光照和盐度对浒苔类胡萝卜素生物合成的影响

浒苔是一种在“绿潮”灾害中主要参与的绿藻。类胡萝卜素的生物合成是一种维持藻类正常生命活动非常重要的基本的萜类代谢活动。在本研究中,我们首次报告了浒苔2-C-甲基-D-赤藓糖醇4-磷酸（MEP）途径中所有基因的完整序列,这是浒苔中唯一的类胡萝卜素合成途径。随后,我们将这些基因序列与其他物种进行了比较。此外,通过检测三种不同的光照（1 000 lx,5 000 lx和12000 lx）和盐度（12‰,24‰和40‰）培养条件下的类胡萝卜素含量和参与此代谢的关键基因的表达水平差异,我们发现浒苔类胡萝卜素的合成可能受光照和盐度的影响,低光照和高盐度可以促进类胡萝卜素的合成。本研究结果表明：浒苔MEP途径和下游途径中涉及的基因可以在分子水平影响其类胡萝卜素的生物合成。本研究有助于更好地了解这些参与浒苔类胡萝卜素生物合成基因的作用以及环境对这些基因的调控。     

温度、盐度和光照对浒苔生长和光合作用的影响

Intensive Pyropia aquaculture in the coast of southwestern Yellow Sea and its subsequent waste, including disposed Ulva prolifera, was speculated to be one of the major sources for the large-scale green tide proceeding in the Yellow Sea since 2007. It was, however, unclear how the detached U. prolifera responded and resumed growing after they detached from its original habitat. In this study, we investigated the growth and photosynthetic response of the detached U. prolifera to various temperature, salinity and irradiance in the laboratory. The photosynthetic rate of the detached U. prolifera was significantly higher at moderate temperature levels(14–27°C)and high salinity(26–32), with optimum at 23°C and 32. Both low(14°C) and highest temperature(40°C), as well as low salinity(8) had adverse effects on the photosynthesis. Compared with the other Ulva species, U. prolifera showed higher saturated irradiance and no significant photoinhibition at high irradiance, indicating the great tolerance of U. prolifera to the high irradiance. The dense branch and complex structure of floating mats could help protect the thalli and reduce photoinhibition in field. Furthermore, temperature exerted a stronger influence on the growth rate of the detached U. prolifera compared to salinity. Overall, the high growth rate of this detached U. prolifera(10.6%–16.7% d~(–1)) at a wide range of temperature(5–32°C) and salinity(14–32) implied its blooming tendency with fluctuated salinity and temperature during floating. The environmental parameters in the southwestern Yellow Sea at the beginning of green tide were coincident with the optimal conditions for the detached U. prolifera.     

不同温度与营养盐条件对浒苔（Ulva prolifera） 和肠浒苔（Ulva intestinalis） 的生长影响

2010 年4 月采集了江苏省南通市如东县紫菜养殖筏架上的浒苔（Ulva prolifera） 和肠浒苔（Ulva intestinalis） 样品, 对两种浒苔在不同温度和营养盐环境下的生长情况进行了研究,分析了其不同生长特点及对环境变化的响应。结果表明,浒 苔（U. prolifera）在15 益~25 益范围内,在浓度相对较高的营养盐组相对生长率较高。肠浒苔（U. intestinalis）在温度为10 益~ 20 益范围内,在浓度较低的营养盐组相对生长率较高。在两种浒苔相对生长率达到最大的同时,其对于营养盐的消耗量也达 到最大。据此,推测两种浒苔自身的生理生态特征及其对环境变化的响应是影响其生物量的重要因素。     

