紫外吸收光谱进行比较,发现ES-8株最大吸收峰值与IS株相比有明显变化。研究表明,静电场对钝顶螺旋藻具有生物效应。     

汞胁迫对水稻生长及幼苗生理生化的影响

通过水培试验,研究汞胁迫下水稻的生长指标包括株高、分蘖和根冠比的变化以及生理生化指标包括叶绿素含量、游离脯氨酸含量及SOD、POD、CAT保护酶活性的变化.结果表明,低浓度汞处理对水稻株高、穗重有促进作用,高浓度处理则显著降低株高和穗重;低浓度汞处理对水稻分蘖影响不明显,而10 mg·L-1Hg2 显著降低分蘖数,且无效蘖、小、弱分蘖增多.汞胁迫下根冠比增加,汞对茎叶的抑制作用大于对根的影响.汞胁迫下CAT、POD活性总体上变化不明显,但均在10mg·L-1Hg2 时达到较高值.汞胁迫对叶片相对含水量及脯氨酸含量的影响不显著.不同浓度处理的叶绿素b、类胡萝卜素的含量与对照相比均不显著.而叶绿素a和叶绿素a b在低浓度处理时其含量均高于对照,高浓度对叶绿素a起到抑制作用.     

特定电磁波对螺旋藻(s.platensis)光合放氧速率及生物量的影响

钝顶螺旋藻(Spirulia platensis)经特定电磁波(简称 TDP)逐日辐射处理0.5小时,能明显增加螺旋藻的叶绿素含量,提高光合放氧速率,促进藻体生长,从而增加藻体生物产量。     

pH值对螺旋藻突变株(SP-Dz)生长及藻胆蛋白含量的影响

以直线型钝顶螺旋藻突变株(SP-Dz)为研究对象,比较了不同pH值条件下该螺旋藻的生长特性及藻胆蛋白含量的差异。实验结果表明,适合螺旋藻突变株(SP-D)生长的pH值为9.0～10.5;pH值为9.5时胞内藻胆蛋白含量最高。     

镉胁迫对烤烟生长及生理特性的影响

通过营养液水培试验,研究了不同浓度Cd对烤烟生物量、叶绿素含量、抗氧化酶系统的影响。结果表明,Cd胁迫下的烟株生长受到抑制,烟株地上部干重和根干重随Cd胁迫强度的增加而降低,Cd处理浓度越高,抑制的效应越明显。低浓度Cd(<8 mg.kg-1)对烤烟叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量有促进作用,并提高烟株体内活性氧防御体系,使MDA酶含量下降,SOD、POD酶的活性相应提高。高浓度Cd(>16 mg.kg-1)对烤烟叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量有明显的抑制作用,对活性氧防御体系产生胁迫效应,MDA酶含量上升,SOD、POD酶活性明显下降。各项生理指标与Cd处理浓度之间相关分析表明,Cd浓度与根部生物量呈显著负相关,与叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素、SOD、POD呈极显著负相关,与MDA呈极显著正相关。MDA含量变化为Cd胁迫烤烟生长的最敏感生理指标。     

盐碱胁迫对罗布麻生长及生理指标的影响

通过不同盐分和盐浓度处理下存活率、生物量、叶绿素和保护酶活性的变化,研究了盐碱胁迫对罗布麻的生长和生理指标的影响,以及罗布麻的耐盐范围和耐盐机理。结果表明,在400 mmol/L单盐(NaCl)胁迫下,罗布麻死亡,其余处理成活率100%,说明单盐毒害对罗布麻的影响大于其他盐碱胁迫。盐胁迫下,罗布麻的生物量降低,低浓度盐促进根系有机物积累,高浓度盐则使有机物向地上部积累。低浓度的不同盐分胁迫下叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均高于对照,高浓度则降低;不同盐分、时间、浓度的处理差异极显著(P<0.01)。不同时间、浓度、盐分处理下,罗布麻体内类胡萝卜素含量和SOD活性差异均极显著(P<0.01)。高浓度单盐(NaCl)处理对罗布麻的影响明显大于其他处理,不同盐分、时间、浓度对罗布麻的盐害机理不一致。     

土沉香幼苗对硝普钠—酸铝互作的生理响应

[目的]分析土沉香幼苗对硝普钠(SNP)—酸铝(AlCl3)互作的生理响应,为探讨土沉香的耐AlCl3胁迫机理提供理论依据.[方法]采用完全随机设计,以不同浓度AlCl3胁迫土沉香幼苗并进行SNP-AlCl3互作处理,测定不同处理幼苗的光合色素和可溶性糖含量等生理指标,同时采用隶属函数模糊分析进行综合评价.[结果]土沉香幼苗叶片的光合色素、可溶性糖和可溶性蛋白含量在0.2 mmol/L AlCl3胁迫下均出现最大值,在0.8 mmol/L AlCl3胁迫下均出现最小值;丙二醛(MDA)含量在0.2 mmol/L AlCl3胁迫下最低,在0.8 mmol/L AlCl3胁迫下最高,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性相反.添加SNP后,土沉香幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性糖和可溶性蛋白含量及SOD、POD和CAT活性等均明显高于未添加SNP处理.相关性分析结果表明,叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性糖和可溶性蛋白含量及SOD、POD和CAT活性等指标间均呈极显著正相关(P<0.01).[结论]低浓度(0.2 mmol/L)AlCl3胁迫可促进土沉香幼苗生长,外源添加SNP对高浓度(0.8 mmol/L)AlCl3胁迫土沉香幼苗产生的毒害具有一定缓解作用,可在土沉香幼苗培育及抗性研究等相关领域推广应用.     

