温度与光强对柔细束丝藻3种异味物质产量的影响

2013年3月从武汉喷泉公园人工湖发生水华并散发浓烈异味的水体中分离到1株柔细束丝藻(Aphanizomenon gracile),编号为WH-1,通过探究温度和光强对其生长及异味物质产量的影响,为水体异味物质的防治与消除提供理论依据。经顶空固相微萃取法(HS-SPME),鉴定其产3种异味物质,分别是β-环柠檬醛(β-Cyclocitral)、土臭素(Geosmin)和β-紫罗兰酮(β-Ionone);实验室条件下研究不同温度(15、25、35℃)、光强[15、25、35 μmol/（m2.s)]对该藻株生长及3种异味物质产量的影响。结果表明,WH-1的最适生长条件和最大Geosmin产量均出现在低温(15℃)、高光强[35 μmol/（m2.s)]的条件下,但溶解态Geosmin的产量并未显著高于其它处理组。不利的生长条件[25～35℃,15～25 μmol/（m2.s)]有利于异味物质β-Cyclocitral和β-Ionone在藻细胞内积累。培养过程中,溶解态β-Cyclocitral和β-Ionone一直维持较低水平(检测线附近波动),表明该类异味物质主要存储在细胞内部,在藻类生长过程中仅少量释放出来。3种异味物质所占比例变化说明,与光强相比,温度对异味物质产量的影响更大。     

条浒苔海区试栽培及外界因子对藻体生长的影响

以2004年1月采自江苏如东海区紫菜栽培架上的条浒苔(Enteromorpha clathrata)为研究材料,经分离纯化培养,用条浒苔藻体放散的孢子进行采苗及其海区栽培。结果表明,条浒苔在江苏和浙江海区均能够栽培,且藻体生长速度很快。在实验室条件下,将条浒苔藻体置于不同温度组(5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)、盐度组(0、4、8、12、16)和光照强度组(15μmol.m-2.s-1、30μmol.m-2.s-1、45μmol.m-2.s-1、60μmol.m-2.s-1),共120个温度-盐度-光强组合中培养,以研究这3个生态因子对条浒苔生长的影响。结果发现,温度、盐度和光强对条浒苔的生长影响显著(P<0.05)。条浒苔生长适宜温度为15~25℃;适宜盐度为8~12;适宜光照强度在60μmol.m-2.s-1左右。温度、盐度和光照强度三者对条浒苔生长存在显著的交互效应(P<0.05),这三者的最佳组合为温度25℃、盐度12和光强60μmol.m-2.s-1     

不同光照条件对小新月菱形藻和等鞭金藻8701生长及生化成分的影响

研究了小新月菱形藻(Nitzschiaclosteriumf.minutissima)(MACC/B228)和等鞭金藻8701(IsochrysisgalbanaParke8701)(MACC/H060)在4种光照条件下的生长情况,以及不同光强下、不同时期收获的藻细胞中总脂和碳水化合物含量的变化。结果表明,小新月菱形藻在光强70μmol·s-1·m-2时细胞分裂频率(μ)最大,最适光强70～140μmol·s-1·m-2;260μmol·s-1·m-2光强能导致细胞分裂频率变慢,指数期缩短。等鞭金藻8701在光强140μmol·s-1·m-2时μ值最大,260μmol·s-1·m-2下略有降低。2种藻均在低光下脂肪含量多,小新月和等鞭金藻脂肪含量分别占干重的25.5%～35.3%和28.3%～37.5%;而碳水化合物含量少,分别占干重的5.5%～18.2%、3.9%～11.4%;在高光强下相反。不考虑光照条件的影响,2种藻细胞内碳水化合物的含量均在静止期达到最大,分别占干重的18.98%和23.32%。小新月菱形藻在70μmol·s-1·m-2光强下的指数期细胞有最大的脂肪含量,等鞭金藻的最高脂肪含量出现于光强20μmol·s-1·m-2下指数末期的细胞中。二者在光强140μmol·s-1·m-2下生长且进入静止期时均可获得较大生物量,同时细胞的脂肪和碳水化合物的含量也处于较高水平。     

