不同增殖方式来源的绿潮藻浒苔藻体生长及光合生理特性差异

为了探讨原位状态下不同增殖方式得到的绿潮藻浒苔生物体的差异,通过原位围隔实验,分别获取漂浮浒苔释放的孢子萌发形成的藻体(ST)和浒苔自身营养增殖得到的藻体(VT),通过比较这两种浒苔的生长、光合作用和荧光参数的不同,来估测其光合生理特性的差异。结果表明,ST的生长速率比VT显著高出61.27%,并且ST的最大光合作用速率(Pmax)、光合效率(α)和光合活性(P/R)比VT分别显著高出25.33%、14.93%和134.69%,而呼吸作用速率和光补偿点比VT显著低了45.7%和52.2%,这表明ST与VT相比具有更大的生长优势。另外,VT的相对电子传递速率(rETR)显著高于ST,在高光下尤为显著,并且VT在高光下具有更高的非光化学猝灭(NPQ)能力,这说明浒苔通过自身营养增殖产生的藻体对高光的适应能力比其由孢子萌发形成的藻体更强。     

不同温度及二氧化碳浓度下培养的龙须菜光合生理特性对阳光紫外辐射的响应

为了研究不同温度及CO₂浓度下培养的大型海藻对紫外辐射的生理学响应,选取龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)作为实验材料。实验设置两个温度梯度(20 ℃和24 ℃),两种CO₂浓度(390 μL/L和1000 μL/L)以及3种辐射处理,即可见光(PAR)处理(滤除紫外线A(UV-A)、紫外线B(UV-B),400-700 nm)、可见光加紫外线A(PA)处理(滤除UV-B,320-700 nm)、PAB处理(全波长辐射280-700 nm)。结果表明,酸化、升温以及紫外辐射处理都未影响大型经济红藻龙须菜的叶绿素a和类胡萝卜素的含量。然而紫外辐射处理显著降低了龙须菜的有效光化学效率,其抑制水平在酸化处理的藻体中更为显著,并且随着温度的上升而进一步加剧;酸化与温度耦合使藻体对紫外辐射的敏感性增加,导致其较低的修复速率以及较高的损伤速率。     

阳光紫外辐射对铜藻的生长及荧光参数的影响

为了探讨近年来南麂列岛铜藻场衰退、消亡的原因以及更好的进行人工育苗恢复藻场,实验结合阳光紫外强度日益增加的环境问题,开展了紫外辐射对铜藻生长和光合生理影响机制的探究。实验设置3种不同阳光辐射处理:可见光(P A R)处理(400~700 nm),可见光加紫外辐射A(PA)处理(320~700 nm)和全波长辐射(PAB)处理(280~700 nm)。铜藻经过14 d阳光辐射适应培养后,其生长表现为UV-A部分(PA处理中)对铜藻的RGR促进了6.7%,且提高了藻体的叶绿素a、类胡萝卜素和UVACs含量;UV-B部分(PAB处理中)对藻体的RGR产生了8.98%的抑制,同时抑制了铜藻色素的合成。比较3种辐射处理的快速响应曲线(RLC),PA处理下的藻体具有最高的最大电子传递速率(r ETRmax)和光能利用率(α)。当将藻体置于太阳模拟灯下照射1 h,经PA适应的藻体其D1蛋白修复速率与损伤速率的比(r/k)比P处理的高13.02%,而经PAB适应的r/k比P处理的低17.62%,证明UV-A对铜藻具有正面效应。     

3种典型潮滩沉积物微塑料分离方法研究

针对我国海岸带环境中微塑料监测方法缺乏标准化和系统化问题,探讨和改进了直接浮选法(方法 A)、分液漏斗法(方法 B)和容量瓶法(方法 C)3种典型的潮滩沉积物微塑料检测方法,并探究了沉积物粒径和聚合物类型对其分离效果的影响。经检验,3种方法对潮滩沉积物中尺寸约为1 mm的高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)等5种常见聚合物颗粒的平均分离效率达到(91±7)%,且聚合物类型并不会影响分离效果(P0.05)。方法 B在分离效率和稳定性方面明显优于其他2种方法(P0.05),对于粗砂(0.5~1.0 mm)、粉砂(0.004~0.063 mm)和泥质(0.004 mm)3类潮滩沉积物中的微塑料颗粒均有着良好的分离(95%±3%)。沉积物粒径会显著影响提取效果,呈现出随着沉积物粒径的增大、微塑料分离效率提高的趋势(P0.05)。利用方法 B对系列现场调查样品进行了测定,结果显示,海州湾北部绣针河口、赣榆港码头和高公岛乡潮滩沉积物中微塑料数量丰度分别为34.97~144.33 n/kg、43.70~119.9 n/kg和372.98~1 103.02 n/kg;质量浓度分别为2.56~10.70 mg/kg、1.01~5.92 mg/kg和3.36~8.48 mg/kg。     

紫外辐射对浒苔游孢子附着、萌发和幼苗生长的影响

为了探讨绿潮藻浒苔游孢子对紫外线(UVR)的敏感性,研究了相对于有效光辐射(PAR,P)增加UVA辐射(PAR+UVA,PA)和全波长辐射(PAR+UVA+UVB,PAB)对浒苔游孢子的光合效率、附着、萌发和幼苗生长的影响。实验结果表明,(1)强光[900μmol/(m2·s)]下PA和PAB辐射对浒苔游孢子的最大光化学效率(Fv/Fm)具有明显抑制作用,且辐射时间越长抑制作用越大。强光下PA和PAB辐射15、30、60min导致浒苔游孢子最大光化学效率分别下降为28.4%、42.4%、36.5%、52.1%、64.4%、54.5%;(2)游孢子在15min辐射期间的附着率分别为50.0%(P)、44.9%(PA)和23.9%(PAB),紫外辐射尤其是UVB显著抑制(延迟)了游孢子的附着(P<0.05),但对24h后游孢子的总附着率没有显著影响。不同辐射处理和处理时间之间存在显著交互作用(P<0.05);(3)阳光下PA和PAB对孢子萌发具有显著抑制作用,第3天PA和PAB处理的游孢子萌发率分别为P处理的57.0%和39.1%,游孢子的萌发存活决定于最初的3d,3d后的紫外辐射对幼苗的存活没有显著影响(P>0...     