高温胁迫对玉米光合作用的影响

研究了玉米在高温胁迫下叶片内叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素等生理指标的变化情况。结果表明,高温胁迫下酶的活性降低,同时叶绿素的生成受抑制,因此,在高温胁迫下会导致叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量含量下降,且随着胁迫时间的增加这种变化愈加明显;伴随胁迫温度的升高,玉米叶片中的类胡萝卜素随着时间的延长而呈总体下降的趋势,当温度超过40℃时,下降趋势最为显著。     

不同磷浓度对钝顶螺旋藻吸附、吸收和转化砷酸盐的影响

采用室内培养实验,首先用0~300μg·L-1砷酸盐[As(Ⅴ)]处理钝顶螺旋藻(Spirulina platensis),分析了螺旋藻对As(Ⅴ)的吸附和吸收特性,并在300μg·L-1 As(Ⅴ)处理下,研究了不同磷浓度(P正、1/10 P正、1/25 P正、1/50 P正)对螺旋藻吸附、吸收和转化As(Ⅴ)的影响。结果表明,在本研究As(Ⅴ)处理范围内,螺旋藻的干重与对照没有显著差异。随着As(Ⅴ)浓度的升高,藻体富集的总砷含量增加,当As(Ⅴ)处理浓度为150~300μg·L-1时砷富集量为1.006~1.569 mg·kg-1,超过了国家保健(功能)食品的砷污染限量1.0 mg·kg-1(GB 16740—1997)。随着培养基中磷浓度的降低,螺旋藻体内吸收的砷含量呈现增多趋势。在正常磷(P正)和1/10 P正条件下,螺旋藻体内的砷均为As(Ⅴ);当磷浓度降低至1/25 P正时,藻细胞中的砷有3.28%为As(Ⅲ);当磷浓度降低为1/50 P正时,螺旋藻吸收的砷增加至1.457 mg·kg-1,其中有9.24%和37.35%分别转化为As(Ⅲ)和二甲基砷(DMA),表明降低培养基中磷浓度促进了螺旋藻体对As(Ⅴ)的吸收、还原和甲基化,但藻细胞中砷的主要形态仍为As(Ⅴ)。在正常磷浓度培养下,藻体富集的砷以藻细胞表面吸附为主,通过磷酸盐缓冲液脱附可去除95%以上螺旋藻富集的砷。     

培养液中添加硫酸链霉素对蛋白核小球藻生长、细胞组成及α-亚麻酸含量的影响

研究了0(对照组)、20、60、180和540 μg/mL 5个硫酸链霉素(STRS)浓度下蛋白核小球藻SHOU-1002(Chlorella pyrenoidosa SHOU-1002)生长、细胞组成及α-亚麻酸含量。结果表明：培养前6 d,对照组的藻细胞密度显著高于各STRS处理组(P＜0.05),第10 d对照组和各STRS组藻细胞相对生长率则无显著差异(P＞0.05)。对照组、20、60和180 μg/mL STRS组藻细胞叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均随培养时间的延长呈现先降低后升高的变化,但各组拐点出现的时间随STRS浓度的升高而延后；540 μg/mL STRS组藻细胞叶绿素a和叶绿素b含量随培养时间的延长持续下降,而类胡萝卜素前4 d快速下降后趋于稳定。藻细胞中α-亚麻酸含量和叶绿素a含量呈极显著负相关(P＜0.01)。培养4 d后各STRS组藻细胞α-亚麻酸(C18:3n-3)含量显著高于对照组(P＜0.05),而C18:2n-6含量则显著低于对照组(P＜0.05)。培养第10 d,藻细胞α-亚麻酸含量在180 μg/mL STRS组最高(52.09 mg/g),较对照组提升了108.19%；同时180 μg/mL STRS组有最高的α-亚麻酸产量(35.34 mg/L)和n-3多不饱和脂肪酸(n-3PUFAs)产量(52.29 mg/L)。以上结果表明STRS胁迫在抑制蛋白核小球藻SHOU-1002叶绿素a的同时促进了藻细胞中α-亚麻酸及n-3PUFAs的蓄积。     

3种拟除虫菊酯类杀虫剂对小白菜幼苗叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

[目的]探究拟除虫菊酯类杀虫剂对小白菜叶绿素含量的影响。[方法]在人工气候培养箱中培育小白菜幼苗,至三叶一心时,用微量注射器分别用10μl不同浓度的氟氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、溴氰菊酯处理第3片叶片,24 h后测定小白菜幼苗叶绿素和类胡萝卜素的含量。[结果]氯氟氰菊酯和稀释500、1 000倍的溴氰菊酯导致小白菜幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b值上升;氟氯氰菊酯和稀释1 500倍的溴氰菊酯则导致小白菜幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素含量下降,叶绿素a/b值上升。[结论]氯氟氰菊酯和高浓度的溴氰菊酯处理对小白菜生长有促进作用,氟氯氰菊酯和低浓度的溴氰菊酯处理对小白菜生长有胁迫作用。     

不同光质对葛仙米的生理影响

比较红光、蓝光、白光3种不同的光质对人工培育葛仙米(Nostoc sphaeroides Kützing)的生理影响。结果表明:不同颜色的光对葛仙米的生长、光合色素、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均有影响。葛仙米以叶绿素含量表示的总生物量以及比生长速率大小顺序为红光白光蓝光;叶绿素a、类胡萝卜素、藻蓝蛋白含量大小顺序为红光白光蓝光;别藻蓝蛋白、藻红蛋白含量大小顺序为白光红光蓝光;类胡萝卜素、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、藻红蛋白与叶绿素a含量的比值大小顺序为蓝光白光红光;葛仙米可溶性蛋白含量大小顺序为蓝光白光红光;可溶性糖含量大小顺序为红光白光蓝光。因此,在葛仙米的人工养殖过程中,应结合实际需要选择不同的光质作为光源。