蓝藻越冬机理研究进展_赵倩.
蓝藻光合作用与二氧化碳固定的研究进展
蓝藻光合作用与二氧化碳固定的研究进展随着全球气候的不断变化，气候变暖和空气污染成为了我们面临的主要问题。
这些问题直接影响了我们生活的品质、生态系统、食物安全等关键方面。
因此，对于这些问题的研究和控制需求变得越来越高。
二氧化碳固定是一种重要的生命过程，可以将二氧化碳转化为生物有机物，并提供能量来源。
蓝藻是一类特别有意思的微生物，它们具有光合作用，并且是二氧化碳固定的主要生物。
在过去的几十年里，对于蓝藻光合作用与二氧化碳固定的研究进展非常迅速。
首先，需要明确蓝藻的基本特征以及其光合作用操作方式。
蓝藻大致个体尺寸在1至100微米左右，它们经常长在水体中，因此它们被称为水生藻类。
它们具有南瓜红素和蝶呤等色素，这些色素帮助蓝藻在长虹光谱中捕获光能，并将其转换为生命活动所需的化学能量，这就是光合作用的基本操作方式。
其次，我们需要了解蓝藻如何进行二氧化碳固定。
蓝藻使用光合作用生成能量，利用这些能量将二氧化碳转化为生化物质。
在这个过程中，蓝藻通过酶的帮助将二氧化碳与氢离子结合形成有机古代微生物酸，然后继续将这些代谢产物转化为更复杂的有机化合物。
除此之外，还需要考虑蓝藻光合作用与二氧化碳固定的应用前景。
研究表明，蓝藻的生物能量转化效率非常高，这使得蓝藻成为了生产高质量食品和生物燃料的具有吸引力的替代品。
未来，它还可能成为一种绿色的碳捕捉技术，有助于处理二氧化碳来源，如发电厂和工业生产过程。
综上所述，蓝藻光合作用与二氧化碳固定的研究已经取得了非常重要的进展。
它们正在成为应对全球气候变化及能源问题的关键技术和战略手段。
未来，我们可以期待看到更多有关蓝藻和其他微生物的发现，并将其应用于环保、食品工业和能源利用等领域。
湖泊底泥中蓝藻越冬和复苏行为研究进展
然而, 有些藻属的藻细胞在越冬期发生形态变 化, 比如许多丝状蓝藻、鱼腥藻属和束丝藻属( A p hani z omenon) 等可以 产生休 眠孢子 ( 厚壁孢 子) [ 15] 。 塔玛亚历山大藻( A l ex andr iumt amar ense) 和链状亚 历山大藻( A . cat enell a) 细胞越冬期能形成配子, 互 相结合, 变成游动的合子( H ypnozyg ot es) 并最终变 成休眠孢囊沉降下来[ 16] 。研究表明, 鱼腥藻属、胶 刺藻属( Gl oeotr i chi a) 、念珠藻属( N ostoc) 、扁形膝口 藻( Gony ost omumsemen) 等藻细胞的生活史中经历 4 种形态: 营养细胞、带有异形胞的营养细胞、休眠细 胞和复 苏 细 胞, 在 越 冬 期 藻 细 胞 会 发 生 明 显 变 化[ 17] 。上述结论表明, 有些藻属细胞形成休眠孢子 度过越冬期, 而微囊藻属细胞没有发生变化, 仅以休 眠的方式度过越冬期。 1. 2 蓝藻活性变化
摘要 富营养化湖泊蓝藻水华暴发是重大水环境问题。深入了解越冬期 间蓝藻在底 泥中的活 动过程及 其习性, 为 对此阶段 采取有效措施抑制蓝藻复苏提供理论依据, 为湖泊蓝藻治理提供新思路。综述了越冬期蓝藻细胞形态、活性、藻毒性、上浮能力等变 化以及外部条件如温度、光照强度、DO 、营养盐等对其复苏的影响, 指出现阶段研究中存在的问题, 明确未来的研究重点。
蓝藻光合作用的机理及其应用
蓝藻光合作用的机理及其应用蓝藻是一类原始的蓝绿色藻类，其光合作用机理独特，引起了科学家们的极大关注。
在这篇文章中，我们将介绍蓝藻光合作用的机理及其应用。
一、蓝藻的光合作用机理与其他植物一样，蓝藻的光合作用需要太阳光能提供的能量。