不同模式高盐胁迫对浒苔光台生理及相关基因表达的影响

为探讨高盐及盐度变化对浒苔光合生理的影响以及浒苔在面临高盐胁迫时表现出的耐盐性,本文选取浒苔(Ulva prolifera)为供试材料,设置3个盐度变化处理组:对照组(CK)始终保持盐度25;处理组1(T1)经过盐度30适应3 d后增加到盐度35;处理组2(T2)长期处于盐度35,研究高盐及盐度变化对浒苔生长、光合色素含量、暗呼吸速率和光合放氧速率以及核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和钙调蛋白(CaM)的基因表达量水平的影响。结果表明:与对照组相比,高盐会抑制浒苔的相对生长速率和光合生理,T1、T2处理组均显著抑制浒苔的生长以及净光合作用速率,且T2处理组的抑制作用更强。高盐处理对浒苔光合色素的含量及其比值、暗呼吸速率的影响不显著,但随着藻体的成熟,浒苔光合色素的含量显著降低,并且暗呼吸速率显著增加。高盐也同时影响了rbcL和cam的基因表达水平,比较0、3和6 d三个取样点结果,T1盐度递增组的基因表达量高于T2长期高盐组,盐度逐步提高有利于增加浒苔对高盐度的适应能力。这一结果有助于解释浒苔在形成绿潮草垫以及退潮干出期间对盐度提高的适应。     

盐度对浒苔(Ulva prolifera)微观繁殖体萌发生长及藻体繁殖的影响

黄海绿潮起源于苏北浅滩,每年夏天漂移到青岛沿岸泛滥成灾,对生态环境造成严重破坏。苏北浅滩受沿岸径流输入影响,盐度变化范围大,青岛海域盐度较稳定,稍高于苏北浅滩。盐度对浒苔微观繁殖体萌发、藻体生长及繁殖过程具有重要作用,通过室内连续受控实验,系统研究了固定盐度(5、10、15、20、25、30、33、35)和变化盐度(盐度逐渐降低)对浒苔微观繁殖体固着、萌发、藻体生长和繁殖不同阶段的影响,主要结论如下:固着阶段,盐度5不利于浒苔微观繁殖体的固着,盐度10～35对微观繁殖体固着的影响不显著,相同盐度下,孢子的固着量显著高于配子。萌发阶段,不同盐度(5～35)及不同盐度变化形式对微观繁殖体(孢子和配子)的萌发没有显著影响,孢子的萌发速度快于配子,最终均能完全萌发。生长阶段,低盐(5～15)不利于浒苔幼苗的生长。繁殖阶段,当盐度≤10时,浒苔不进行生殖活动;盐度15～35范围内,浒苔可以产生微观繁殖体,完成一个完整的生活史;在绿潮形成过程中,孢子的生殖策略为K对策,配子的生殖策略为R对策。上述结论表明,在苏北浅滩和青岛海域,盐度不是限制浒苔发生发展及繁殖过程的关键环境因子,明确了盐度在绿潮发生...     

盐度与种间竞争对漂浮生态型浒苔微繁体萌发和生长的影响

黄海绿潮源自苏北浅滩,暴发后期浒苔向北漂移至山东半岛南岸,会集中释放大量微繁体。虽然构成严重的繁殖体压力,但尚未发生大面积定生。为了明确漂浮生态型浒苔北侵定居的关键限制因素,本研究于2015年7月漂浮浒苔在青岛沿海大量堆积期间,采集潮间带表层沉积物样本,分别在盐度25和32下进行培养,试验不同盐度对漂浮生态型浒苔微繁体萌发和幼苗生长的影响。进一步通过单藻种培养,分析漂浮生态型与定生浒苔群体、以及青岛定生近缘种缘管浒苔对盐度的适应性差异。结果表明,盐度对微繁体萌发与幼苗生长两个阶段均构成重要影响,但具有不同的影响方式。在萌发阶段,单藻培养条件下,盐度对浒苔各群体和缘管浒苔的萌发率均无显著影响,但在混合培养条件下,盐度则通过种间竞争对萌发率产生显著影响,青岛的高盐条件更加有利于当地种,而苏北海域的低盐条件会显著提高漂浮生态型的萌发率。在幼苗的生长阶段,盐度可直接产生影响,高盐条件显著降低浒苔所有群体幼苗的生长率,对缘管浒苔则无显著影响,表现明显的种间差异。上述结果提示,盐度与种间竞争的协同作用可能是限制漂浮生态型浒苔大规模北侵定居的重要因素,这为预测漂浮生态型的扩散范围与黄海绿潮的变异趋势提供了理论依据。     

