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常用抗菌药对藻类的急性毒性效应
目的以2种淡水藻类为研究对象,建立兽医临床常用抗菌药对急性毒性数据,为全面评价抗菌药对初级生产者的毒性效应,了解抗菌药的生态毒理学效应提供必要的参考依据.
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植物源正辛酸的抑藻效应及其机制
目的 研究从椰子油中提取的植物源正辛酸对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制效应及其机制.方法 分别采用0、12.5、25、50和100 μL/L的椰油正辛酸对铜绿微囊藻进行胁迫处理,测定其藻密度变化、细胞通透性改变以及藻细胞抗氧化能力的变化.结果 随着椰油正辛酸浓度的增加,铜绿微囊藻生长受抑现象越明显.当椰油正辛酸浓度为100 μL/L,处理时间为96 h时,其对铜绿微囊藻的抑制率达到99％.与对照组相比,实验组藻液的电导率、核酸含量、蛋白质含量明显升高;椰油浓度低于25μL/L时,SOD活性随椰油正辛酸浓度的增加而增强,但超过25μL/L时,其活性明显减弱.MDA含量始终随着椰油正辛酸浓度的增加而增加.结论 椰油正辛酸对铜绿微囊藻具有明显的抑制作用,主要与其改变了细胞膜通透性、降低了抗氧化能力有关.
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轮叶狐尾藻及其根际微生物联合抑藻的数学模型分析
目的 研究高等水生植物与其根际微生物联合对蓝藻的抑制效应及其数学模型.方法 分别研究无菌与含菌轮叶狐尾藻(Myriophyllum verticillatum L)根浸提液对铜绿微囊藻的抑制作用,并根据抑藻效果,建立相应的蓝藻生长的差分-微分方程以及藻密度关于时间的泛函偏微分方程.结果 (1)无菌与含菌轮叶狐尾藻根浸提液均有不同程度的抑藻效应,但含菌轮叶狐尾藻根浸提液抑藻作用明显增强,半抑制浓度(EC50)明显降低;(2)所建立的方程可以较好地预测和计算不同时间节点上、不同环境条件下藻密度和半抑制浓度.结论 轮叶狐尾藻与其根际微生物联合抑藻作用增强.
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鱼腥草对铜绿微囊藻的抑制作用
目的 研究鱼腥草(Houttuynia cordata Thunb.)对水华蓝藻铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制作用.方法 采用鱼腥草水浸提液以及4种有机溶剂(丙酮、乙酸乙酯、石油醚、乙醇)萃取物(粗提物)分别抑藻,通过藻细胞密度计算出抑制率;同时采用GC-MS分析鉴定抑藻效果好的萃取物中的化感物质.结果 鱼腥草水浸提液及4种粗提物对铜绿微囊藻均有很好的抑制作用;4种粗提物的抑藻效果为:乙酸乙酯粗提物＞乙醇粗提物＞丙酮粗提物＞石油醚粗提物;乙酸乙酯粗提物中的化感物质主要有二丙酮醇、2,2-二甲基己酮、氯己酸及4-苯腈酯.结论 鱼腥草具有很强的抑藻水华蓝藻作用,具有开发成生态抑藻剂的潜质.
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槐叶萍养殖水对铜绿微囊藻的抑制效应
目的 研究槐叶萍[Salvinia natans(L.)All.]养殖水的抑藻效应及抑制机制.方法 将不同浓度5％、10％、20％和40％槐叶萍养殖水作用于7.5×105cells/mL的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),测定其对藻细胞的溶藻率、电导率、藻液核酸和蛋白含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等的影响.结果 40％处理组第4d的抑制率达100％,5％处理组第7d的抑制率达65％,藻细胞溶藻率、电导率、藻液中核酸含量,蛋白含量,以及藻细胞MDA含量均随养殖水浓度的增大而升高,SOD酶活性随着槐叶萍养殖水浓度增大先上升,然后又下降.结论 槐叶萍养殖水通过改变藻细胞结构和胞内酶活性等抑制铜绿微囊藻的生长.
