海洋硅藻三角褐指藻生长及光合作用对阳光UV辐射的响应

以海洋硅藻三角褐指藻为研究对象,将其置于全波段阳光辐射（PAB, 280—700nm）、阳光辐射滤除UV-B（PA, 320—700nm）以及光合有效辐射PAR （P, 400—700nm）3种辐射处理下进行培养,以探讨阳光UVR对其生长及光合作用的影响.研究发现,在低PAR条件下（日辐射剂量小于1.34MJ/m2时）,UVR的存在对三角褐指藻的生长表现促进作用;而随着辐射剂量的增加,UVR对生长的抑制效应突显.在73.6W/m2 UV-A及2.24W/m2 UV-B辐射水平下,三角褐指藻PSⅡ的有效光化学效率下降为P处理下的24%,碳酸酐酶活性被完全抑制,其光合固碳速率被抑制84%,表明高辐射水平下UVR显著抑制三角褐指藻的光合作用,从而导致生长速率降低．     

干出和紫外辐射对坛紫菜光合作用的影响

以坛紫菜叶状体为材料,研究了干出和阳光紫外辐射(UVR)对其光合作用的影响.长时间干出和阳光UVR不能进一步诱导藻体合成紫外吸收物质,而且UVR对干出藻体的叶绿素α和类胡萝卜素合成有抑制作用.UVR显著抑制干出状态下藻体光系统Ⅱ(PS Ⅱ)的有效光化学效率和藻体的光合固碳速率,而且对光合活性的抑制作用随失水率的增大而增强.     

干出和紫外辐射对坛紫菜光合作用的影响

以坛紫菜叶状体为材料,研究了干出和阳光紫外辐射（UVR）对其光合作用的影响．长时间干出和阳光UVR不能进一步诱导藻体合成紫外吸收物质,而且UVR对干出藻体的叶绿素a和类胡萝卜素合成有抑制作用．UVR显著抑制干出状态下藻体光系统Ⅱ（PSⅡ）的有效光化学效率和藻体的光合固碳速率,而且对光合活性的抑制作用随失水率的增大而增强．     

硝氮和紫外辐射对龙须菜碳氮利用的影响

【目的】探讨大型海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)碳氮利用对紫外辐射(UVR)的响应,揭示可利用氮在其中的调节作用。【方法】设置2种硝氮浓度(低氮,50μmol·L-1;高氮,500μmol·L-1)和3种不同波长的光辐射处理(P,395~700nm;PA,320~700nm;PAB,295~700nm),龙须菜叶状体在上述不同条件下适应培养25d后,测定藻体的硝氮和无机碳利用情况。【结果】PA和PAB条件下培养的龙须菜,对硝氮的最大吸收速率显著升高,尤其在高氮条件下升高更加明显。P条件下,高氮适应培养的藻体硝酸还原酶(nitrate reduscate,NR)活性显著降低;但在PA和PAB下没有发现这种氮营养史的影响。UVR显著降低了龙须菜的最大光合固碳速率(Pmax)和对外源无机碳的半饱和常数(KDIC),提高了总碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)的活性。高氮适应下藻体的最大光合固碳速率和总CA活性显著升高,同时半饱和常数显著降低。【结论】UVR的存在能够促进龙须菜对外源硝氮的吸收利用,抑制海藻光合固碳能力,但可利用氮的加富可以缓解UVR对龙须菜光合作用的抑制。     

UV—B辐射对2种海洋微藻的生理效应

应用同位素标志法，研究了UV－B辐射增强对三角褐指藻、扁藻核酸和蛋白质合成动态的影响。结果表明，三角褐指藻对UV－B辐射增强的耐受性高于扁藻；UV－B辐射增强抑制扁藻的生长和DNA的合成；低剂量的UV－B辐射刺激三角褐指藻的生长和DNA的合成；高剂量则表现出抑制作用。同时，随着UV－B辐射的增强，2种海洋微藻RNA和蛋白质的合成速度下降，其中扁藻合成速度的下降幅度明显大于三角褐指藻，表明三角褐指藻RNA和蛋白质的合成对UV－B辐射增强的敏感性低于扁藻。     