营养盐对浒苔生长影响的围隔生态实验

2008年6月在青岛近海围隔实验研究了营养盐对浒苔生长的影响。结果表明,添加营养盐的围隔浒苔湿重生物量明显高于未添加营养盐的对照组和海区实验组。一次性添加f/2配方的营养盐和一次性添加N的2组浒苔日均相对增长率分别达10%和9%,围隔外海区对照只达4%。浒苔可在短期内快速大量地吸收营养盐,一次性添加f/2配方的营养盐储备液(水体浓度约f/8)的围隔中,浒苔24 h内对N和P的吸收速率分别为9.25μmol.g-1.h-1、0.63μmol.g-1.h-1。丰富的营养盐能够促进浒苔的迅速生长,营养盐的种类和浓度对浒苔的生长影响显著,种类多、浓度高的营养盐环境有利于浒苔生长。相对于NH4-N和PO4-P,充足的N源是浒苔快速生长的重要影响因素。     

浒苔光照和盐度胁迫响应基因UpMYB44的克隆与表达分析

为证明R2R3-MYB转录因子在浒苔响应非生物胁迫例如盐度和光照的过程中发挥的重要调控作用,利用实时荧光定量PCR、酵母双杂交系统、亚细胞定位等技术,研究获得了浒苔UpMYB44基因1 437 bp的开放阅读框(ORF)全长序列,编码478个氨基酸,属于典型的R2R3-MYB转录因子并通过烟草叶片转化确定其定位于细胞核,UpMYB44参与浒苔响应光照和盐度的胁迫过程,其中在低光和高盐胁迫下UpMYB44基因的相对表达量升高。筛选出了与UpMYB44互作的UpCPP5蛋白,该蛋白与浒苔的生长和细胞分裂有关,推测UpMYB44可能通过与UpCPP5互作,形成蛋白复合体参与浒苔的增殖过程。研究为日后深入探究MYB类转录因子家族调控藻类生长发育的过程奠定了基础,同时为研究浒苔快速繁殖的机制提供了思路。     

温度、盐度和光照对球形棕囊藻生长和卤代烃释放的影响

氯甲烷(CH_3Cl)、溴甲烷(CH_3Br)和碘甲烷(CH_3I)是挥发性卤代烃的3种主要成分,对温室效应和大气臭氧破坏有重要影响。由于海藻可以在一定条件下产生卤代烃,本文选择了球形棕囊藻进行室内培养,研究了不同温度、盐度和光照对其释放CH_3Cl、CH_3Br和CH_3I含量的影响。在不同温度(15、20、25℃),盐度(19、23、29)和光照(14、25、38μmol·m^-2·s^-1)条件下,藻细胞密度和卤甲烷的释放受温度的影响较明显。温度偏低(15～20℃)更适宜藻的生长和CH_3I的存在(CH_3I最大平均浓度为5.90～6.29pmol·L^-1),但25℃释放的CH_3Cl和CH_3Br最多(最大平均浓度分别为452.48和9.49pmol·L^-1),表明CH_3Cl的最大平均浓度比CH_3Br和CH_3I高约10倍。总体上CH_3Cl和CH_3Br的释放随着温度、盐度和光照强度的增加而增大,但盐度和光照的变化对藻的生长和卤甲烷释放的影响不明显。     

黄海绿潮浒苔漂浮生态型的发现与启示

黄海绿潮已经成为常态化发生的海洋生态灾害。遗传分析结果表明,黄海绿潮藻主体由浒苔(Ulva prolifera)的单一群体构成。基于其特殊的基因型、表型,及其占据的独特生态位与生活方式,将其命名为"漂浮生态型"(floating ecotype)。浒苔漂浮生态型的发现,为黄海绿潮关键生态学过程的量化表征提供了重要抓手。基于SCAR特异分子标记的示踪研究表明,在绿潮早期浒苔入海阶段,苏北浅滩紫菜筏架发挥了重要作用;在海上暴发漂移阶段,漂浮生态型在漂浮藻中具有极高的优势度。上述发现提示,黄海绿潮存在重要的生物学成因,应加强针对漂浮生态型适应性特征及其遗传基础的比较研究。鉴于漂浮生态型在山东半岛南岸已零星定殖,提出应关注由于种源北侵和紫菜栽培产业北移带来的潜在风险。上述科学认识对于深刻理解黄海绿潮的成因与发生机制、建立可行的灾害防控措施、科学预测黄海绿潮的演变趋势具有重要意义。     

浒苔纤维吸声的测评研究

采用驻波管法对不同厚度、不同结构的浒苔样品进行吸声系数的测定,并与相近的有机和无机纤维吸声材料进行了对比.试验结果表明,浒苔具有很好的吸声性能,并且其微管结构对吸声性能的提高有较大的贡献.这些新的发现将给研制新型无机纤维吸声材料提供有益的仿声学启示.     