温度、光照及切取部位对蜈蚣藻离体再生的影响

将蜈蚣藻的固着器、中部、顶端部作为材料分别在15、20、25℃恒温条件下,分别设置成9、27、54μmol.m-2.s-1左右的光照条件,放入NMB3#培养液中培养。分别考察温度、光照以及切断方法三个因素及其相互作用对蜈蚣藻离体再生的影响。结果表明:20℃左右为蜈蚣藻离体再生的最适温度,而且蜈蚣藻的离体再生需要较强的光照,如本次试验条件下的54μmol.m-2.s-1左右,或者更高。另外,蜈蚣藻藻体的固着器、中部、顶端切断都有不同程度的再生能力,或者能产生新的芽体,如固着器和藻体中部;或者可以离体生长,如顶端藻体。     

条斑紫菜丝状体不同发育时期对光照和温度的光合适应能力

以条斑紫菜(Pyropia yezoensis)丝状体为材料,研究温度(15℃、25℃和35℃)与光强[40、100和300 μmol/(m2·s)]对营养藻丝和孢子囊枝光合生理的影响。结果显示,15℃和25℃实验组中,营养藻丝和孢子囊枝的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、总光合速率(Pg)和净光合速率(Pn)均随光强升高而降低。在300 μmol/(m2·s)下,营养藻丝的Fv/Fm和Pg趋于零,Pn为负值。在25℃、40 μmol/(m2·s)下,营养藻丝的呼吸耗氧速率(Rd)在实验周期内一直显著高于孢子囊枝;其他组则随胁迫时间延长,二者间Rd差距逐渐缩小。总体上,在相同条件下,所测孢子囊枝Fv/Fm、Pg和Pn均显著高于营养藻丝,而Rd与营养藻丝相当。35℃实验组在6 h时,孢子囊枝的Fv/Fm显著高于营养藻丝,但随光强升高直线下降(P<0.05),其他组Fv/Fm均趋于0。在40、100 μmol/(m2·s)下,6 h时,孢子囊枝Pg和Rd高于营养藻丝或二者相当;在300 μmol/(m2·s)下,后期营养藻丝Pn和Rd高于孢子囊枝,但在整个实验周期,二者的Pn均为负值。总体上,营养藻丝和孢子囊枝的Fv/Fm、Pg和Pn均显著低于(多数趋于0或负值)15℃和25℃,而35℃的Rd高于15℃和25℃;后期,2种藻丝均出现发绿变白,甚至死亡现象。研究表明,在条斑紫菜营养藻丝的光合作用被严重抑制的光强、温度条件下,孢子囊枝仍具备相对高的光合活力,说明在温度和光强升高到不利于营养藻丝生长的情况下,刺激藻丝转向了孢子囊枝发育阶段,后者具备适应更高温度和光照的能力。     

光强对萱藻孢子萌发、幼苗早期发育及附生藻类动态变化的影响

模拟萱藻育苗条件,以萱藻丝状体为材料,沙滤天然海水作为培养液,研究了光照强度[7.2~126.0μmol/(m2·s)]对萱藻孢子萌发、幼苗早期发育及附生藻类动态变化的影响。结果显示:(1)本实验条件下,萱藻孢子萌发的适宜光强范围为27.0~72.0μmol/(m2·s)。其中,在45.0μmol/(m2·s)条件下,萱藻孢子萌发率较高,并在放散后的第16天萌发率达到(44.44%±11.00%);(2)在本实验条件下,萱藻幼苗早期生长的适宜光强范围为36.0~54.0μmol/(m2·s),其中45.0μmol/(m2·s)最适宜萱藻幼苗的生长,且附生藻类密度最低,孢子放散后第34天附生藻类密度为(38.4±0.6)×104个/cm2;(3)本研究共鉴定出附生藻类2门13属29种,主要优势种为碎片菱形藻、小伪菱形藻、艳绿颤藻、膨胀色球藻、耳形藻和新月菱形藻。其中碎片菱形藻在7.2~18.0μmol/(m2·s)条件下呈指数增长,而耳形藻与新月菱形藻在27.0~126.0μmol/(m2·s)条件下呈指数增长。研究表明,萱藻孢子萌发和幼苗早期发育的最佳光强为45.0μmol/(m2·s),且在萱藻育苗过程中应重点防治的附生藻类为耳形藻与新月菱形藻。     

