我国浒苔研究探讨

目前,全世界已知的浒苔种类有80余种,主要为海产,少数种类分布在半咸水或江河中,我国已知浒苔属中有19种,主要种类有缘管浒苔、浒苔、条浒苔、肠浒苔、扁浒苔和管浒苔。     

未雨绸缪战浒苔

胶南 进入6月份,胶南市采取积极措施应对可能发生的浒苔自然灾害。具体做到以下三个到位：     

浒苔的氨基酸和脂肪酸组成研究

用氨基酸自动分析仪和气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术分析浒苔的氨基酸、脂肪酸组成和含量。结果表明,浒苔中含有18种氨基酸,氨基酸总量（TAA）为8.78%,人体所需的必需氨基酸（EAA）占总氨基酸的35.08%;从浒苔中鉴定出19种脂肪酸,由C12～C24脂肪酸组成,其中不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的65.78%,以多不饱和脂肪酸为主,特别是16碳和18碳脂肪酸比较丰富,ω-3PUFA占脂肪酸总量的29.68%,绿藻的特征脂肪酸——亚麻酸（C18∶3n3）相对含量达18.70%。     

浒苔对有机高分子絮凝剂助凝作用的研究

为测试浒苔(Enteromorpha prolifera)对于有机高分子絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺AP120的助凝效果,通过絮凝试验比较了浒苔投加量对于泥浆沉降比、pH值的影响,以及浒苔不同投加量情况下絮凝剂AP120投加量与浊度去除率的关系。结果表明,随浒苔投加量的增加,泥浆同一时间的沉降比呈现先降低后增大的趋势,浒苔投加量为1.0 g/L时较2.0 g/L、3.0 g/L同一时间泥浆沉降比低。泥浆的pH值随着浒苔投加量的增加而降低,当浒苔投加量为2.0 g/L时,泥浆液的pH值近似于7.0。浒苔作为AP120的助凝剂对提高泥浆絮凝后的浊度去除率有作用,浒苔投加量为2.0 g/L对AP120的助凝效果较好,AP120投加量为5.0 mg/L时,浊度去除率达到97.8%;浊度去除率达到95%时,絮凝剂AP120投加量可减少40%。     

浒苔多糖脱蛋白方法的研究

采用酶法和Sevag法对浒苔多糖进行脱蛋白研究。结果表明,酶法脱蛋白效果明显好于Sevag法。在木瓜蛋白酶用量3%(W/V),pH值6.5,温度50℃,酶解时间2.5h的条件下,浒苔多糖中蛋白质含量由原来13.6%降为5.90%;而Sevag法重复3次后,多糖中蛋白质含量仅降至10.6%。     

低温、低光照强度对扁浒苔生长的影响

为研究低温、低光照强度对浒苔生长和光合作用参数的影响,设置不同的光照强度和温度培养条件,对设定条件下中国漂浮浒苔种类扁浒苔(Ulvacompessa)的特定生长率进行测定,并利用Phyto-PAM荧光仪测定了低温和低光照强度条件下浒苔最大光量子产量Fv/Fm。结果表明,低温和低光照强度对扁浒苔生长的影响极显著(P0.01),且两者存在显著的交互作用(P0.05)。方差分析表明,扁浒苔在7.5℃、10℃和12.5℃条件下的特定生长率差异不显著(P0.05),但显著高于5℃的特定生长率,显著低于15℃的特定生长率(P0.05);当光照强度为10μmol(/m2·s)、20μmol(/m2·s)和30μmol(/m2·s)时,扁浒苔生长率显著高于在4μmol(/m2·s)的生长率,显著低于在40μmol(/m2·s)的生长率(P0.05)。在实验范围内随温度和光强的升高,Fv/Fm有上升趋势,但显著低于对照水平(P0.05)。综合以上结果可知,扁浒苔在温度为5℃,光照强度为4μmol(/m2·s)条件下,仍然可保持4.32%/d的特定生长率,表明扁浒苔对低温和弱光具有一定耐受性,且温度和光照共同对扁浒苔的生长产生影响,在实验范围内温度和光照强度越高,扁浒苔生长越快,最大光量子产量Fv/Fm也随之提高。     