强光下一氧化氮对三角褐指藻EPA产量的影响

二十碳五烯酸(EPA)是一种长链多不饱和脂肪酸,具有重要的医药价值.本文研究了光照强度和亚硝基铁氰化钠(SNP)分解产生的NO对三角褐指藻EPA产量的影响及机理.采用氧电极法探究光照强度与三角褐指藻光合速率的关系,结果显示三角褐指藻的光饱和点为126.3μmol/(m2·s).采用气相色谱法检测EPA的含量,结果显示外源NO可通过促进强光下三角褐指藻的快速生长来提高强光下三角褐指藻EPA的产量,而对单位生物量中EPA含量并没有影响;用血球计数板法检测三角褐指藻的生长速率,结果显示在光强200μmol/(m2·s)时三角褐指藻出现了光抑制,而SNP能解除这种抑制.探究NO促进三角褐指藻快速生长的机理,结果显示NO提高了乙醇酸氧化酶(GO)的活性.用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)检测外源NO对GO基因表达量的影响,结果显示GO的两个同工酶"GOX和GLY"的基因表达量均增强了.采用AMCA开关法对纯化的GO进行S–亚硝基化鉴定,结果显示GOX和GLY均发生了S–亚硝基化修饰.分别采用ISNO-AAPair、GPS-SNO和ISNO-Pse AAC方法预测S–亚硝基化位点,结果显示GLY的238位、GOX的237位和332位很可能是NO的修饰位点.因此,NO提高GO活性的途径有两条:提高GO基因的表达量;对GO酶蛋白进行S–亚硝基化修饰.综上所述,NO通过提高GO活性促进强光下三角褐指藻的快速生长从而提高三角褐指藻EPA的产量.     

乙酸乙酯对三角褐指藻生长的影响

以三角褐指藻为研究对象,研究了不同质量浓度的乙酸乙酯对其生长的影响。结果表明,在质量浓度低于1.8g/L时,乙酸乙酯对三角褐指藻的生长不产生负面影响,并能提高三角褐指藻的细胞密度和部分脂肪酸的质量分数。其中,细胞密度提高了35%,C18∶0、C18∶2和C20∶5等几种具有经济价值的脂肪酸在总脂肪酸中所占的质量分数分别提高了15.32%,23.15%和31.13%。另外,光合作用活性测定结果表明,加入乙酸乙酯后,三角褐指藻的最大光合作用速率P_max降低、呼吸作用速率R_d增加,这证明了乙酸乙酯是以有机碳源的形式被藻细胞利用,三角褐指藻以混合营养的方式生长。     

有机磷农药对海洋微藻的若干生物学效应

采用１４Ｃ示踪法和分光光度法,研究甲胺磷对三角褐指藻、球等鞭金藻和盐藻在生长繁殖、光合作用速率和生化组成的生物学效应．实验结果表明,在甲胺磷的胁迫下,３种微藻的生长都受到不同程度的抑制;球等鞭金藻、三角褐指藻和盐藻的７２ｈＥＣ５０分别为４３．０、１５．５和１２．５ｍｇ／Ｌ．甲胺磷对３种藻类光合作用速率和对球等鞭金藻细胞内的碳水化合物、脂类及蛋白质含量的影响有显著的差别     

不同Fe~(3+)浓度下赤潮异弯藻对阳光UVR的响应

探讨了不同Fe3+离子浓度环境下,赤潮异弯藻对阳光紫外辐射(ultraviolet radiation,UVR)的响应.结果发现,在Fe3+限制(5×10-3μmol/L)的情况下,阳光紫外辐射的存在,可以提高赤潮异弯藻的生长速率.而在Fe3+饱和(11.65μmol/L)的情况下,这一现象并不明显.说明Fe3+限制培养的细胞,对UVR的敏感性下降.细胞紫外吸收物质(MAAs)的合成受到Fe3+的调节.生长于Fe3+饱和环境下,接受全阳光辐射,胞内MAAs的含量增加明显,抵抗UVR的能力加强,生长加快.因此,赤潮异弯藻对UVR的响应机制,是受到细胞可利用Fe3+浓度调节的.     

UV-B辐射和蒽对青岛大扁藻生长的影响

通过实验生态学的方法,研究多环芳烃(PAHs)蒽与UV-B单独对青岛大扁藻(Platymonas sub-cordiformis(while)Hazen)的毒害作用,以及两者的联合毒性效应,蒽质量浓度设为0,6.25,11.50,20.00,35.00,62.50μg/L,UV-B辐射剂量设为0,0.375,1.875,3.75,7.50J/m2.实验结果表明:对青岛大扁藻的生长,多环芳烃蒽具有抑制效应,小剂量的UV-B辐射具有刺激作用,随着剂量的增加表现出抑制作用,蒽与UV-B的联合则表现出更强的抑制作用,二者表现为协同作用.蒽对青岛大扁藻的96hEC50为11.98μg/L,在UV-B辐射(3.0J/m2)作用下的蒽对青岛大扁藻的96hEC50为10.31μg/L,UV-B辐射对青岛大扁藻的48hEC50为2.934J/m2,在蒽(33.3μg/L)作用下的UV-B辐射对青岛大扁藻的48hEC50为1.531J/m2.     