但是，蓝藻的特殊点在于光合色素。
在蓝藻中，可以发现两种光合色素：叶绿素a和蓝绿素。
与其他植物不同的是，蓝绿素可以直接吸收能量而不需要其他辅助光合色素。
此外，蓝藻并不依赖于光合体系I和II，而是依赖于一种名为“光合外链”（Cyanobacterial Electron Transport）的电子传递链。
通过这种电子传递链，蓝藻可以利用太阳能将水分解成氧气和氢离子。
氢离子则会被转移到相关的酶上，形成ATP和NADPH。
这些物质将被用于光合作用中的糖原合成。
二、蓝藻光合作用的应用1. 蓝藻的环保应用由于蓝藻可以将氧气释放到环境中，帮助提高空气质量，所以在生态保护和环境治理中得到广泛运用。
比如在各种城市公园、景区和工业园区中，往往会选择栽种一些具有降低污染能力的蓝藻，配合其他植物共同净化环境。
此外，蓝藻也被广泛应用于水污染治理。
由于它对于有机和无机污染物质都有微生物降解的作用，所以往往可以通过设置植物吸附设备和生态修复工程等模式，有效解决水污染问题。
2. 蓝藻的农业应用蓝藻也在农业生产中发挥了广泛的作用。
在农业的聚氨酯多孔隔膜使用过程中，蓝藻多糖的使用成为有效的添加剂。
多糖可以增加孔隙大小，提高膜的额外吸附性。
此外，蓝藻的叶绿素也广泛应用于农业种植中。
叶绿素为植物提供了一种强有力的营养源，通过设置一定的量和比例，能够使农作物的生长周期缩短，产量提高，从而提高农产品的生产效益。
3. 蓝藻的医疗应用蓝藻中含有大量的螺旋藻素，可以通过耐受性、免疫增强、药品细胞表面等方式，有效发挥医疗作用。
目前，世界上已经有多种螺旋藻素制剂进入到医学市场，被广泛应用于心血管疾病、癌症、肝炎等多种疾病的治疗。
水生所发现维生素E对于蓝藻越冬的作用
水生所发现维生素E对于蓝藻越冬的作用
佚名
【期刊名称】《中国西部科技》
【年(卷),期】2008(7)6
【摘要】中科院水生所徐旭东研究员领导的蓝藻遗传学与生物技术学科组利用一
种中温蓝藻模式生物——集胞藻PCC6803，发现了蓝藻的“获得性寒冷光照耐受性（ACLT）”，认为是蓝藻越冬的重要基础，并证明阿法-维生素E是形成ACLT 所必需的，研究结果发表于新近一期细菌学期刊（Journal of Bacteriology，190：1554—1560）。
蓝藻在富营养化淡水湖泊中往往过量繁殖形成水华，加剧水质恶化，造成异味，甚至产生毒素，成为世界性的环境问题。
我国一些大型浅水湖泊发生蓝藻水华造成的影响尤为严重，影响周边居民的生活。
蓝藻水华的爆发一般经历越冬、复苏、生物量增加和上浮聚集四个阶段。
蓝藻细胞成功越过冬季寒冷条件才能成为次年水华发生的种源。
对于蓝藻越冬已有一些生理生态研究，但对于其机理尚不能清楚阐述。
【总页数】1页(P28-28)
【关键词】蓝藻水华;维生素E;越冬;水生;模式生物;技术学科;淡水湖泊;富营养化【正文语种】中文
【中图分类】X524;TQ466.5
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太湖蓝藻越冬休眠期监测体系的设想
太湖蓝藻越冬休眠期监测体系的设想
刘孟宇
【期刊名称】《北方环境》
【年(卷),期】2018(030)011
【摘要】根据目前对于蓝藻形成经过越冬休眠、春季复苏、生长和集聚上浮并形成水华四个阶段的研究,提出了太湖蓝藻休眠期监测体系的设想,文章提出,在蓝藻越冬休眠期,利用卫星遥感、自动监测、人工观测和实验室分析的手段监控沉降休眠于底泥中的蓝藻群体的生长情况与分布范围,在来年藻类复苏前,就提前预判可能出现的蓝藻水华的产生湖区、及其危害程度,进一步提高监测预警水平.
