海洋底栖甲藻——利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对三种赤潮藻的化感作用

为明确利玛原甲藻(Prorocentrum lima)对其它生物可能存在的化感作用,考察了利玛原甲藻培养物、无藻细胞滤液以及腹泻性贝类毒素(diarrhetic shellfish poisoning,DSP)租提物对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chauondla marina)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)3种赤潮藻生长的影响.结果显示,共培养时利玛原甲藻对其它3种赤潮藻的生长有不同程度的抑制作用,其生长也受到3种赤潮藻的影响;无藻细胞滤液对东海原甲藻和海洋卡盾藻有抑制作用,其中对东海原甲藻的抑制作用更明显.但对塔玛亚历山大藻的影响不大;比较而言,DSP粗提物对3种藻的影响最为明显,甚至可完全抑制海洋卡盾藻的生长.这些结果提示.利玛原甲藻与赤潮藻间存在交互抑制作用,可能会通过分泌化感物质、细胞间接触抑制等途径抑制其它藻的生长;利玛原甲藻具有一定的化感作用,但DSP毒索并非利玛原甲藻发挥化感效应的主要原因.     

大型海藻与赤潮微藻以及赤潮微藻之间的相互作用研究

研究了2种大型海藻石莼(Ulva pertusa)和江蓠(Gracilaria lemaneiformis)对2种赤潮微藻:东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)和塔玛亚历山大藻(Alexandum tamarense)生长的影响以及2种微藻之间的相互作用,结果发现:①在大藻(石莼或江蓠)-微藻(东海原甲藻或塔玛亚历山大藻)的共培养体系中,石莼和江蓠均能明显影响与其共培养的微藻的生长,石莼对微藻生长的影响强于江蓠的作用.②在东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的双藻培养体系中,东海原甲藻的生长受到明显的抑制作用,最终被完全灭杀;体系中塔玛亚历山大藻的生长未受到明显的影响.另外,塔玛亚历山大藻的培养液滤液能明显抑制东海原甲藻的生长,但东海原甲藻滤液对塔玛亚历山大藻的生长几乎没有影响.实验室条件下模拟二者相互作用的结果显示,塔玛亚历山大藻对东海原甲藻的抑制作用是其被后者抑制作用的17倍左右.③在大藻(石莼或江蓠)-东海原甲藻-塔玛亚历山大藻的多藻培养体系中,东海原甲藻和塔玛亚历山大藻的生长变化与它们在共培养体系中的变化非常类似.半数致死时间(LT50)法的检测结果显示:多藻培养体系对东海原甲藻的联合作用是协同作用,而对塔玛亚历山大藻的作用是相加作用.     

玉米叶对我国几种典型赤潮藻生长的影响研究

研究了玉米叶对塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)、赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)和球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)生长的影响,以期为筛选新的、无污染的、廉价高效的除藻剂提供思路,为不同的有害赤潮的治理提供参考.结果表明,玉米叶对塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻、赤潮异弯藻、东海原甲藻和球形棕囊藻生长的影响明显不同.玉米叶可显著抑制塔玛亚历山大藻、海洋卡盾藻和赤潮异弯藻的生长,但对东海原甲藻生长的影响不大,对球形棕囊藻的生长则有显著的促进作用.这些结果表明,玉米叶对赤潮藻生长的抑制作用存在一定的选择性,这种选择性与藻的种属与细胞结构并无明显的相关性.     

烷基糖苷季铵盐选择性抑藻活性研究

以甲藻门的东海原甲藻、塔玛亚历山大藻、裸甲藻,黄藻门的赤潮异弯藻,硅藻门的中肋骨条藻等典型的赤潮生物以及绿藻门的青岛大扁藻和亚心形扁藻两种非赤潮生物为目标生物,探讨了烷基糖苷季铵盐(APG-131)类表面活性剂的抑藻活性。结果表明,该表面活性剂在较低的浓度范围内(0.5 mg/L),对东海原甲藻、塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻等赤潮生物的生长有明显的抑制作用。当该季铵盐的浓度增加至1.0 mg/L以上时,可完全抑制中肋骨条藻的生长,而在相同的浓度范围内,对裸甲藻和所选2种非赤潮生物生长影响不明显,表现出了抑藻作用的种属特异性。结合各海洋微藻的脂肪酸组成分析,证实了该表面活性剂选择性抑藻作用与不同海洋微藻的多不饱和脂肪酸的含量明显相关。     