不同光强处理对长茎葡萄蕨藻叶绿素荧光特性的影响

通过调制叶绿素荧光仪(MINI-PAM),对长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)在10μmol/(m~2·s)、120μmol/(m~2·s)、360μmol/(m~2·s)光强下的叶绿素荧光特性进行了研究。结果表明:随着光照强度从10μmol/(m~2·s)上升到360μmol/(m~2·s),长茎葡萄蕨藻最大光量子产量(F_v/F_m)、实际光量子产量、相对电子传递速率(rETR)、快速光曲线初始斜率均呈下降趋势;用120μmol/(m~2·s)和360μmol/(m~2·s)光强处理的样品光化学猝灭(qP)较高,而非光化学猝灭(NPQ)较低;不同光强处理4 h和8 h时,与10μmol/(m~2·s)处理组相比,120μmol/(m~2·s)处理组最大相对电子传递速率(rETR_(max))、半饱和光强(I_k)均显著上升,360μmol/(m~2·s)处理组I_k显著上升,rETR_(max)明显降低;在360μmol/(m~2·s)光强下处理12 h与处理8 h相比,样品rETR_(max)、I_k均显著降低。上述结果说明长茎葡萄蕨藻偏向适应10μmol/(m~2·s)的低光条件,在120μmol/(m~2·s)和360μmol/(m~2·s)的高光条件下能通过不同的方式提高对光强的耐受能力,但是在360μmol/(m~2·s)光强下处理12 h会引起光氧化对光合结构造成破坏。     

不同培养条件对铜藻生长和营养组分的影响

研究了不同温度(5℃、10℃、15℃、20℃、25℃)和光照[50、100、200 、300μmol/(m^2·s)]对铜藻(Sargassum horneri)生长、光合色素和生化组分的影响。结果显示,温度和光照对这3个方面均有显著影响(P<0.05)。铜藻在5℃~20℃、50~300μmol/(m^2·s)时均可生长,且最适生长条件为20℃、200~300μmol/(m^2·s),特定生长率较高。温度高于25℃,藻体基本停止生长并出现腐烂现象。25℃、50μmol/(m^2·s)时,铜藻色素积累较多。可溶性蛋白和可溶性糖的含量分别在10℃、20℃时最高,不同光照间无显著性差异(P>0.05)。灰分和粗蛋白含量在5℃~10℃、50μmol/(m^2·s)时最高。粗脂肪含量在10℃和25℃时最低,不同光照间无显著性差异(P>0.05)。褐藻胶含量在10℃、100μmol/(m^2·s)时最高,岩藻黄素含量在10℃、50μmol/(m^2·s)时达到最大。褐藻多酚含量在低温为 5℃或高温25℃、200~300μmol/(m^2·s)高光下达到最大。研究表明,室内培养铜藻在20℃左右、200~300μmol/(m^2·s)时,生长速率最快,而铜藻在10℃、100μmol/(m^2·s)环境条件下,藻体色泽及健壮程度更好,铜藻个体大,生长速度快,可进行大规模的养殖生产。本研究结果对铜藻养殖及其活性物质提取具有重要的参考价值。     

Fe~(3+)对鳗池中铜绿微囊藻和小球藻生长的影响

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和小球藻(Chlorella vulgaris)为研究对象,分别测定了初始Fe3+摩尔浓度为0、1、10、15、20、25、50、100μmol·L-1时铜绿微囊藻和小球藻的生长曲线和叶绿素a含量。结果表明,2株藻均存在铁限制,其中缺铁对铜绿微囊藻生长的限制较为显著,当初始Fe3+浓度为0,1μmol·L-1时,其生长曲线呈现出负增长的趋势;铜绿微囊藻的μmax出现在25μmol·L-1,小球藻的μmax则出现在20μmol·L-1;当浓度为100μmol·L-1时,2株藻的生长均受到了一定的抑制,但此时的生长速度仍高于低Fe3+组。     