浒苔声反射特征的实验测定

以2008年夏季在中国黄海中南部海域引起绿藻暴发的主要种类浒苔(Enteromorpha prolifera)为研究对象,在消声水池内利用经过校正的、工作频率为70 kHz的Simrad EY500回声探测-积分系统对其声反射特征进行测定,根据浒苔的回声积分等测定值建立了浒苔声反射强度与浒苔密度关系的定量表达式.实验结果显示,浒苔是有效声散射体,其体积反向散射强度(Sv,dB)与浒苔密度(p,g/m3)之间的关系为Sv=17.31g p-95.9,与鱼类目标强度和体长关系具有类似的表述模式.结果证实渔业声学原理和现行渔业声学仪器、方法同样适用浒苔的探测,水声技术可成为下沉浒苔快速监测的有效手段.实验同时显示,浒苔的声散射特征具有其特殊的复杂性,这可能与其可通过光合作用产生气体(氧气)有关.因此,若欲利用声学方法对下沉浒苔资源进行定量评估调查,需对浒苔的生理生化特征进行同步观测研究.     

浒苔中MnSOD和CAT基因克隆和表达分析

实验以大型绿藻浒苔为材料,克隆了其抗氧化系统关键酶锰超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,Mn SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)基因的部分片段,利用荧光定量PCR技术研究了Mn SOD和CAT对温度和水杨酸作用的响应规律。结果获得浒苔318 bp的Mn SOD基因,该Mn SOD推测的氨基酸序列与裂片石莼Mn SOD相似性最高为89%;获得了229 bp的CAT基因,该浒苔CAT编码氨基酸序列与裂片石莼和雨生红球藻CAT序列相似性分别为99%和93%。在利用M n SOD和CAT氨基酸序列构建的系统树中,浒苔均先与裂片石莼聚类,再与其他绿藻聚在一起。不同温度对浒苔Mn SOD和CAT基因表达影响表明,35℃高温培养对浒苔Mn SOD和CAT基因表达影响最显著,其表达量分别为25℃培养的2.18倍和2.05倍;5℃低温培养次之;而15℃与25℃培养对M n SOD和CAT基因表达影响差异不显著(P0.05)。在高温35℃下,添加0.1 mmol/L水杨酸后Mn SOD和CAT基因表达量分别为各自对照的2.08倍和5.30倍,而0.01 mmol/L水杨酸添加后基因表达与对照差异不显著(P0.05)。研究表明,Mn SOD和CAT基因表达的增强不仅是浒苔对高温胁迫的响应,而且也是水杨酸缓解高温对浒苔不利影响的方式之一。     

浒苔和龙须菜营养成分的研究

利用常规方法对龙须菜和浒苔的基本营养成分进行测定,并利用 GC、HPLC和GC-MS对2种藻类的脂肪酸、氨基酸和呈味物质做了具体分析.研究结果表明,龙须菜和浒苔中蛋白质含量分别为18.78%和14.26%;粗脂肪含量分别为0.68%和1.28%;纤维素含量分别为4.97%和3.94%;总糖含量分别为11.58%和12.13%.必需氨基酸含量分别占氨基酸总量34.78%、37.36%;不饱和脂肪酸总量分别占脂肪酸总含量的38.31%、55.84%;呈味物质中烷烃在龙须菜粉中含量高达44.25%,在浒苔粉中烯烃含量为51.22%.龙须菜和浒苔可作为人类和动物的理想食源.     

大型绿藻浒苔属植物研究进展

针对浒苔虽有很高的利用价值,但在我国研究并未深入,也未进行大规模开发利用的情况,对浒苔属植物的营养成分、药用价值及生理生态等方面进行了研究,并提出生物防治的办法,以期对浒苔的综合开发利用和治理提供参考。     

Cr6+、Pb2+、Cd2+胁迫下条斑紫菜保护酶系统的响应

研究了不同Cr6+、Pb2+、Cd2+处理浓度对条斑紫菜(Porphyra yezoensis)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、总抗氧化力(TAC)等保护酶系统的效应作用.结果表明,SOD、POD、TAC活性均随着处理浓度的增加,表现为先升高、后降低的总体趋势;但可溶性蛋白含量均比对照组高.Cd2+处理浓度为0～10 mg/L、Cr6+浓度为0～20 mg/L、Pb2+浓度为0～30 mg/L时,SOD、POD、TAC应激性升高达最高值,之后迅速降低.相关指数分析显示,POD对cr6+、Pb2+、Cd2+较SOD敏感.TAC为衡量机体抗氧化系统功能状况的综合性指标,SOD、POD在抗氧化系统适应重金属胁迫中起主要作用.条斑紫菜对重金属污染有较强的耐受性,相比较而言,Cd2+的毒性最高,Pb2+次之,Cr6+最弱.POD、SOD、TAC可以作为条斑紫菜受环境重金属污染胁迫的生化生理指标.     