外源一氧化氮调控三角褐指藻响应氮胁迫的作用研究

为探究外源一氧化氮(Nitric Oxide,NO)对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)响应氮胁迫的作用,本研究通过添加外源NO供体硝普钠(Sodium Nitroprusside,SNP)及NO清除剂[2-(4-carboxyphenyl)-4,4,5,5-teramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide,cPTIO],探讨外源NO对氮胁迫条件下的三角褐指藻细胞密度、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、岩藻黄素含量、油脂相对含量等的影响。结果表明,缺氮会抑制三角褐指藻细胞的生长,显著降低叶绿素a (chla)含量与光合效率,降低岩藻黄素含量,增加脂质合成。与氮正常情况下相比,在缺氮条件下添加200 μmol/L SNP可在一定程度上缓解缺氮对三角褐指藻生长、叶绿素含量、光合效率与岩藻黄素积累的抑制,并能显著促进油脂的积累。在缺氮条件下添加50 μmol/L cPTIO对三角褐指藻的生长、叶绿素含量、光合效率及物质积累影响不大。本研究可为探明外源NO调控三角褐指藻响应氮胁迫的作用机制提供基础数据,也为进一步提高逆境条件下三角褐指藻的生物量及促进成分积累量提供参考依据。     

原油水溶性组分对2种微藻的毒性效应及微藻对石油烃的降解研究初探

为探索石油水溶性成分(WAF)对海洋微藻的毒性效应及海洋微藻对其的降解,研究了96 h内不同浓度WAF暴露下2种海洋微藻的细胞密度、生长率及抑制率,并在实验完成时测定微藻培养液中WAF的剩余量。实验结果表明低浓度的WAF能促进2种微藻的生长,当WAF浓度大于2.90 mg/L时,小球藻的生长受到抑制,当WAF浓度大于6.97 mg/L时,三角褐指藻的生长受到抑制,且呈现明显的剂量-时间效应。相对于小球藻,三角褐指藻对高浓度WAF的耐受性较强,受到的抑制较轻。96 h时,2种微藻培养液中的WAF浓度均有显著降低,但三角褐指藻实验组中WAF浓度降幅较大,其可能的原因是三角褐指藻对WAF的耐受性较强,藻细胞密度较高,从而对WAF有较高的降解效率,因此可用于降解含有WAF的污染海水。     

氮源及其浓度对三角褐指藻生长及其脂肪酸组成的影响

为研究氮源的种类和浓度对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)生长及脂肪酸组成的影响,用含有不同浓度的NO-3和NH4 在叉培养基中对三角褐指藻进行培养,测定了其生长及脂肪酸的组成.结果表明,以NH4 为氮源时三角褐指藻的比生长速率大于硝酸钠;在NH 4为2.1 mmol/L时三角褐指藻达到最高比生长速率.三角褐指藻的主要脂肪酸是14: 0、16:0、16:1和20:5n-3(二十碳五烯酸,EPA).以NO-3为氮源时,EPA和高度不饱和脂肪酸(PUFAs)含量随着NO-3浓度增加先上升后下降,在1.0 mmol/L时的EPA占总脂肪酸质量分数比达到最高(16.9%).当氯化铵浓度大于3.9 mmol/L时,EPA的含量占总脂肪酸质量分数比随浓度的增加较大,在8.0mmol/L达到26.1%.     

三角褐指藻PPDK基因RNAi载体的构建和基因枪转化

三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的全基因组序列已经公布,为了把RNAi的技术应用于三角褐指藻的相关研究中,以C4途径关键酶丙酮酸磷酸二激酶基因(PPDK)为试验对象,构建了用于表达与PPDK部分序列同源的发夹RNA(hpRNA)的载体pPPDKi,并用基因枪方法成功将PPDKi和Zeocin抗性基因sh ble共转化到三角褐指藻细胞中.摸索出的较优基因枪转化的条件为:使用50%海水f/2培养基预培养的藻进行微粒轰击,轰击压力10.5 MPa,钨粉直径1.0 μm,轰击距离6.5 cm.PCR 检测结果表明,在Zeocin筛选的阳性藻株中约有60%同时整合了PPDKi序列.将其中6株共转化的转基因藻与野生型藻的生长速率进行比较,发现它们的生长受到4.6%～10.7%的抑制.这可能是PPDKi的表达影响了丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)的活性,从而进一步影响了三角褐指藻的生长,但也有可能是外源片段的插入影响了其他基因的正常表达,导致细胞活动异常.     