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洋葱抑藻效应及其化感物质分离鉴定
目的 研究洋葱不同部位的抑藻效应及洋葱化感抑藻物质的分离鉴定.方法 采用不同浓度洋葱鳞茎和洋葱叶水浸提液作用于铜绿微囊藻(M icrocystis aeruginosa);通过有机溶剂萃取以及GC-MS联用鉴定洋葱鳞茎中化感抑藻物质.结果 洋葱鳞茎和洋葱叶浸提液均有很好的抑藻效应,且具有明显的剂量-效应及一定范围内的时间-效应关系;鳞茎浸提液在第5d,除5 ml/L浓度组尚有少量藻细胞存在,其余各组藻细胞全部死亡,抑制率为100％;洋葱叶浸提液的抑藻效果较其鳞茎浸提液差,但在第6d,其高浓度组抑制率也达到了97.4％.洋葱鳞茎中主要化感物质为三(羟甲基)硝基甲烷、壬酸、正癸酸、甲基磺酸酐等.结论 洋葱鳞茎浸提液具有非常好的抑藻作用且明显好于其叶浸提液抑藻效果.
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洋葱乳酸浸提液对铜绿微囊藻的抑制效应
目的 以铜绿微囊藻FACHB-905(Microcystis aeruginosaus FACHB-905)为实验对象,研究和比较乳酸、洋葱水浸提液以及洋葱乳酸浸提液的抑藻效应,探讨洋葱乳酸浸提液对细胞内外藻毒素和多糖的影响.方法 分别采用1.25、2.5、5、10和15 μL/L的乳酸、洋葱水浸提液以及洋葱乳酸浸提液作用于铜绿微囊藻,测定藻密度变化;采用酶联免疫分析方法测定抑藻效果佳的浸提液对藻细胞内外藻毒素和多糖变化的影响.结果 单独乳酸和洋葱水浸提液对铜绿微囊藻的抑制率在大浓度96 h时仅达到71.72％和75.17％;而洋葱乳酸浸提液处理48 h其2.5μL/L实验组的抑制率就达到了78.87％,96 h时达到90.34％,15 μL/L组96 h时则达到了99.59％.洋葱乳酸浸提液作用于铜绿微囊藻96 h时,藻细胞内外微囊藻毒素和大分子多糖的含量均随着浸提液浓度增大而增加.结论 洋葱乳酸浸提液对铜绿微囊藻的生长有很强的抑制作用,对藻细胞内外微囊藻毒素和多糖含量有升高作用.
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酚酸类物质对铜绿微囊藻以及蛋白核小球藻的抑藻作用
目的 研究单一以及复合酚酸对混合藻类的抑制作用.方法 选用水杨酸、肉桂酸与焦性没食子酸单一或两两结合作用于铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)与蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的复合体系,以叶绿素为生物量指标,计算其单一酚酸抑藻的半大效应浓度(EC50),判断其联合抑藻的复合效应.结果 三种酚酸单独对铜绿微囊藻和蛋白核小球藻混合藻类均有一定抑制作用,抑制作用为焦性没食子酸＞水杨酸＞肉桂酸,实验第6d,这三种酚酸单独对铜绿微囊藻和蛋白核小球藻混合体系抑制作用的EC50依次为:7.87、64.90以及89.34 mg/L;复合酚酸对混合藻的抑制作用为焦性没食子酸与水杨酸组合＞焦性没食子酸与肉桂酸组合＞水杨酸与肉桂酸组合,前两种组合表现为协同抑藻作用,后一种组合的抑藻效应为相加作用.结论 某些酚酸联合应用可协同抑藻,从而能减少其单一酚酸的使用量,具有相对较高的环境安全性.
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金鱼藻与铜绿微囊藻共生时的数学模型分析
目的 研究沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)与铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)共生时的相互抑制效应及其数学模型.方法 分别研究金鱼藻与铜绿微囊藻单独培养时的生物量与藻密度以及它们共生时的相互抑制作用,建立相对应的金鱼藻、铜绿微囊藻单独培养时的差分-微分方程以及共培养时生物量和藻密度关于时间的泛函偏微分方程组.结果 (1)金鱼藻与铜绿微囊藻共生时彼此都有着不同程度的相互抑制效应,相同生物量的金鱼藻对不同初始密度的铜绿微囊藻抑制作用差异明显;(2)所建立的方程组可以较好地预测和计算不同时间节点上、不同环境条件下金鱼藻的生物量和铜绿微囊藻的藻密度.结论 金鱼藻与一定密度铜绿微囊藻共生时具有较好的抑藻作用,所建立的模型能定量反映出两者的动态关系.