【总页数】2页(P177,179)
【作者】刘孟宇
【作者单位】江苏省苏州环境监测中心,江苏苏州 215004
【正文语种】中文
【中图分类】X832
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973计划“湖泊富营养化过程和蓝藻水华暴发机理研究”项目
973计划“湖泊富营养化过程和蓝藻水华暴发机理研究”项目973计划“湖泊富营养化过程和蓝藻水华暴发机理研究”项目富营养型湖泊稳态转换和生态系统调控原理（2002CB412309）2004完成单位与骨干：中科院水生所：刘永定、胡征宇、王洪铸、成水平、侯国祥、李根保中科院武汉植物园：李伟深圳大学：胡章立江苏省农科院：薛启汉昆明市气象局：陈增会2004年12月一、《课题任务书》设置的2004年课题研究内容与目标1, 湖泊主要生物群落的结构特征（种类、分布、多度）、地域分异特征，及其与湖泊水质的定性和定量关系，建立表达湖泊稳态的基本结构参数；, 从不同稳态典型湖泊生物群落的功能特征入手，分析不同生物类群功能之间的协调与反馈关系，建立表达湖泊稳态的基本功能参数；, 通过季节和年度典型湖泊生物群落结构与功能研究，分析湖泊生物群落结构和功能特征的变化规律； , 筛选特征性的湖泊稳态表征指标参数，分析各关键参数的边界条件，建立湖泊生态系统稳态的适宜的、简明的表达体系；, 研究环境状态变化对水体生态系统稳态的影响； , 继续研究与水体营养水平和状态相关的水生植物最小生存种群；, 继续从生态系统的角度研究藻类群落与生物和非生物环境的定量关系；, 继续研究水生植被与环境因子的定量关系； , 研究富营养水体生产者消费者相互作用与生态系统稳定性的关系；, 结合水华暴发和湖泊稳态转换条件的研究，分析两者与周丛藻类的关系；, 研究周丛藻类的生产力及其在湖泊生态系统中的作用。
2, 开展湖沼学调查、实验湖沼学研究、种群生态学并群落生态学研究；, 在理论研究进展方面，确立长江流域浅水湖泊稳态表达的指标体系和湖泊生态系统稳态类型划分的指标体系。
, 国内外发表论文4篇。
二、研究的关键科学问题、主要研究内容与进展1, 水生植被的生态系统功能和湖泊稳态转换的动力学, 湖泊生态系统稳态转换原理2, 不同稳态阶段的生态系统结构的定量表征；, 草型清水稳态的生态系统临界参数；, 稳态转换的机制和驱动因素及湖泊稳态转换的生态系统调控原理；, 周丛藻类及其生产力在蓝藻水华暴发和湖泊稳态转换中的作用。
海洋蓝藻对全球气候变化响应机制的实验研究
海洋蓝藻对全球气候变化响应机制的实验研究海洋生态系统是地球上最重要和最丰富的生态系统之一。
蓝藻是其中的一个重要组成部分，其生长和生态功能与海洋环境变化紧密相关。
随着全球气候变化的不断加剧和海洋环境的不断变化，很多科学家都在关注蓝藻对这些变化的响应机制。
为了更好地理解蓝藻的响应机制，科学家们进行了一系列的实验研究。
蓝藻是一种单细胞或多细胞蓝色的海洋浮游植物，其主要的生态功能是光合作用。
在光合作用过程中，蓝藻将太阳能转化为有机物，同时释放出氧气。
因此，蓝藻对海洋生态系统和全球气候变化都有着重要的影响。
近年来，全球气候变化加剧，导致海洋环境变化，影响着蓝藻的生长和生态功能。
为了更好地理解蓝藻对这些变化的响应机制，科学家们进行了一系列的实验研究。
首先，科学家们通过长期的实验观察发现，蓝藻的生长和光强度、温度、盐度等环境因素密切相关。
在一定范围内，光照强度对蓝藻的光合作用效率产生直接影响。
