Microcystin production during algal bloom occurrence in Laguna de Bay, the Philippines

ABSTRACT:   The amount of microcystin in Microcystis aeruginosa bloom was investigated during the rainy season of 1999 in Laguna de Bay, the Philippines. Bloom samples taken from the West Bay and East Cove stations of the lake were studied in relation to the characteristics of environmental conditions. Four types of microcystins, microcystin-LR (MC-LR), microcystin-RR (MC-RR), 6(Z)-Adda-microcystin-RR, and 3-desmethylmicrocystin-LR were identified from the natural bloom samples among which MC-LR was the most dominant type of microcystin. Production of microcystin (88.6 µg/100 mg dried cells) was highest during the first sampling week that coincided with high water transparency and high conductivity. The occurrence of a strong typhoon during the second sampling week had changed the environment drastically, which was characterized by low water transparency, high turbidity, low water temperature, and with trace amounts of MC-LR detected at the East Cove station. Thus, toxin production over time as well as the relationship between Microcystis production and toxin concentration could not be fully evaluated.     

稀土元素钕对铜绿微囊藻生长和生理特性的影响

通过模拟培养试验,研究了不同Nd3＋初始浓度条件下铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的生长及生理变化。结果表明,相对BG11培养基（Nd3＋初始浓度为0 mg.L-1）,低初始Nd3＋浓度（0.01、0.05、0.1、0.5、1 mg.L-1）条件下,随着Nd3＋浓度的增加,藻细胞中叶绿素a含量、可溶性蛋白含量和过氧化氢酶（CAT）活性均呈增加趋势,促进了铜绿微囊藻生长;在Nd3＋初始浓度为5 mg.L-1和10mg.L-1时,藻细胞丙二醛（MDA）含量急剧增加,CAT活性下降,藻细胞清除活性氧（ROS）能力下降,抗氧化防御体系被破坏,膜脂过氧化严重,严重抑制藻细胞生长,在初始Nd3＋浓度50 mg.L-1胁迫下,铜绿微囊藻无法生长。藻细胞超微结构表明,过量的Nd3＋破坏了藻细胞内的类囊体结构,胞内脂质体含量增加,细胞膜变粗糙甚至变形破碎,对藻细胞造成不可逆伤害。     

太湖铜绿微囊藻与四尾栅藻的光竞争及模拟优势过程初探

通过太湖铜绿微囊藻和四尾栅藻在不同光照条件下的室内单培养与共培养试验,探讨了两种藻的光竞争及模拟优势过程。由试验结果和Monod方程分析得出,铜绿微囊藻生长的最适光照强度CI约为30￣35μE·m-2·s-1(2500￣3000lx),四尾栅藻生长的最适光照强度为CI=60￣70μE·m-2·s-1(5000￣6000lx)。当营养盐等都不是限制因子时,在低光照条件和光照时间大于14h时,铜绿微囊藻竞争成为优势种具有较高的概率,而在高光照条件和当光照时间小于14h时,栅藻竞争成为优势种具较高的概率;延长光照时间有利于提高微囊藻的竞争能力,并在室内小型模拟装置中,成功地模拟了铜绿微囊藻竞争成为优势种的过程。     

铜绿微囊藻和小球藻室内竞争实验研究

对铜绿微囊藻和小球藻进行藻类竞争实验,并通过模拟计算,分别得到铜绿微囊藻和小球藻纯培养和竞争条件下的生长模式,并计算了2种藻之间的相互竞争抑制强度。纯培养时铜绿微囊藻和小球藻的增长速率r分别为0.451/d和0.419/d,最大环境容量K分别为1414×104个/mL和812×104个/mL;混合培养时铜绿微囊藻对小球藻的种间竞争强度为1.44,小球藻对铜绿微囊藻的种间竞争强度为0.9。     

环境因子对新立城水库铜绿微囊藻生长的影响

研究了铜绿微囊藻在纯培养体系中温度、光照、氮磷比对其生长的影响。结果显示:该铜绿微囊藻在28℃时生长最好,藻细胞密度达到最大值。在试验范围内,铜绿微囊藻在3 000 lx时生长最好,藻细胞密度达到最大值。15∶1是铜绿微囊藻生长较为理想的氮磷比值。     

壳聚糖-高岭土复合体去除铜绿微囊藻的试验研究

利用室内模拟试验,研究了壳聚糖和高岭土单独及复合作用对铜绿微囊藻的去除效果。以250mL烧杯作为试验容器,纯种藻为试验用藻,以叶绿素a和浊度表征藻液浓度的变化。结果表明,单独使用高岭土除藻效率较低,增加高岭土用量难以提高藻的去除率;单独使用壳聚糖对藻的去除效果较好,但是藻的絮凝沉降速度较慢。壳聚糖-高岭土复合体可以明显加快藻类的沉降速率,改善除藻效果。     