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焦性没食子酸抑藻效应及其模型分析
目的 寻找能有效抑制水华蓝藻的物质,并根据其抑藻效应建立相应的预测模型.方法 在室内控制条件下,采用不同浓度焦性没食子酸抑制常见水华蓝藻铜绿微囊藻,并根据抑藻效果,在传统的Logistic模型基础上进行拟合,建立化感物质抑藻时的数学模型.结果 (1)焦性没食子酸对铜绿微囊藻具有非常显著的抑制效应,在实验的藻密度范围内,其第5天的半抑制浓度(EC50)为0.658mg/L; (2)拟合的数学模型能有效分析和预测焦性没食子酸在一定浓度范围内抑藻时藻密度随时间变化的规律,还可预测不同时间节点上,焦性没食子酸抑藻的EC50、小有效浓度(MIC).结论 焦性没食子酸具有开发成生物除藻剂的潜质,所拟合的数学模型对于指导利用化感物质抑藻具有一定的参考应用价值.
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槐叶萍抑藻效应及其抑藻物质的分离鉴定
目的 深入研究槐叶萍(Salvinia natans(L.)All.)对有害蓝藻的抑制效应.方法 以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa.)为受试对象,以去离子水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯作为溶剂,制备4种槐叶萍粗提物,分别进行抑藻.筛选出抑制效应较好的粗提物,再经大孔树脂纯化,气质联用(GC-MS)分析筛选,终获得抑藻物质组分.结果 抑藻效应如下:乙酸乙酯粗提物＞丙酮粗提物＞乙醇粗提物＞水粗提物.槐叶萍抑藻物质可能为:二丙酮醇、异亚丙基丙酮、四氢薰衣草醇、十五醛、14-庚癸烯醛、异丙苯、乙酸丁酯、抗坏血酸二棕榈酸酯、邻苯二甲酸单乙基已基酯、邻苯二甲酸二丁酯以及邻苯二甲酸丁基十一烷酯.结论 槐叶萍抑藻效应及其化感物质的分离鉴定研究为蓝藻控制和抑藻剂研发提供了理论基础和实践依据.
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大葱抑藻效应及其化感物质分离鉴定
目的 研究大葱抑藻效应及大葱化感抑藻物质的分离鉴定.方法 以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa,M.aeruginosat)作为受试对象,探讨不同浓度大葱葱白和葱叶水浸提液的抑藻效果以及大葱化感物质的分离鉴定.结果 葱白和葱叶的水浸提液均有不同程度的抑藻效应.与同期对照组比,葱白和葱叶各浸提液不同浓度处理组的荧光强度均低于同期对照组,且随着浓度的增大,降低明显,但葱白水浸提液的抑藻效果明显好于葱叶水浸提液,至第5天,葱白水浸提液高浓度处理组(50 ml/L)的铜绿微囊藻几乎完全死亡,其第5天的半抑制浓度为12.7 ml/L,相当于1.27 g鲜重/L.葱白中主要化感物质为烯丙硫醇、环戊硫醇等,其抑藻第5天的EC50烯丙硫醇为0.03 g/L,环戊硫醇为0.02 g/L.结论 葱白水浸提液具有非常好的抑藻效果,葱白中化感抑藻物质主要是含硫化合物.
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水杨酸对铜绿微囊藻胞外多糖和微囊藻毒素含量的影响
目的 研究在化感抑藻物质水杨酸(SA)作用下,铜绿微囊藻PCC7806胞外多糖(PS,包括胶鞘多糖CPS、可溶性胞外多糖EPS)和微囊藻毒素(MC-RR)的变化.方法 0、0.25、0.50、0.75和1.00 mmol/L SA加入对数期的铜绿微囊藻PCC7806培养液中,以硫酸苯酚法和液相色谱法,在第6d和12d分别测量PS和MC-RR的量,从单个细胞和培养液角度探讨SA对PS和MC-RR的影响.结果 第6d时,CPS随SA浓度增加而增多,第12d时,CPS随SA浓度增加而减少.整个培养期间,培养液中EPS以及胞内MC-RR浓度随SA浓度增加而先增加后减少.结论 SA作用初期铜绿微囊藻胞外多糖CPS和MC-RR含量增加以应对SA造成的胁迫,但后期胞内外MC-RR含量均有所下降.