浒苔(Enteromorpha prolifera)生活史的初步研究

通过实验室培养实验,全面地观察描述了浒苔生活史各个阶段的发育情况。雌雄异体的配子体成熟后,放散双鞭毛的配子,雌雄配子结合成合子进而发育成孢子体,配子也可以进行单性生殖发育成膜状的配子体。孢子体成熟放散四鞭毛的游孢子,游孢子固着后,可直接发育成配子体。其生活史是单倍体的配子体与二倍体的孢子体相互交替的同形世代交替。雌雄配子具有正趋光性,易大量聚集,结合后同游孢子一样都呈负趋光性。     

Effect of polysaccharide from Enteromorpha prolifera on maize seedlings under NaCl stress

In this study, a polysaccharide from Enteromorpha prolifera (EP) was extracted and its effect on maize seedlings under NaCl stress was investigated. Firstly, the components and structure of the EP were determined. We found that EP is a sulfated polysaccharide of high-molecular weight (Mw, 1 840 KDa) heteropolysaccharides and the main monosaccharide is rhamnose. The polysaccharide was applied to explore its effect on the growth of maize seedlings and its defense response under a salt stress. The results show that EP could promote the growth of maize seedlings under the salt stress. In addition, EP was shown able to significantly regulate membrane permeability and adjustment of osmotic substances such as soluble protein, soluble sugar, and proline, antioxidant enzymes containing superoxide dismutase, catalase, peroxidase, and ascorbate peroxidase. Therefore, EP is an effective salt-resistant substance for the growth of maize seedlings under NaCl stress.     

2008年黄海浒苔绿潮爆发区营养盐浓度化及分布特征

根据2008年7月22-26日和8月5-14日2个航次对黄海浒苔绿潮爆发区的调查数据,研究了调查海域营养盐的浓度变化和分布特征.结果表明,第2航次NH4-N的平均浓度为0.34 μmol/L,低于第J航次,第2航次NO3-N、PO4-P和SiO3-Si的平均浓度分别为4.63 μmol/L、0.39 μmol/L和6....     

浒苔生物肥的制备及其对青菜品质影响的研究

以浒苔(Enteromorpha prolifera)为腐熟原料,利用EM-W菌剂,研究料水比和碳氮比(C/N)对浒苔腐熟的影响。将腐熟完全的浒苔配制成浒苔生物肥,研究其对青菜(Brassica campestris ssp.chinensis Makino)品质的影响。结果表明,浒苔腐熟的最佳条件为料水比为1∶2.0、C/N为30∶1。此条件下,浒苔腐熟最高温度到64℃,45℃以上温度维持4~5d,具有升温迅速、温度高、周期短、组织降解彻底、无明显臭味的特点。在种植青菜过程中,施用5t/hm2的浒苔生物肥,相比对照处理组,青菜的鲜重、还原糖和β-胡萝卜素含量分别增加14.4%、25.0%和20.3%,显著增加了青菜的产量、提高了青菜的品质。浒苔肥的利用可减少无机化肥的施用量,改善土壤环境,达到减轻土壤环境污染的目的。     