高光强度会显著增加蓝藻光合作用速度，但太强的光照会破坏蓝藻的光合作用机制，造成光合作用效率下降或停止。
此外，温度和盐度也会对蓝藻的生长和光合作用产生重要的影响。
过高或过低的温度、过高或过低的盐度都会影响蓝藻的生长和光合作用，从而影响蓝藻的生态功能。
其次，科学家们还发现，蓝藻在不同的海洋环境变化下具有不同的响应机制。
例如，一些实验发现，蓝藻在高二氧化碳浓度环境下的光合作用效率会增加。
这主要是因为高二氧化碳浓度下，蓝藻固碳效率会提高，同时蓝藻对光的利用效率也会增加。
然而，在一些其他的海洋环境变化下，蓝藻的响应机制则会变得更加复杂。
例如，在海水中氮磷比例的变化下，蓝藻对氮和磷的吸收比例会发生变化，从而影响蓝藻的生长和光合作用效率。
此外，不同种类的蓝藻在响应海洋环境变化时也存在差异。
一些实验发现，一些生长在富含氮磷的海洋环境中的蓝藻在寡磷环境下会表现出更高的生长速度和承受寡磷的能力。
而另一些生长在寡磷环境的蓝藻却在富氮富磷的环境中表现出更高的光合作用效率和固碳速率。
蓝藻生理学的研究进展
蓝藻生理学的研究进展蓝藻是一类单细胞或者形态较为简单的多细胞有机体。
作为一种底层生物，蓝藻对于整个生态系统的维持至关重要。
近年来，蓝藻生理学的研究受到越来越多的关注，其重要性被不断地突显。
蓝藻的生态环境蓝藻在自然环境中分布非常广泛。
从浅海到深海，从淡水到盐湖，蓝藻都能够生存和繁衍。
此外，蓝藻还能够在陆地上生长，繁殖和繁衍。
这是因为蓝藻能够适应各种环境，包括温度、PH值、盐度和光照等各种因素。
蓝藻的光合作用蓝藻是一种重要的无机碳生产者。
通过光合作用，蓝藻能够将二氧化碳转化成有机物质，并释放出氧气。
在进行光合作用的过程中，蓝藻需要依赖于光照，以及氮、磷等营养元素。
研究表明，光的强度、波长和光周期，对于蓝藻生长的影响非常大。
同时，较高的CO2浓度也能够提高蓝藻的光合作用速率。
蓝藻的区分性状蓝藻是一类生物的总称，不仅在形态上存在着巨大的差异，而且在生长环境以及生活习性上也存在着很大的差异。
研究表明，蓝藻的区分性状包括了种类、形态、结构、颜色、大小和特殊化学成分等多个方面。
通过这些特征，可以对蓝藻的种类、生长环境、以及作用进行判断。
蓝藻地球之肺蓝藻的生理学研究，不仅可以为环保事业提供重要依据，而且还可以对于地球上的生态平衡进行调查和探索。
在目前人类环保意识日益增强的情况下，蓝藻的研究又被赋予了新的意义，因为蓝藻是地球之肺的重要维护者。
结语蓝藻生理学研究的重要性被越来越多的人认识到。
随着研究的深入，蓝藻的应用前景也将得到进一步的拓展。
未来，我们有理由相信，蓝藻的研究成果将有助于改善自然环境，调查地球生态平衡并保护人类健康。
蓝藻调研报告
蓝藻调研报告蓝藻调查报告一、背景介绍蓝藻，又称蓝藻藻类，是一类原生质中含有蓝绿色叶绿素的微生物。
它们是最早出现在地球上的有鬃毛的微生物，生活在淡水、海水和土壤中。
蓝藻在地球生态系统中发挥着重要的作用，但它们也带来了一些负面影响。
二、资源调查我们选择了一个公园作为研究区域，对蓝藻进行了资源调查。
我们首先进行了蓝藻的采样工作。
采样时我们注意选择了不同的水域位置，包括湖泊和小溪，并收集了多个样本。
我们对每个样本进行了记录，并在实验室中对样本进行了分离和鉴定。
三、调研结果通过对蓝藻的调研，我们得出了以下结论：1. 蓝藻丰富多样：在我们的调查中，我们发现了多种不同类型的蓝藻。
虽然大多数样本属于同一属的蓝藻，但它们的形态、颜色和生长环境存在差异。
2. 蓝藻分布广泛：我们的调查结果显示，蓝藻在我们研究区域内广泛分布。