Gemini1231双季铵盐选择性抑制赤潮生物生长的实验

以甲藻门的东海原甲藻、塔玛亚历山大藻、裸甲藻,黄藻门的赤潮异弯藻,硅藻门的中肋骨条藻等典型赤潮生物以及绿藻门的青岛大扁藻和亚心形扁藻2种非赤潮生物为研究对象,探讨了Gemini1231双季铵盐类表面活性剂的抑藻活性.结果表明,该表面活性剂在较低浓度下(0.2～0.5 mg·L^-1时),对东海原甲藻、塔玛亚历山大藻和赤潮异湾藻等赤潮生物的生长表现出了明显的抑制作用.当该双季铵盐的浓度增至0.5 mg·L^-1以上时,对中肋骨条藻的生长也表现出了一定的抑制作用.而在相同浓度范围内,对裸甲藻和所选用的2种非赤潮生物生长的影响不明显,表现出了抑藻作用的选择性.对各海洋微藻的脂肪酸组成分析表明,该表面活性剂的选择性抑藻作用与不同海洋微藻生物膜的脂肪酸组成,尤其是其多不饱和脂肪酸的含量明显相关.     

海水中的红霉素与营养盐对微藻的复合影响

大量的抗生素及其代谢产物最终会进入海洋,其对海洋生态系统的潜在威胁值得关注.研究了不同浓度的红霉素和营养盐对2种甲藻——米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和1种硅藻——中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的生物量、光合色素含量、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响,以此来探究海水中红霉素与营养盐限制是否会对微藻产生复合影响,评估不同的营养状态下红霉素对海洋生态的影响.结果表明,营养盐限制会降低米氏凯伦藻、东海原甲藻和中肋骨条藻对红霉素的耐受限度.本实验范围内(0～1 000μg·L~(-1)),红霉素对米氏凯伦藻的生长无显著影响,高浓度的红霉素(≥100μg·L~(-1))会显著抑制东海原甲藻和中肋骨条藻的生长,这3种微藻中中肋骨条藻对红霉素敏感性最高.     

3种赤潮藻对褶皱臂尾轮虫的急性毒性效应

应用急性毒性试验方法,研究了可控生态条件下不同密度的东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense Lu)、赤潮异弯藻 (Heterosigma akashiwo Hada)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense Balech) 对褶皱臂尾轮虫（Brachionus plicatilis）的致死率和种群增长参数的影响. 结果表明,东海原甲藻、赤潮异弯藻和塔玛亚历山大藻对褶皱臂尾轮虫24 h的LC₅₀分别为3.56、 1.21和0.49 (×10⁴　cells/mL); 3种赤潮藻在对褶皱臂尾轮虫的致毒过程中均表现了明显的密度效应; 10⁴cells/mL的东海原甲藻藻体,10⁵cells/mL的赤潮异弯藻滤液和藻内容物以及10³ cells/mL的塔玛亚历山大藻滤液、藻内容物和藻体对褶皱臂尾轮虫有显著的抑制效应,且抑制作用随藻密度的增加而增强.     

营养盐限制对中肋骨条藻产生化感作用的影响

实验室内开展了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在4种营养条件下生长的中肋骨条藻藻液中的培养实验,4种营养条件下N∶P∶S i分别为16∶1∶16(营养盐充足),4∶1∶16(N限制),64∶1∶64(P限制),16∶1∶4(S i限制)。实验结果显示3种微藻在各种中肋骨条藻藻液中的生长均好于对照组。中肋骨条藻藻液对其自身的促进作用顺序为:营养盐充足S i限制N限制P限制;对亚历山大藻的促进作用为:营养盐充足S i限制P限制N限制;对东海原甲藻促进作用是:P限制营养盐充足S i限制N限制。中肋骨条藻在P限制的条件下对东海原甲藻的生长较明显的促进作用说明,除其它理化因子外,中肋骨条藻在P限制条件下对东海原甲藻等甲藻较强的化感作用可能是东海春季骨条藻赤潮后甲藻赤潮爆发的一种内因。     

海洋卡盾藻与三种典型海洋硅藻的种间竞争研究

以海洋卡盾藻和典型硅藻旋链角毛藻、三角褐指藻、中肋骨条藻为研究对象,采用室内单独培养和混合培养方法,研究了不同营养条件和不同初始密度下海洋卡盾藻与硅藻的生长和种间竞争效应。结果表明,在富营养化的f/2培养基下,海洋卡盾藻的最大细胞密度不受起始细胞密度的影响;而在营养盐限制下,最大细胞密度仅为f/2培养基的15.4%。与硅藻共培养中,海洋卡盾藻的生长被显著抑制,特别是在f/2培养基中,海洋卡盾藻的生长被完全抑制,培养10~16 d后海洋卡盾藻细胞逐渐消亡。与之相反,富营养的f/2培养基下,在与海洋卡盾藻共培养中的旋链角毛藻和三角褐指藻的生长未受到明显影响,而中肋骨条藻则受到影响,最大细胞密度不到单独培养的50%。而在营养盐限制下,三种硅藻的生长均受到海洋卡盾藻的明显影响,同时海洋卡盾藻的生长也受到硅藻的明显抑制。研究结果说明,营养盐丰富的条件下,小型硅藻可在与海洋卡盾藻的种间竞争中占据优势,但是硅藻爆发生长导致营养盐含量急剧下降,可能会有利于非硅藻类的生长。     