Cu2+和Cd2+对斑节对虾幼虾的毒性作用

研究了Cu^2 和Cd^2 对斑节对虾幼虾 的急性和亚急性毒性作用，获得了Cu^2 和Cd^2 的半致死浓度、安全浓度和累积量。     

Cu2+、Zn2+和Cd2+对茂名海域文昌鱼酸、碱性磷酸酶的影响

试验结果表明,在Cu2+质量浓度为0.096 mg/L水体中生活的文昌鱼酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)均不受抑制作用,在Cu2+质量浓度为0.16、0.256、0.356 mg/L水体中生活的文昌鱼的ACP、ALP活性均显著受抑制(P＜0.05),随时间延长和质量浓度升高,抑制作用增强.在Zn2+质量浓度达到0.195 mg/L时,文昌鱼的ALP与对照组同期相比受抑制作用显著(P＜0.05),随质量浓度增加,受抑制作用增强;ACP在Zn2+质量浓度达到0.39 mg/L时,文昌鱼ACP第10 d影响不显著(P＞0.05),第20 d和30 d表现出显著(P＜0.05)抑制作用,超过这一质量浓度,受抑制作用增强.在Cd2+水体中生活的文昌鱼ALP在Cd2+质量浓度为0.4 mg/L时,抑制显著(P＜0.05),在此质量浓度水体中的文昌鱼ACP在第30 d测定时也表现为抑制显著(P＜0.05),随时间延长和质量浓度增加,文昌鱼ACP、ALP活性受抑制作用增强,在最高质量浓度为2.0 mg/L时,至中期已经死亡.     

Cd2+、Hg2+、Pb2+抑制罗非鱼EOG反应的研究

将不同浓度Ｃｄ２＋、Ｈｇ２＋、Ｐｂ２＋液分别灌注罗非鱼嗅觉器官,研究其对ＥＯＧ反应的影响。结果表明,这３种离子对ＥＯＧ反应均呈抑制效应,抑制作用的大小与金属离子的种类及浓度有关,Ｃｄ２＋、Ｈｇ２＋、Ｐｂ２＋有效ＩＣ５０分别为３３．９１、６７．７３、１９１．４４μｇ／Ｌ;毒性顺序为：Ｃｄ２＋＞Ｈｇ２＋＞Ｐｂ２＋。     

黑鲷受铜、镉胁迫的生理反应

研究了不同浓度的铜、镉处理液对黑鲷体内超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的影响。结果表明:在48 h内对照组和铜、镉处理组(≤5 mg/L)中黑鲷均未出现死亡;48 h后对照组与铜、镉处理组中黑鲷体内SOD和CAT活性值差异极显著(P<0.01),而且变化趋势基本一致,即低浓度处理组对黑鲷体内SOD和CAT活性起诱导作用,而高浓度处理组则起抑制作用,其中在处理浓度为0.5 mg/L时SOD和CAT活性达到最高值,在试验过程中存在明显的"毒理兴奋"作用。因此,铜、镉处理对黑鲷的生理生化存在着一定的影响,建议可以以黑鲷SOD和CAT活性变化作为水环境监测的生物指标物,从而达到评价水生生态环境的目的。     

Cu2+和Cd2+对克氏原螯虾幼虾的毒性效应研究

采用静水法生物测试,研究了Cu2+和Cd2+对克氏原螯虾幼虾(体重0 0142～0 0308 g)的急性毒性作用.试验结果表明,克氏原螯虾对Cu2+、Cd2+均会产生较强的毒性效应,其对Cu2+、Cd2+的耐受性随接触时间延长而明显降低.Cu2+对克氏原螯虾幼虾24 h、48 h半致死浓度(LC50)分别为30.854 mg/L、10.595 mg/L;Cd2+对克氏原螯虾幼虾24 h、48 h、72 h半致死浓度(LC50)分别为5.315 mg/L、1.371 mg/L和0.414 mg/L.Cu2+、Cd2+对其的安全浓度(SC)分别为0.375 mg/L、0.027 mg/L,为相应渔业水质标准的3.8倍和 5.5倍,表明克氏原螯虾具有较强耐受Cu2+和Cd2+污染的能力.     