沉水态圆叶节节菜的化感抑藻作用

目的 研究沉水态圆叶节节菜Rotala rotundifolia的化感抑藻效果及潜在抑藻机制,可为圆叶节节菜在藻类水华治理工程应用中提供理论基础。 方法 以铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa为代表性藻种,采用超声辅助溶剂浸提方式,研究水、乙醇和石油醚3种溶剂提取物的抑藻性能,并从叶绿素a (Chl a)质量浓度、最大光化学效率(F_v/F_m)及超氧化物歧化酶(SOD)活性等方面比较了圆叶节节菜与6种常见沉水植物的抑藻作用。 结果 圆叶节节菜3种溶剂提取物的抑藻能力从大到小依次为石油醚、乙醇、水,石油醚提取物对铜绿微囊藻有显著的抑制作用(P＜0.05),抑制率最高可达99.9%;量效分析表明：圆叶节节菜石油醚提取物有低促高抑现象,半最大效应质量浓度(EC₅₀)为11.56 g·L⁻¹(第5天);与常见的沉水植物抑藻效果相比,圆叶节节菜和穗花狐尾藻Myriophyllum spicatum处理的Chl a质量浓度显著低于其他处理(P＜0.05,第1天);所有植物处理的F_v/F_m均显著低于对照(P＜0.05);圆叶节节菜和水盾草Cabomba caroliniana的SOD活性分别是对照的1.48和1.53倍,穗花狐尾藻的SOD活性显著下降(P＜0.05),而苦草Vallisneria natans、金鱼藻Ceratophyllum demersum、伊乐藻Elodea nuttallii和轮叶黑藻Hydrilla verticillata处理与对照无显著差异。 结论 沉水态圆叶节节菜石油醚提取物具有较强的抑藻效应,表现为减少铜绿微囊藻细胞Chl a质量浓度、降低光化学效率及加剧氧化损伤等,在微囊藻水华防控方面具有较强的应用潜力。图5表1参35     

鳙肠道菌株BJ-1体外调控休眠铜绿微囊藻复苏研究

为探究鳙(Aristichthys nobilis)肠道菌株 Pseudomonas lactis BJ-1(菌株 BJ-1)体外对休眠铜绿微囊藻(DMCs)复苏的影响及作用机理, 将 BJ-1 菌、DMCs 藻泥及池塘沉积物混匀包埋, 构建低浓度菌组(G1)、较高浓度菌组(G2) 和高浓度菌组(G3), 以无菌组为对照, 在水温 25 ℃、光照强度 15 μmol·m^–2 s^–1 和光暗周期比 12 h∶12 h 条件下进行为期 21 d 的复苏试验, 并依据结果开展机理和野外验证。结果显示, 试验开始后 0~6 d 菌株 BJ-1 持续增殖, 第 6~21 d 维持稳定且 G1、G2 和 G3 菌组平均菌浓度分别为 0.99×107 cfu·g^–1、3.40×10⁷ cfu·g^–1和 5.21×10⁷ cfu·g^–1。DMCs 第 6 d 启动复苏, 相比对照组, G2 与 G3 组 DMCs 固着性胞外多糖(CPSs)含量显著下降, 光合效率与复苏率显著降低(P＜0.05), G1 组与对照组无显著差异(P＞0.05)。同时, 菌株 BJ-1 能泌出代谢产物 3-苄基哌嗪-2,5-二酮, 其浓度与 BJ-1 菌浓度呈正向线性关系(R² =0.997), G2 与 G3 组 3-苄基哌嗪-2,5-二酮浓度分别为 0.95 μg·L^–1 和 1.41 μg·L^–1, 此浓度下 DMCs 细胞内活性氧(ROS)水平显著提升(P＜0.05), 光合效率和复苏率显著下降(P＜0.05)。较高菌浓度(G2) 下, DMCs 编码光合系统 PS II 基因(psbD1)、DNA 修复基因(recA)以及与光合作用关联的固碳功能基因(ntcA 和 rbcL) 均显著下调。实验结果表明, 当菌株 BJ-1 达到较高浓度(≥3.40×10⁷ cfu·g^–1)时, 可降低 DMCs 的 CPSs 含量, 同时其泌出代谢产物 3-苄基哌嗪-2,5-二酮导致 DMCs 的 ROS 水平显著提升, 共同抑制了 DMCs 的光合效率, 最终阻碍 DMCs 复苏。研究结果补充了“以鳙控藻”的理论基础, 也为池塘铜绿微囊藻水华防控提供了新思路。     

微囊藻水华叠加对太湖沉积物中细菌垂直分布的影响

为研究微囊藻水华爆发对沉积物中细菌的影响,加强对富营养化湖泊细菌生态分布和环境调控原理的认识,选取太湖竺山湾沉积物柱状样,经添加高浓度微囊藻培养后,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis;PCR-DGGE)方法,分析细菌在沉积物中的垂直分布特征.结果显示,微囊藻水华叠加对于沉积物剖面表层细菌群落结构影响很小,对沉积物中细菌垂直分布的影响不大,仅在7 ～9 cm深度之间有一定影响.     

光照历史对小檗碱化感抑藻效应的影响

蓝藻水华频发严重制约淡水养殖业的健康发展,铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)为富营养化水体中的优势种;中草药黄连的主要化感物质小檗碱(C20H18NO4)能够有效抑制铜绿微囊藻的生长,并具有环境友好和毒副作用小的特点,光照强度会影响小檗碱对铜绿微囊藻的抑杀效果。将铜绿微囊藻在光照和黑暗条件下分别培养8 d后重新接种至相同的初始密度,添加不同浓度小檗碱(2 mg/L和4 mg/L)后置于光照条件下继续培养6 d,通过分析测定铜绿微囊藻细胞密度和叶绿素荧光参数,研究施药前光照历史对小檗碱化感抑藻效应的影响。结果表明,铜绿微囊藻在黑暗胁迫8 d后表现出超补偿生长效应;2 mg/L小檗碱不能有效抑杀铜绿微囊藻,藻细胞密度和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETRmax、Yield’)均随培养时间延长先下降后升高,6 d时施药前黑暗处理组的藻细胞密度显著高于施药前光照处理组(P<0.05);4 mg/L小檗碱能够有效抑藻,6 d时藻细胞全部死亡,且施药前黑暗处理组与施药前光照处理组藻细胞密度和叶绿素荧光参数下降趋势相同;黑暗胁迫诱导的超补偿生长效应不会影响高浓度(4 mg/L)小檗碱的化感抑藻效应,但会影响低浓度(2 mg/L)小檗碱的化感抑藻效应。