环境因子对龙须菜和菊花心江蓠N、P吸收速率的影响

在实验室条件下,研究光照、温度、盐度及pH对龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)和菊花心江蓠(G.lichevoides)N、P吸收速率的影响。结果表明,上述4个环境因子对这两种藻类的N、P吸收速率均有显著影响。其中,对龙须菜N吸收速率影响的适宜范围分别为:光照强度100~240μE.m-2.s-1,温度16~23℃,盐度25~35,pH 8.0~9.0;对P吸收速率影响的适宜范围分别为:光照强度80~200μE.m-2.s-1,温度16~23℃,盐度15~35,pH 8.0~9.0。而对于菊花心江蓠,N吸收速率影响的适宜范围分别为:光照强度120~300μE.m-2.s-1,温度23~33℃,盐度25~40,pH 7.5~9.0;P吸收速率影响的适宜范围分别为:光照强度100~240μE.m-2.s-1,温度26~33℃,盐度15~35,pH 7.5~9.0。     

铜对盐藻生长与物质积累的调控作用

实验研究了不同浓度的铜对盐藻细胞生长与物质积累的调控作用。结果表明:培养液中供给铜过多或过少都不利于盐藻细胞的生长与物质积累。以培养基中125μg/L的铜浓度对盐藻细胞生长、蛋白质合成与β-胡萝卜素积累的促进作用最大。这一铜浓度可用于盐藻的生产性培养。当培养液中铜浓度较高(175μg/L)或较低(25μg/L)时,单个盐藻细胞中的蛋白质与β-胡萝卜素含量较高,但因培养液中细胞密度较低,盐藻细胞积累的物质总量仍然较少。在铜浓度较高或较低的逆境条件下,盐藻可能通过适应性反应形成了逆境蛋白质与胡萝卜素等。     

萱藻丝状体的种质保存技术

采用液体保存法和胶囊化低温保存法对萱藻丝状体进行保存,探讨了液体培养法中温度、光照强度以及胶囊化低温保存法中胶球含水量对萱藻丝状体种质保存的影响。结果显示:(1)在液体保存法中,温度对萱藻丝状体的保存影响较小,当光强为5.4μmol/(m2·s)时,6~18℃均可实现萱藻丝状体的长期保存;(2)光照强度对萱藻丝状体的液体保存影响显著,16.2μmol/(m2·s)及以上的光强不利于种质的保存,5.4μmol/(m2·s)对萱藻丝状体的液体保存最有利;(3)在6~18℃,5.4μmol/(m2·s)条件下保存萱藻丝状体60 d后,萱藻丝状体细胞状态良好且存活率仍在97%以上;(4)胶球含水量过高或过低均会降低萱藻丝状体胶囊化低温保存后的存活率,15%是萱藻丝状体胶球的最适含水量,在该条件下,萱藻丝状体保存1个月后的存活率仍在50%以上。研究证明,在适宜条件下,液体保存法和胶囊化低温保存法均可实现萱藻丝状体的种质保存。     

不同光照强度对绿菊花草光合速率的影响

为了解在不同光照条件下绿菊花草的生长变化,为其在水箱族中的健康种植提供参考,采用氧电极法研究了不同光照强度对绿菊花草光合速率的影响。结果表明:不同光照强度对绿菊花草的净光合速率和总光合速率有显著影响,适合其生长的光照强度范围为987~1346μmol·m-2·s-1,光饱和点为1167μmol·m-2·s-1。     