干燥和模拟酸雨胁迫对条斑紫菜光合作用的影响

探讨了条斑紫菜在干燥和酸雨胁迫时叶绿体光系统Ⅱ最大光化学量子产量的变化。试验结果表明,条斑紫菜在干燥3 h后脱水94.5%,光合作用停止,复水后迅速恢复其原有的光合能力。刚脱水的条斑紫菜在未干燥时如遭遇酸雨,其最大光化学量子产量随pH降低和时间延长而降低。试验中最低的pH 4.0酸雨处理6 h后,复水6 h仍能恢复光合能力。如干燥脱水后遭遇酸雨,除pH 5.6处理1h组经过24 h恢复,可基本达到原有的光合能力外,pH 4.5组24 h内不能恢复。而pH 4.0组藻体变红死亡。如干燥后酸雨处理3 h,pH 5.6和pH 4.5组均受到严重伤害,而在24 h内不能恢复正常光合能力,pH 4.0组趋于死亡。说明干燥脱水和酸雨的双重胁迫,严重危害条斑紫菜的生存,可能造成条斑紫菜养殖的严重减产。     

高盐下条斑紫菜光合特性和S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因表达的变化

为了研究条斑紫菜耐盐机理,对条斑紫菜叶状体进行了高盐胁迫处理,继而采用氧电极法测量了光合放氧速率和呼吸耗氧速率的变化,采用实时荧光定量PCR技术测量了S-腺苷甲硫氨酸合成酶(命名为PySAMS)基因的表达变化。结果显示藻体的光合与呼吸作用均受到高盐度海水的显著影响,随着盐度的增加,光合放氧率逐渐降低,呼吸耗氧率也逐渐降低。高盐度海水对PySAMS基因表达量也产生了显著影响,40和50盐度的海水诱导了PySAMS表达,但60至80盐度的海水却不同程度地抑制了PySAMS表达。据此推测,在面对较高盐度胁迫时条斑紫菜叶状体将逐步降低体内新陈代谢以度过不良环境。     

富营养化与生长密度对绿潮藻浒苔暴发性生长机制的影响

近海海域富营养化导致的氮(N)和磷(P)增加,是绿潮藻浒苔快速增长的物质基础,而浒苔在海洋中的生长密度也会对浒苔的快速生长产生影响。通过设置不同的起始生物量浓度,研究不同生长密度与N、P对浒苔生长特性的影响,同时研究其光合生理特性的响应,以探讨浒苔暴发性增长的可能机制。结果显示,起始生物量越大,浒苔的相对生长率就越低,而N、P对浒苔的生长速率有明显的促进效应,并且N、P之间有显著的交互作用。在低密度时,+N+P处理的浒苔,最大生长速率可以达到0.75,其加倍时间仅为0.92 d,这个生长速率足可以维持浒苔在早期的暴发性增长。+N或+P都显著提高浒苔光合色素水平,这也导致+N+P组的最大光合作用速率(Pmax)比+N组、+P组和对照组分别高17%、45%和57%。富营养化和低生物密度是维持浒苔高速增长的重要条件,这也是绿潮早期暴发性增长的基础。     

二氧化碳和阳光紫外辐射对坛紫菜丝状体光合生理特性的影响

为了探索大型海藻生活史丝状体阶段对于海洋酸化与紫外辐射的响应,实验选取经济海藻坛紫菜的自由丝状体作为实验材料。实验设置两个CO2浓度,正常CO2浓度(390 ppmv)和高CO2浓度(1 000 ppmv);3种辐射处理,PAR处理(仅接受可见光)、PA处理(滤除UV-B)、PAB处理(全波长辐射)。研究结果表明,高CO2显著提高了坛紫菜自由丝状体的生长速率,但高CO2处理下坛紫菜自由丝状体中藻红蛋白、藻蓝蛋白、叶绿素a、类胡萝卜素及紫外吸收物质UVACs分别降低了7.3%、9.3%、19.8%、16.5%和18.7%。高CO2处理的坛紫菜自由丝状体最大光化学效率Fv/Fm,光能利用效率(α)及最大相对电子传递速率(rETRmax)都显著高于正常CO2处理。太阳模拟器下处理的坛紫菜自由丝状体,PAR与PA处理下的抑制率,正常CO2与高CO2处理间无显著差异,然而在PAB处理下,高CO2处理的抑制率要高于正常CO2处理,这可能与其体内紫外吸收物质含量下降有关。PAR处理下的抑制率,无论是在正常CO2还是在高CO2处理下,都显著低于PA及PAB处理,而PA与PAB之间无显著差异。在未来海洋持续酸化的背景下,UV辐射的增加将会影响到坛紫菜自由丝状体的光合生理及生长。