重金属Cu~(2+)、Cd~(2+)对光裸方格星虫的急性毒性效应

为探讨重金属离子Cu~(2+)、Cd~(2+)对光裸方格星虫的急性毒性效应,设置了6个浓度梯度和3个处理时间,观察记录方格星虫死亡情况及组织形态图检。结果表明:1)在具有一定Cu~(2+)和Cd~(2+)浓度处理中的光裸方格星虫均呈现中毒现象,光裸方格星虫的死亡率随着重金属离子浓度的增加和处理时间的延长而逐渐升高,具有明显的剂量与时间效应。2)Cu~(2+)对光裸方格星虫的毒性大于Cd~(2+),Cu~(2+)对光裸星虫的48 h LC_(50)和72 h LC_(50)值分别为10.60mg/L和4.36 mg/L,Cd~(2+)的48 h LC50和72 h LC_(50)分别为11.95 mg/L和5.76 mg/L。3)光裸方格星虫的食道及胃肠道是重金属离子的主要侵害部位,也是较先受到毒性作用的部位。     

重金属Zn2+、Cd2+对青蛤幼贝的致毒效应

采用静态急性毒性试验的方法,研究了96h内海水中重金属离子Zn2+、Cd2+的不同浓度及其交互作用对青蛤幼贝存活的影响。结果表明:Zn2+和Cd2+对青蛤幼贝的96h LC50和安全浓度分别为160mg/L、14mg/L和1.60mg/L、0.14mg/L;而二种离子的交互作用表现为二者间存在拮抗作用,其中,Zn2+的毒性略大于Cd2+。     

海水环境中Hg2+、Cd2+、Pb2+ 对张氏马尾藻幼孢子体的生物毒性研究

研究了含不同浓度汞离子(Hg2+)、镉离子(Cd2+)、铅离子(Pb2+)的自然海水对张氏马尾藻( Sargassum zhangii Tseng et Lu)幼孢子体的生物毒性。单因子实验结果表明, 当海水中Hg2+、Cd2+、Pb2+的浓度范围分别为0.04～1 molL-1 、0.04～25 molL-1和0.04～25 molL-1时, Hg2+ 、Cd2+ 、Pb2+ 对幼孢子体的生物毒性均随离子浓度的升高而显著增强, 且随胁迫时间延长而累积; 3种重金属离子对幼孢子体的生物毒性大小顺序为Hg2+Cd2+Pb2+。正交实验结果表明, 当Hg2+、Cd2+、Pb2+分别以浓度0.08 molL-1、2.8 molL-1、3 molL-1共存时, 对幼孢子体的毒性最强; 当Hg2+、Cd2+、Pb2+同时处于低浓度水平时, Pb2+对幼孢子体的生长产生主导抑制效应, Cd2+其次; 相反, 当各重金属离子同时处于高浓度水平时,Hg2+对幼孢子体的生长产生主导抑制效应, Cd2+其次; 当Hg2+、Cd2+、Pb2+联合作用时,Hg2+、Cd2+呈现协同效应, Hg2+、Cd2+对Pb2+产生拮抗效应。建议在张氏马尾藻育苗过程中将海水中的Hg2+、Cd2+、Pb2+浓度严格控制在0.04 molL-1以下, 尤其要避免3种重金属离子的联合毒害。     

浒苔对重金属Pb~(2+)的生物吸附及其生理反应

研究了浒苔对Pb2+的生物吸附能力及不同浓度Pb2+对浒苔的叶绿素含量、叶绿素a/b比值、可溶性糖和蛋白质含量的影响。试验结果表明,暴露72h后,浒苔对Pb2+的去除率平均为(84.44±0.99)%,本试验范围内呈先升后降的趋势。叶绿素a、b含量在Pb2+不同质量浓度处理下呈现一定波动,但叶绿素a/b的比值变化不大。可溶性糖含量与空白对照相比总体上增加,而蛋白质含量总体上略有减少,但两者均有随着Pb2+质量浓度不断上升先升后降的趋势。浒苔对Pb2+具有较好的去除率和一定的生理抗性,可以用作低质量浓度含铅废水的去除。