光照对中国南北方萱藻丝状体生长发育影响的比较

通过分离、培养我国北方海域(烟台、青岛)和南方海域(舟山、温州)的萱藻丝状体,比较研究了不同光强[7.2、21.6、36.0、50.4、64.8、86.4、108.0和129.6μmol/(m2·s)]和不同光周期(8L:16D、10L:14D、12L:12D、14L:10D和16L:8D)对我国南北方萱藻丝状体生长及发育的影响。结果表明:(1)过高[≥108.0μmol/(m2·s)]或过低[≤21.6μmol/(m2·s)]光强条件均不利于我国南北方萱藻丝状体的快速生长;(2)我国南北方萱藻丝状体生长的最适光强条件相同,在64.8μmol/(m2·s)条件下培养20 d后,其丝状体的增重倍比和日均增长率均达到最大值;(3)我国南北方萱藻丝状体发育的最适光强条件均为36.0μmol/(m2·s),培养20 d后,烟台、青岛、舟山和温州的萱藻丝状体的孢子囊枝比例均达到最大值,分别为34.72%±0.91%、35.06%±1.17%、35.37%±0.59%和34.33%±0.41%;(4)我国南北方萱藻丝状体生长的最适光周期条件不同,培养20 d后,北方萱藻丝状体的增重倍比和日均增长率均在14L:10D条件下达到最大值,分别为82.75%±2.39%、3.00%±0.36%和81.28%±4.53%、3.04%±0.49%,而南方均在16L:8D条件下达到最大值,分别为89.52%±0.88%、3.18%±0.30%和88.66%±7.09%、3.22%±0.26%;(5)经过20 d的培养观察,我国北方萱藻丝状体发育的适宜光周期范围为8L:16D~10L:14D,而南方的适宜光周期范围为10L:14D~12L:12D。     

盐度-光照强度-温度对角毛藻生长及高不饱和脂肪酸含量的影响

为获知盐度—光照强度—温度对半咸水硅藻——角毛藻SHOU-B98生长及高不饱和脂肪酸含量的影响,实验采用L_9(3~4)正交设计探讨其在不同盐度(6、12和18)、光照强度[10、30和50μmol/(m~2·s)]及温度(10、20和30℃)组合条件下的生长及藻细胞ARA、EPA和DHA含量的变化。结果显示,盐度、光照强度、温度三因素对角毛藻SHOUB98的生长及高不饱和脂肪酸含量均有显著影响,且存在因素间的交互作用。角毛藻SHOU-B98在盐度12、光照强度30μmol/(m~2·s)和温度30℃及盐度18、光照强度50μmol/(m~2·s)和温度20℃的组合条件下生长最快,第4天后这2组做藻的生物量显著高于其他组(P0.05)。角毛藻细胞积累不同高不饱和脂肪酸的最佳培养条件也不同,细胞积累ARA的最优培养组合条件为盐度6、光照强度50μmol/(m~2·s)和温度30℃;细胞积累EPA和DHA的最优培养组合条件为盐度18、光照强度50μmol/(m~2·s)和温度20℃。研究表明,角毛藻SHOU-B98生长快且细胞脂肪酸营养价值高的培养条件为盐度18、光照强度50μmol/(m~2·s)和温度20℃的组合。     

光强、温度和N/P比对坛紫菜叶状体单性生殖发生的影响

为探究培养条件对坛紫菜叶状体生长和单性生殖发生的影响,研究了不同光强、温度和N/P比下坛紫菜叶状体的生长及单性生殖发生的特点。结果显示,当光强为10～40μmol/(m2·s)时,藻体生长缓慢、成熟晚、单性生殖发生晚;光强增至60～80μmol/(m2·s)时,藻体生长加快,成熟和单性生殖发生同时提前。温度为17～20°C时,藻体生长慢、成熟晚、单性生殖发生推迟;23°C时藻体生长最快;而29°C组的藻体虽然生长受到抑制,但藻体成熟和单性生殖发生得到促进。N/P比为16∶1处理组的叶状体比其他处理组(1∶1、4∶1、32∶1和64∶1)均生长变快,N/P比为64∶1时叶状体生长最慢,但易成熟、易发生单性生殖。因此,在高光强、高温和高N/P比下,藻体成熟和单性生殖发生均提早,说明这些因素对坛紫菜叶状体单性生殖的发生有重要影响。     