营养条件对微藻碳、氮稳定同位素组成的影响

以5种微藻(甲藻3种,硅藻、绿藻各1种)为试验材料,探讨了不同营养条件对微藻不同生长阶段碳氮稳定同位素组成的影响.结果表明,不同纲微藻的δ13C值和δ15N值在稳定生长期高于指数生长期,且与生长速率没有相关性(P0.05).硅藻的δ13C值低于甲藻和绿藻,绿藻和甲藻的δ13C值比较相近;甲藻的δ15N值低于硅藻和绿藻,绿藻和硅藻的δ15N值比较相近,且同属甲藻纲的海洋原甲藻、塔玛亚历山大藻和强壮前沟藻的δ15N值有较大的差异.5种微藻在不同营养条件(营养盐充足、缺氮、缺磷)下培养,氮限制和磷限制导致微藻具有更正的δ13C和δ15N,磷限制的影响不明显,且弱于氮抑制.     

Production of biofuels from microalgae

The production of biofuels from microalgae, especially biodiesel, has become a topic of great interest in recent years. However, many of the published papers do not consider the question of scale up and the feasibility of the various processes to be operated at the very large scale required if algal biofuels are to make a meaningful contribution to renewable fuels. All the steps in the process must also be very low cost. This paper discusses the unit processes required for algal biofuels production (i.e., growing the algae, harvesting, dewatering, extraction and conversion to biofuel) and their scalability. In many cases, especially in the lipid extraction step, little is known as yet as to the scalability and economic feasibility of the various processes proposed. We also highlight the key engineering and biological issues which must be resolved for the production of biofuels from microalgae to become an economic reality.     

Pollutant toxicology with respect to microalgae and cyanobacteria

Microalgae and cyanobacteria are fundamental components of aquatic ecosystems. Pollution in aquatic environment is a worldwide problem. Toxicological research on microalgae and cyanobacteria can help to establish a solid foundation for aquatic ecotoxicological assessments. Algae and cyanobacteria occupy a large proportion of the biomass in aquatic environments; thus, their toxicological responses have been investigated extensively. However, the depth of toxic mechanisms and breadth of toxicological investigations need to be improved. While existing pollutants are being discharged into the environment daily, new ones are also being produced continuously. As a result, the phenomenon of water pollution has become unprecedentedly complex. In this review, we summarize the latest findings on five kinds of aquatic pollutants, namely, metals, nanomaterials, pesticides, pharmaceutical and personal care products (PPCPs), and persistent organic pollutants (POPs). Further, we present information on emerging pollutants such as graphene, microplastics, and ionic liquids. Efforts in studying the toxicological effects of pollutants on microalgae and cyanobacteria must be increased in order to better predict the potential risks posed by these materials to aquatic ecosystems as well as human health.     

微塑料对微藻的毒性效应研究进展

微塑料（MPs）污染已经成为全球的持久性污染问题,引起了世界范围内的广泛关注。目前的研究表明,微塑料对水环境中的初级生产者微藻具有一定的毒害作用,同时,微塑料与其他污染物结合还可能产生更为严重的联合毒性效应,进而影响水体中食物链的稳定性,并对生态系统的健康带来潜在的风险。因此,开展微塑料对微藻毒性效应的研究十分必要。本文介绍了已公开发表的相关研究及成果,总结了微塑料对微藻的机械损伤、遮蔽效应、氧化损伤、吸附和团聚等致毒机理,并对未来微塑料对微藻毒性的研究方向做了简要分析与展望。     

微藻处理污水中的絮凝分离/采收研究现状与展望

微藻应用于污水深度处理与可再生能源生产是极具潜力的一项技术.然而,微藻的分离与采收一直是限制其大规模应用的瓶颈.絮凝分离微藻成本低廉、易于采收而被视为极具工程应用潜力的最佳方法.本文从对微藻表面特性和絮凝机理简要介绍出发,系统总结了无机絮凝剂法、有机高分子絮凝剂法、生物絮凝剂法、高p H诱导的自絮凝法以及胞外聚合物引起的自絮凝法的研究应用现状,进而对各种方法进行综合比较,从而明确了微藻絮凝分离的研发方向.     