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麦麸浸提液对铜绿微囊藻生长的影响
铜绿微囊藻属于蓝藻门微囊藻属,原核单细胞藻类,是水华的主要藻类之一,其分泌的藻毒素具有致癌性[1].水华治理生物方法中植物秸秆化感作用抑藻是通过植物向环境中释放抑制藻类生长的化学物质而实现的[2].研究较多的是大麦秆抑藻,并且已经确认大麦秆浸泡液抑藻主要是由于其降解过程中产生的化感活性物质导致的[3-4].大麦秆对蓝藻中的微囊藻、鱼腥藻和绿藻中的小球藻都产生了较好的抑制效果[5].近年来,对抑藻化感活性物质的提取和鉴定也有了很大的发展,SCHRADER[6]研究了大麦秆降解过程中所产生的活性物质以及对蓝藻的抑制作用;SUNGHUN等[7]在研究大麦秆等植物对单细胞绿藻和蓝藻的有效抑藻效应后,进行了抑藻活性物质的检测,结果发现酯类和酚类是主要的活性物质.
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微囊藻毒素与食品安全
由于人类活动,如生活污水、工业废水的排放以及农田肥料的流失等因素的影响,内陆水体中蓝藻(Cyanobacteria)水华的发生日益严重.蓝藻在爆发生长过程中往往会产生内源性毒素,对动物和人群健康构成严重威胁.微囊藻毒素(microcystins, MC)即是由某些种属的淡水蓝藻,主要是铜绿微囊藻产生的一个结构相似的环七肽家族,已知有60余种异构体(图1)[1].
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铜绿微囊藻的生长及产毒条件研究
目的研究温度、光照、氮磷浓度对铜绿微囊藻的生长及微囊藻毒素LR产生的影响.方法采用BG-11为培养基,通过计数藻细胞来反映其生长特性,用高效液相色谱法测定微囊藻毒素LR产量,观察不同温度(20～35℃)、光照(2000～5000 lx)、氮(71.4～1300.0μmol/L)、磷(1.43～71.40μmol/L)浓度对铜绿微囊藻的生长及微囊藻毒素LR产生的影响.结果铜绿微囊藻在25℃和3000 lx时生长快,但细胞内产毒量却分别在20℃和5000 lx时达到大值;在固定磷浓度(6.50μmol/L)的培养条件下,铜绿微囊藻细胞数和毒素产量均随氮浓度的升高而增加,在650.0μmol/L时达到高峰,继续增高则有抑制作用;在固定氮浓度的培养条件下(71.4μmol/L),磷浓度为1.43 μmol/L时细胞生长较慢,浓度达到6.50μmol/L时细胞生长加速,但浓度进一步加大,藻细胞生长曲线无明显变化,产毒量也未见明显不同;同时,微囊藻毒素-LR浓度与藻细胞数和叶绿素含量之间均存在明显的正相关关系.结论铜绿微囊藻的佳生长条件并不等同于其佳产毒条件;磷是一种限制性营养因子,较低浓度就可满足藻类生长及产毒需要;适合铜绿微囊藻生长和产毒的氮磷比是100:1(原子数比);可通过细胞计数或测定叶绿素含量来预测水中微囊藻毒素-LR的总浓度.
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氮和磷对铜绿微囊藻细胞生长的影响
目的 了解氮、磷浓度及氮磷比值对铜绿微囊藻生长的影响,为阐述微囊藻水华形成的机制提供科学依据.方法 将经过扩大培养3次的铜绿微囊藻细胞(FACHB 936)接种于无氮、无磷的BG-11培养液中饥饿培养3 d,分别接种到含有0、0.5、1.0、5.0、10.0 mg/L磷的BG-11培养液中培养19 d;并分别接种于含磷0.05、5.0 mg/L的BG-11培养液中,分别按照氮∶磷物质量比为5∶1、10∶1、20∶1、50∶1、100∶1加入所需的NaNO3,培养19 d.观察各组铜绿微囊藻细胞计数的变化及培养液中可溶性磷浓度的变化情况.结果 培养的初始阶段(第1～6天),低磷培养液(0、0.5 mg/L组)中铜绿微囊藻细胞的生长稍好于高磷培养液(1.0、5.0、10.0 mg/L组).而在对数生长后期(第7～21天),高磷培养液(除10 mg/L组)中铜绿微囊藻细胞的生物量超过低磷培养液.此后,培养液中的铜绿微囊藻细胞逐渐停止增长,且高磷培养液中铜绿微囊藻细胞的对数生长期长于低磷培养液.对初始磷浓度为0.05 mg/L的各组铜绿微囊藻细胞大生物量进行比较,差异无统计学意义(P＞0.05).而对初始磷浓度为5.0 mg/L的各组铜绿微囊藻细胞大生物量进行比较,差异有统计学意义(P＜0.05);且依次为:20∶1＞10∶1＞5∶1＞50∶1＞100∶1.不同初始磷浓度、不同氮磷比值培养液中可溶性磷浓度、铜绿微囊藻细胞增长率均随培养时间的延长呈下降趋势.结论 磷浓度对铜绿微囊藻的生长有较大影响,应综合探讨磷浓度和氮磷比值对铜绿微囊藻细胞生长的影响;通过各种手段控制水体中的磷浓度可能是解决微囊藻水华的有效途径.