无论是在湖泊还是小溪中，蓝藻都可以找到。
这表明蓝藻对不同水域环境具有适应性。
3. 蓝藻对水质的影响：一些蓝藻在适宜的生长环境下会繁殖迅速，导致水域中产生大量蓝绿色的藻菌。
这种现象叫做蓝藻水华，它会给水体的生态环境和生物多样性带来很大的压力，同时可能释放一些有毒物质。
四、影响和应对措施1. 生态系统稳定性受到威胁：蓝藻水华会严重影响水域的生态环境，导致鱼类和其他水生生物的死亡，破坏水体的氧气平衡。
这对于维持生态系统的稳定性是一个严重威胁。
2. 水域保护和管理：为了应对蓝藻水华带来的问题，需要加强对水域的保护和管理。
减少农业、工业等人类活动对水体的污染是一个关键措施。
此外，定期监测水质和采取相应的预防措施也是必要的。
3. 科学研究和技术创新：为了更好地了解蓝藻的生态特点和形成机制，还需要开展相关的科学研究。
通过对蓝藻的基因组学和生物化学研究，可以找到更有效的防控措施。
五、结论在我们的蓝藻调研中，我们了解到了蓝藻的丰富多样性和广泛分布。
尽管蓝藻对生态系统有一定的负面影响，但通过加强水域保护和管理，以及开展科学研究和技术创新，我们可以更好地应对蓝藻水华问题。
入侵蓝藻——拟柱胞藻的分布特征及生理生态研究进展
入侵蓝藻——拟柱胞藻的分布特征及生理生态研究进展蓝藻是一类细菌状的藻类，其包括许多种类，其中拟柱胞藻是一种常见的蓝藻。
拟柱胞藻在淡水环境中广泛分布，它存在于湖泊、河流、水库等水体中，是一种常见的水华藻类。
拟柱胞藻的入侵会对水质、生态系统以及人类的健康产生很大的影响。
因此，对拟柱胞藻的分布特征及其生理生态的研究非常重要。
拟柱胞藻的分布特征主要受到环境因素的影响。
研究表明，拟柱胞藻在温度、光照、营养盐等环境因素的适宜范围内可以快速生长繁殖。
温度是影响拟柱胞藻分布的重要因素之一、一般来说，拟柱胞藻的适宜生长温度范围在20-30摄氏度之间。
光照是另一个影响拟柱胞藻分布的重要因素。
拟柱胞藻对高光强度适应能力较强，但在过高的光照下，会造成光合作用的过度，导致细胞死亡。
而低光强度下，拟柱胞藻的生长速度较慢。
因此，适宜的光照条件对拟柱胞藻的分布具有重要影响。
此外，营养盐是影响拟柱胞藻分布的另一个重要因素。
拟柱胞藻对氮磷等营养盐的需求较高，而过高的营养盐浓度会导致拟柱胞藻的大量繁殖，形成大规模的水华。
拟柱胞藻的生理生态研究主要集中在其生长特性、营养需求、有害代谢产物等方面。
研究发现，拟柱胞藻在水体中的生长速率受到温度、光照和营养盐等因素的影响。
同时，拟柱胞藻对氮磷等营养盐的需求非常高，特别是磷的需求量明显大于氮。
这使得水体中富营养化状况的改变会极大地影响其生长状况。
与此同时，拟柱胞藻也会产生一些有害代谢产物，如微囊藻素等。
这些有害物质对水体生态系统和人类健康都带来了很大的风险。
因此，研究拟柱胞藻的生理生态特性有助于开展相关的监测和防控工作。
目前针对拟柱胞藻的生理生态研究还存在一些不足。
首先，对拟柱胞藻的控制方法和技术还不够成熟。
目前常用的控制方法包括物理方法、化学方法和生物方法等，但这些方法都存在一定的局限性。
其次，虽然对拟柱胞藻的分布特征和生理生态特性有了一定的了解，但对其入侵机制和生态损害机制的研究还较为有限。
湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展
湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展1.研究背景1.1蓝藻简介蓝藻又称蓝绿藻，又称为蓝绿藻，是由于光合作用形成的颜色得名，是广泛出现在世界各地的主要藻种，在淡水中生长的蓝藻在水体表面聚集形成水华，或者集中在表面形成蓝绿色的浮藻群[1]，称蓝细菌，属于原核生物。