微颗粒聚苯乙烯对微藻的生长和生理代谢影响

水体中微塑料污染已是人们普遍关注的问题,微藻是维持水生态系统平衡的重要成分,对水环境中污染物非常敏感,迄今微塑料对微藻潜在的生态效应仍知之甚少.本文比较微颗粒聚苯乙烯（PS, 1μm）对3种藻类：栅藻（Scenedesmus sp.）、集胞藻（Synechocystis sp. PCC6803）以及惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii FACHB-929）生长的影响.通过测定生长曲线、叶绿素a含量、最大光量子效率（Fv/Fm）、丙二醛含量、抗氧化酶（SOD和CAT）和代谢酶（碱性磷酸酶和脂酶）活性等生理指标,揭示了集胞藻和栅藻对PS不同的生理响应.实验结果表明,100 mg·L-1 PS暴露对集胞藻和惠氏微囊藻的生长及光合作用有显著抑制作用,其中对集胞藻的抑制作用更为显著,但对栅藻的生长和光合作用具有显著的促进作用.该研究提示：PS对不同微藻会产生不同生物学效应,进入水体的PS有可能改变种群结构,影响水生态系统.     

海洋微藻脲酶活性测定方法的实验研究

为进一步了解海洋微藻对尿素的吸收和利用机制,揭示水体尿素浓度升高对近海浮游植物群落演替的潜在影响及对近海有害藻类水华(HABs)形成的促进作用,对海洋微藻脲酶活性的测定方法进行了研究.以典型赤潮藻东海原甲藻为实验材料,在Peers方法的基础上,探讨了失活处理时间、提取液pH值、酶促反应温度以及微藻生长阶段对脲酶活性的影响.结果表明,失活处理时间、提取液pH值、酶促反应温度以及微藻所处的生长阶段都对微藻的脲酶活性具有显著影响.海洋微藻脲酶活性的最佳测定条件为:100℃下失活处理时间 > 2min;提取液pH值7.9;反应温度应与微藻生长温度一致;指数生长初期的藻体具有较高的酶活,而平台期后酶活趋于稳定.     

3种赤潮微藻生长过程中pH的变化及其耐受力研究

在实验生态条件下,采用一次性培养法对3种赤潮微藻:赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长过程中pH的变化以及对pH的耐受力进行了研究。结果表明:(1)塔玛亚历山大藻对pH具有极高的耐受力,在pH值昼夜变化为9.0～10.3时,仍能进行指数生长,其培养液的最高pH值为10.4;(2)中肋骨条藻在pH值8.9～9.6时仍能进行指数生长,其培养液达到的最高pH值为9.7;(3)赤潮异弯藻在pH8.7～9.4可进行指数生长,其培养液达到的最高pH值为9.5。在培养过程中3种赤潮微藻培养液的pH值都有较大的变化范围;3种赤潮微藻,尤其是塔玛亚历山大藻对pH具有极高的耐受力,这可能是它们容易形成赤潮的原因之一。     

污水处理工艺对微藻及藻际细菌群落的影响

以某啤酒厂活性污泥作为接种物富集对污水有降解作用的微藻与细菌,探讨藻菌共生体在经过不同处理的污水培养基中生长情况及藻菌群落结构的变化.微藻在两个处理组Treat.1（过滤且灭菌污水）和Treat.2（过滤未灭菌污水）中均生长良好;培养20d后,微藻和细菌在不同污水处理组中群落结构与原样相比,发生了显著的变化：随着藻菌在污水培养基中生长,莱茵衣藻和小球藻在Treat.1和Treat.2中成为优势藻类;无色杆菌属unidentified OPB35的相对丰度在两组实验组中均明显增加,溶杆菌在Treat.1和Treat.2中显著减少.藻菌共生体对Treat.1和Treat.2中的化学需氧量（COD）去除率可达到73.7%和67.9%.结果表明,Treat.1和Treat.2中的污水培养基对微藻及细菌的群落结构有显著的影响,但不同处理组中不同藻菌共生体对培养液的COD_Cr去除无明显的区别.     

磁性微藻复合物的制备及其对铀的吸附性能研究

通过水热法对冷冻干燥得到的雨生红球藻粉(PRCP)进行改性,合成了磁性γ-Fe₂O₃/PRCP,并采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱分析(EDS)、BET等方法对材料的形貌和结构进行了表征,通过静态吸附实验分别探究了不同pH值、初始铀浓度、温度、时间等对铀酰离子吸附性能的影响.结果表明,在初始pH=6时,材料对铀的吸附效果最好.从吸附动力学看,吸附过程更符合准二级动力学模型.通过对材料进行热力学模型拟合发现,在25℃、pH=6时材料吸附过程更符合Langmuir方程,且随着溶液中初始铀酰离子浓度的升高,材料表现出了更好的吸附效果.