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三种藻类生物量测定方法比较
目的 通过对3种藻类生物量测定方法的比较,筛选出适于实验室藻类生物量测定的方法,为实验室提供更准确、便捷的分析方法.方法 分别采用3种方法测定7份藻液的藻类生物量.铜绿微囊藻细胞计数采用细胞计数法、叶绿素a含量测定采用有机溶剂萃取后测定分光光度;改良分光光度法先通过超声破碎藻细胞,然后通过波长扫描确定大吸收波长,并以此波长进行吸光度测量.结果 改良分光光度法在超声破碎5 min后藻细胞便被完全破碎,破碎后溶液的大吸收峰在672 nm处.通过统计学分析,利用藻细胞计数法、叶绿素a含量测定法、改良分光光度法测定的藻类生物量之间具有良好的相关性.细胞计数法与改良分光光度法的相关系数r=0.9991;细胞计数法与叶绿素a含量测定法的相关系数r=0.9991;叶绿素a含量测定法和改良分光光度法的相关系数r=0.9998.结论 利用实验室建立的改良分光光度法进行铜绿微囊藻生物量的测定,具有快速、准确的特点,人为误差小,可以用于水中藻类生物量的测定.
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灵菌红素对铜绿微囊藻生长及产毒能力的抑制作用
[目的]探讨灵菌红素对铜绿微囊藻生长的抑制作用,以及不同抑制状态下微囊藻毒素水平的变化. [方法]培养铜绿微囊藻至对数期后染毒,应用细胞计数结合流式细胞仪分析0.156～5.000 μg/mL 6个剂量灵菌红素对铜绿微囊藻生长的抑制效果.1.25、2.50、5.00μg/mL灵菌红素染毒24、48h后,对活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、DNA含量以及细胞内外的微囊藻毒素进行检测.[结果]灵菌红素染毒24h对铜绿微囊藻的半数效应浓度(EC50)为2.76 μg/mL(95％可信区间是0.96～7.91μg/mL).2.50、5.00 μg/mL灵菌红素染毒24h后,ROS水平分别为8.47、19.60,均高于对照组;SOD活性分别为14.24、5.31 U/mL,均较对照组降低.染毒后细胞膜的完整性存在不同程度的受损.1.25、2.50、5.00 μg/mL灵菌红素染毒24h后,铜绿微囊藻的直径分别为2.72、2.73、2.75 μm,明显高于正常细胞(2.54 μm);DNA含量亦增加,分别为正常值的1.08、1.18、1.32倍.灵菌红素抑制微囊藻毒素LR的产生,2.50 μg/mL时抑制效果显著,染毒72h后细胞微囊藻毒素LR含量较对照组降低23.80％. [结论]灵菌红素能诱导细胞氧化损伤和增殖抑制,抑制铜绿微囊藻生长.同时,灵菌红素能抑制微囊藻毒素LR的产生.
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组合介质中太湖土著溶藻菌的优势度分析
[目的]从太湖除藻中试装置中分离筛选具有高效降解微囊藻效果的土著溶藻菌,应用种属特异的16SrDNA对其在组合介质和自然环境中的优势度进行分析. [方法]采集太湖除藻中试装置的组合介质,分离筛选溶藻效果达到40%以上的溶藻菌菌株,应用针对16S rDNA基因的种属特异引物对所筛选溶藻菌进行种属鉴定,采用实时荧光定量PCR技术对相应种属细菌进行优势度分析. [结果]在分离筛选出的20株溶藻菌中有:芽孢杆菌属(Bacillus)7株、假单胞菌属(Pseudomonas)4株、弧菌属(Vibrio)3株,这3类细菌在人工组合介质中的优势度分别占总细菌的比例为4.06%、3.10%、6.27%;占同期自然环境(太湖底泥)样本总细菌的比例分别为0.51%、1.78%、7.55%.其中,芽孢杆菌属在人工介质与太湖底泥中的分布差异有统计学意义(P＜0.05).[结论]太湖除藻中试装置中人工介质上的土著溶藻菌主要为芽孢杆菌属、假单胞菌属和弧菌属,其中芽孢杆菌属在人工介质上的优势度显著高于其在底泥上有优势度.