蓝藻目前，人们对多数蓝藻种类还缺乏基本的研究，对有害有毒蓝藻的研究相对较多。
蓝藻是原核生物中最原始、最古老的藻类植物，出现在距今35亿年~33亿年前。
作为原核生物，蓝藻没有细胞核，具有真核生物中进行光合作用的主要色素叶绿素a，并在光合作用中释放出氧气。
现在已知有1500多种，分布遍及世界各地，能够适应不同的环境，特别是对高温、高盐有很强的适应性。
蓝藻偏好中性和碱性水体，部分种类具有气囊，总气囊的体积占整个细胞的2%~20%,可自主调节在水体中的垂直位置，这就是它们能够在湖泊产生趋表聚集的最主要的原因。
蓝藻形态各异，但是以球形单细胞和丝状藻体为主，多数蓝藻种类以多个细胞被无色透明的胶鞘包裹聚集，形成形态各异的不定形群体。
蓝藻的细胞繁殖是简单的无性分裂。
微囊藻是我国湖泊最常发生的水华蓝藻种类。
其群体常由几十个、数百个甚至上千个单个细胞组成。
蓝藻对于光的利用能力非常强。
一般高等植物的光能利用率通常是5%~6%，而蓝藻的光能利用率高达18%，光合效率达43%，是一般农作物的3倍和1.4倍以上。
因此，对蓝藻进行深入研究将提供很有价值的资料，具有重要的意义。
而蓝藻体内含有特殊的藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白等营养物质，还具有广阔的市场和发展前景。
1.2我国湖泊富营养化现状及危害湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系，是湖盆、湖水以及水中物质组合而成的自然综合体。
我国是一个多湖泊的国家，约有2万多个湖泊，占世界天然湖泊的1/10，大于1 km2的天然湖泊就有2 300余个，总面积为71787km，约占全国总面积的8%左右[1]。
蓝藻越冬机理研究进展_赵倩.
图 1 颤藻目藻类生活史示意图 ( 摘改自: H ense I, Beckm ann A. 2006) F ig. 1 Schem a tic diag ram of O silla tor ia les life cyc le
从图 1可以看出, 入冬阶段, 营养细胞产生形态上可以区分的孢子, 孢子外包被厚壁孢子囊, 有时有 花纹, 个体、密度均较大 [ 8 9] . 这些孢子有两个去向: 前一阶段, 大部分孢子停留在水体深处, 待条件适宜时 再萌发形成营养细胞, 参与营养繁殖; 后一阶段, 大部分孢子积累大量的营养物质, 沉入底泥休眠渡过不 良环境 [ 12 13 ] . 冬季休眠期末, 休眠孢子开始萌发, 形态开始发生变化 [ 14] , 主要表现为孢子囊消失或部分消 失, 细胞体积增大, 群聚, 不断繁殖生成营养细胞, 然后上浮形成水华. 夏末秋初, 由于蓝藻疯长, 氮元素浓 度不断下降, 异形胞在丝体上间生或侧生, 没有同化色素, 也没有气泡和贮藏物质辅助藻细胞固氮.
近年来孔繁翔等将蓝藻水华的形成分为相互区别而又连续的 4个过程: 下沉和越冬 ( 休眠 ) , 复苏, 生 物量增加, 上浮聚集形成水华 [ 4] . 从春季开始, 蓝藻细胞迅速增殖, 在水文、气象、气候等条件适宜情况下 上浮聚集, 秋季后期, 当外界条件不再适宜存活, 部分藻体沉入底泥表层 休眠 , 春季, 待环境因子适宜, 底泥表层的 休眠体 复苏、上浮. 这一假设为治理蓝藻水华提供了一条 分阶段 治理的新思路.