2009年黄海绿潮浒苔爆发与漂移的水文气象环境

2008年和2009年,黄海中西部局部海区均出现绿潮浒苔,但由于绿潮爆发时间不同和漂移路径不同,造成的影响大不相同。本文利用EOS卫星的多通道资料,采用通道合成的方法,给出了绿潮浒苔的分布和移动情况。利用卫星遥感的海面风场、降水、云中液态水含量、海表面温度(SST)、POM模式模拟的海流等资料,分析了2009年绿潮浒苔期间的水文气象条件、以及浒苔聚集和定向移动的原因,并与2008年的情况进行了对比。结果表明,前期降水的明显增多与绿潮爆发有密切关系,降水过后海水中营养盐类充足,而且降水后黄海上空降水和云中液态水含量偏少,日照比较充足,光合作用强,有利于海上浒苔迅速繁殖。2009年黄海西部降水明显增多的时间较2008年晚15 d左右,是2009年绿潮浒苔爆发比2008年晚15 d左右的重要原因。风力是浒苔在海洋中移动的主要强迫力,强劲持续的的东风或者东南风是导致2008年浒苔在青岛沿海登陆的主要外界强迫力,而2009年西南风使浒苔向东北方向漂移。SST变化对浒苔爆发的影响不显著。定量分析表明,浒苔密集区的移动更倾向于与盛行风向一致,向下风方偏右5~40(°)方向漂移,浒苔密集区的移速与海流速度更加一致,约为海流速度大小的0.8倍。     

不同温度、盐度下浒苔(Entromorphra prolifera)群体增长和生殖的显微观测

为研究温度、盐度对浒苔(Entromorphra prolifera)群体增长和生殖的影响,在实验室内设10个温度梯度、每个温度下又设4个盐度梯度,比较了不同培养条件下藻体的湿重、特定生长率(SGR)。浒苔生长对温度的变化较盐度的变化为敏感。在同一盐度下,浒苔SGR随温度的增加呈先升高后降低的趋势。随着盐度的降低,最适生长温度有升高的趋势。20℃、S为26时浒苔SGR最高,达37.80%。SGR高的实验组最先进入生殖生长期,随之,SGR骤降,藻体形态也发生的变化。通过对这一变化过程的观测研究加深对绿潮暴发及演化过程的理解。     

烟台海域暴发浒苔ITS及5.8S rDNA的克隆及序列分析

以烟台海域引发"绿潮"的浒苔为研究对象,采用PCR技术扩增出浒苔的ITS-1、5.8SrDNA及ITS-2片段,将扩增出的片段纯化后克隆至pGEM-TEasy载体,筛选阳性克隆进行序列测定。结果表明,浒苔的ITS-1序列长度为195bp,5.8S序列为155bp,ITS-2序列为181bp,该序列与浒苔属的多种物种ITS序列具有很高的同源性,在ITS-1区、5.8SrDNA区和ITS-2区仅存在4个转换/颠换位点。结合GenBank注册序列和本研究的结果发现,单纯依靠ITS序列并不能对浒苔属种类进行有效的分类鉴定。     

温、盐度及营养盐对不同藻株塔玛亚历山大藻生长的影响

利用2001年11月至2003年2月从长江口、闽江口和北部湾水域表层沉积物中分离的休眠孢囊,萌发获得三株塔玛亚历山大藻,并研究了温度、盐度、营养盐对它们生长的影响。实验结果表明,来源于三个不同海区的藻株在水温32℃的条件下均无法存活,温度对长江口藻株(ATDH01)及广西北部湾藻株(ATGX02)的生长有极显著影响(P<0.01),而对闽江口藻株(ATMJ02)的生长无显著影响(P>0.05)。不同海区的藻株,其生长特性有明显差异,ATDH01藻株最适生长温度为24℃,最适生长盐度为30,且在盐度15和35仍有较高的生长率;而ATMJ02藻株及ATGX02藻株最适生长温度分别为24℃和20℃,最适生长盐度范围为20～30,盐度超出此范围生长率明显降低。ATDH01藻株的生长繁殖能力最强。营养盐对三个不同海区藻株生长的影响基本一致,在低P(1.2μmol/L)组中,三株藻的指数生长期较短,细胞密度明显的低于f/2组;而在低N(44μmol/L)组中,虽然在培养初期,三株藻的细胞生长明显快于f/2组,但在生长后期由于氮的限制,最终细胞密度仍低于f/2组。     

温度、盐度和pH对生物过滤器去除氨氮效率的影响

采用正交设计法对温度，盐度和pH值对生物膜转氨氮能力的影响进行考察，考虑至生物过滤器的一般工作环境，3个因子各取三水平，为了充分考虑交互作用，选用正交表L27（3^13).结果表明，取值范围盐pH值对硝化细菌代谢的影响不明显，温度对硝化细菌的代诱明显的影响，而且25℃组的氨氮支作率最高。