光照对中国对虾稚虾3种消化酶活力的影响

在实验室条件下研究光照(光照周期、光照强度和光色)对中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)稚虾3种消化酶(蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶)活力的影响。在本实验条件下,主要结果如下:(1)4种光照周期下,对虾3种消化酶的活力差异不显著(P>0.05);(2)在完全黑暗、6μmol.m-2.s-1、30μmol.m-2.s-1和110μmol.m-2.s-1光照强度下,对虾蛋白酶的活力分别为0.361 U.mg-1(protein)、0.081 U.mg-1(protein)、0.088 U.mg-1(protein)和0.273 U.mg-1(protein),完全黑暗和110μmol.m-2.s-1下的活力显著高于其他两个光照强度(P<0.05),且两者间的差异达到显著水平(P<0.05);中国对虾淀粉酶的活力分别为0.386 U.mg-1(protein)、0.095 U.mg-1(protein)、0.111 U.mg-1(protein)和0.315 U.mg-1(protein),完全黑暗和110μmol.m-2.s-1条件下的活力显著高于其他两个光照强度(P<0.05),两者间的差异亦达到显著水平(P<0.05);对虾脂肪酶的活力分别为0.147×10-2U.mg-1(protein)、0.150×10-2U.mg-1(protein)、0.170×10-2U.mg-1(protein)和0.183×10-2U.mg-1(protein),完全黑暗和110μmol.m-2.s-1条件下的活力差异达到显著水平(P<0.05);(3)不同光色下,对虾蛋白酶和淀粉酶的活力差异不显著(P>0.05),脂肪酶的活力则存在一定的差异,蓝光和黄光下,对虾脂肪酶的活力分别为0.093×10-2U.mg-1(protein)和0.107×10-2U.mg-1(protein),显著高于白光和绿光下的活力(P<0.05),但蓝光组和黄光组间的差异不显著(P>0.05)。     

多肋藻雌配子体种质保存和扩培的温光条件研究

跟踪观察了温度和光照强度双因子对多肋藻雌配子体生长的影响,旨在探明其适宜的种质保存与扩增培养的温光条件。试验设置3个温度,分别为10、15和20℃,每个温度下设5个光照强度,分别为10、20、40、60和80μmol/(m~2·s),实验进行了4个月。结果表明,配子体在10℃,光强≤10μmol/(m~2·s)时适宜种质保存,15～20℃、20μmol/(m~2·s)时适宜短期扩增培养,15℃、20μmol/(m~2·s)时适宜长期扩增培养。     

温度和盐度对二种观赏海藻微繁与生长的影响

为了建立观赏海藻大规模微繁技术,研究了温度和盐度对台湾锯齿藻(Prionitis formosana)和海木耳藻(Sarcodia montagneana)生长及叶绿素含量的影响。结果表明,在实验范围内,台湾锯齿藻在35℃的条件下死亡,5~15℃藻体负生长,适宜生长温度为20~25℃;盐度为22条件下生长正常,其余盐度下均生长不良;叶绿素含量在25℃和盐度22时达到最高。海木耳藻在5℃与35℃时出现死亡,5~15℃时负生长,适宜生长温度为25~30℃;最适生长盐度为10,其余盐度下均有不同程度的生长,并且随着温度的增加生长率下降;叶绿素含量在30℃和盐度10时达到最高。     

3种半咸水硅藻的适宜培养条件及其细胞生化成分

从上海奉贤一处半咸水池塘分离得到角毛藻(Chaetoceros sp.)SHOU-B98、小环藻(Cyclotella sp.)SHOU-B108和直链藻(Melosira sp.)SHOU-B110。采用单因子实验方法,研究了不同温度、光照强度和盐度对3株硅藻生长的影响,并分析了适宜温度、光照强度和盐度条件下3株硅藻的细胞组成。结果表明:角毛藻SHOU-B98、小环藻SHOU-B108和直链藻SHOU-B110的最适生长温度分别为22.3、20.6和24.7℃;最适光照强度分别为28.0、40.2和69.8μmol·m-2·s-1;最适盐度分别为12.6、6.1和6.7。在适宜培养条件下,角毛藻SHOU-B98、小环藻SHOU-B108和直链藻SHOU-B110的蛋白质含量(占干重)分别为25.88%、21.01%和18.81%;总脂含量分别为10.36%、8.35%和11.34%。小环藻SHOU-B108含有丰富的20∶5n-3(EPA,19.13%)和20∶4n-6(ARA,13.47%)。角毛藻SHOU-B98和直链藻SHOU-B110分别含有3.43%和5.90%的22∶6n-3(DHA)。此3种硅藻富含多不饱和脂肪酸,并且对低盐度有一定的适应性,可作为河口地区特种经济水产动物幼体的饵料微藻。