重金属Zn~(2+)2种暴露方式对三角褐指藻生长繁殖及光系统Ⅱ的影响

为探究重金属对海洋微藻的毒性胁迫效应,研究了重金属Zn~(2+)2种不同暴露方式下三角褐指藻种群生长状况、叶绿素a含量、光系统(PSII)的最大光能转化效率(Fv/Fm)以及相对光合电子传递率(rETR)的变化状况。采用2种暴露方式:一种暴露方式为0.5 mg/L低剂量连续5 d刺激三角褐指藻,旨在模拟自然水体低剂量暴露对微藻的影响,另一种参照三角褐指藻EC50浓度5 mg/L一次性刺激三角褐指藻。结果表明:2种暴露方式下,三角褐指藻生长、叶绿素a含量及rETR有显著性差异。当在5 mg/L重金属Zn~(2+)一次性刺激下,除Fv/Fm外,三角褐指藻的种群数量、叶绿素a含量及rETR均显著下降,随着暴露时间的不断增加,这些指标均在第4天后恢复增长;当在0.5 mg/L重金属Zn~(2+)持续5 d刺激下,除Fv/Fm外,三角褐指藻种群数量、叶绿素a含量以及r ETR指标均在出现先正常增长再降低的情况。     

超声波对三角褐指藻脂肪酸组成的效应研究

研究了超声波对三角褐指藻脂肪酸组成的影响,在三角褐指藻整个生长期中每隔１２ｈ对其培养液进行超声辐射,结果表明,在较短超声作用时间下不饱和脂肪酸,占总脂肪酸的百分比有明显的增加,尤其是Ｃ１８：３百分含量得到大幅度的提高。     

三角褐指藻和小球藻营养成分的对比分析

通过检测三角褐指藻和小球藻的蛋白质、糖、色素、游离氨基酸及不饱和脂肪酸的含量,比较了三角褐指藻和小球藻的营养价值.结果发现:在单个细胞中,三角褐指藻的蛋白质、糖、叶绿素a、类胡萝卜素、游离氨基酸的含量高于小球藻;在1个生长周期(12,d)中,三角褐指藻累积的蛋白质、糖、游离氨基酸、棕榈油酸、二十碳五烯酸(EPA)也高于同龄的小球藻,但叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、油酸、亚油酸、亚麻酸及二十碳烯酸的累积量却低于小球藻.综合分析,三角褐指藻的营养价值不比小球藻低,具有潜在的开发前景.     

浮游植物释放的溶解有机碳对初级生产力测定的低估偏差研究

测定了四种人工养殖的微藻和天然海区浮游植物光合固定的颗粒有机碳(PO~(14)C)及藻细胞释放的溶解有机碳(DO~(14)C),得到浮游植物释放的DOC约占总光合固定碳的10％,实验发现:DOC％与藻细胞密度密切相关,光合作用速率的校正系数(a)与细胞密度(ρ)的指数关系为:a=3.03ρ~(-0.437s),由此可直接校正光合作用速率。     

光暗周期对3种海洋浮游硅藻胞外多糖生产的影响

3种海洋浮游硅藻,网纹三角藻(Triceratiumreticulum),骨条藻(Skeletonemasp.)和三角褐指藻(Phaeodacty lumtriconutum)培养在3种不同的光暗周期下,研究了光暗周期对硅藻胞外多糖生产的影响.结果表明,光暗周期对硅藻胞外多糖生产的影响具有种间特异性,且与细胞生长周期有关.网纹三角藻和三角褐指藻在长光照条件下(L/D:16/8h),胞外多糖含量较高,前者最大值出现在生长期前期,而后者则在生长期后期;骨条藻在短光照条件下(L/D:8/16h)胞外多糖含量较高,最大值出现在生长期后期.3种硅藻中,网纹三角藻的胞外多糖的产量最高,达103～104pg/cell,中肋骨条藻和三角褐指藻则较低.光暗周期可能影响了细胞内光吸收总量、细胞分裂模式及细胞内有机物质的合成,从而影响到胞外多糖的生产分泌.     

三角褐指藻的培养条件研究

对三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)进行了培 养条件研究,结果表明,在20 ℃下,采用去除氮源的No.4基本培养液,起始pH值为8.0,(N H2)2CO为氮源,氮浓度为0.01 mol/ L时,对藻细胞的光合自养生长极为有利,培养10 d,其生物量达441 mg/L.过高的碳酸氢钠 浓度(>0.04 mol/L)易引起培养液pH值的过大改变而导致培养液中出现沉淀,在培养液中加 入葡萄糖有利于藻细胞的生长,光合自养生长生物量浓度较低,混合营养明显促进藻细胞的 生长,且培养液中同时含质量分数0.2%葡萄糖和0.04 mol/L碳酸氢钠后藻生物量达1 630 mg /L,因此光合异养生长明显促进藻细胞的生长.