在低温环境下, 越冬期 ( 4 , 黑暗 ) , 藻细胞酶活性非常低, 以非常低的速率继续分裂; 复苏期 ( 8 , 黑暗 )细胞分裂速率与酶活性开始逐渐增加 [ 24] . 在这一机制的调节下, 蓝藻休眠体具有很强的忍受低温 的能力, 其耐低温能力远远高于绿藻, 大量的实验结果也证实了这一点. Sabacka 等人对北极湿地中的席 藻属研究的结果显示, - 4 处理后的颤藻细胞活性没有发生任何变化, 即 - 4 对颤藻目席藻属的细胞 活性不构成危害, - 40, - 100, - 196 低温下, 颤藻细胞活性仅仅有微小的降低 [ 25 ] . 关于此类蓝藻所能 忍受的温度极值研究较少, 目前的研究主要集中在底泥蓝藻的复苏温度.
冬季巢湖水质转好及蓝藻的越冬机制
• 根据气象卫星观测结果，2004-2006年期间，2004 年l0月巢湖出现1次蓝藻重度暴发， 2005年9月和 l0月出现两次次重度暴发，且都集中在西半湖； 2006年以后未出现重度和次重度暴发；2007年5月， 西半湖水域发生局部蓝藻；2008年，蓝藻出现的 频率和面积比往年有所减少。将此时间段与蓝藻 有关的西半湖几项主要污染指标列于表l。
表1 巢湖西半湖蓝藻较重爆发时的水质指标
• 从某种意义上说，叶绿素a的浓度值直接反映了水 体中蓝藻存在数量的多少，且与水体的营养状态 有一定的相关性。从表1看出，根据气象卫星观测 到的巢湖蓝藻重度爆发时，叶绿素a的最大浓度值 为77.12µg/L，营养状况指数最大为70.2，水体呈 中度和重度富营养状态。 2007年6月，环境 监测部门通过卫 星定位系统，发 现近期巢湖蓝藻 发生面积最大不 超过20平方公里。
• 巢湖底泥中的色素变化结果见图6。越冬过程中， 底泥中各色素呈增加趋势[图6(a)]，说明越冬过 程中持续有藻类由水体进入底泥或者底泥中的藻 类保持生长。PC／Ch1-a值在12月达到最大值[图6 (b)]，说明此时底泥中蓝藻所占比例最大，由于 底泥中藻类含量都在增加，12月以后的4个月中PC ／Ch1-a的降低表明底泥中非蓝藻的浮游植物增加 较蓝藻要快。
总结：
• 多年来，政府大力治理巢湖，湖泊的富营养状态 有所控制。10月后，水华蓝藻下沉越冬，使大量 的磷沉积在底泥中，巢湖水体上层磷含量降低， 水质较夏季好转。
• 10月之后，巢湖水质较夏季有所好转，TP 、TN等浓度下降，这除了与自然规律有关 外，也与政府大力治理巢湖不无关系。这 其中，蓝藻的越冬机制如何？蓝藻利用磷 的特点又是怎样的呢？这些都与水体中夏 季水华有着密切的关系。
一、巢湖概况
太湖蓝藻越冬休眠期监测体系的设想
太湖蓝藻越冬休眠期监测体系的设想刘孟宇（江苏省苏州环境监测中心，江苏 苏州 215004）摘要：根据目前对于蓝藻形成经过越冬休眠、春季复苏、生长和集聚上浮并形成水华四个阶段的研究，提出了太湖蓝藻休眠期监测体系的设想，文章提出，在蓝藻越冬休眠期，利用卫星遥感、自动监测、人工观测和实验室分析的手段监控沉降休眠于底泥中的蓝藻群体的生长情况与分布范围，在来年藻类复苏前，就提前预判可能出现的蓝藻水华的产生湖区、及其危害程度，进一步提高监测预警水平。
关键词：太湖；蓝藻水华；预警监测；休眠期中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2018)11-0177-01DOI:10.16647/15-1369/X.2018.11.103Tentative ideas on the monitoring system of cyanobacteria during winter dormancy in Taihu LakeLiu Mengyu(Suzhou Environmental Monitoring Center, Suzhou Jiangsu 215004, China)Abstract: According to the current research on the four stages of cyanobacteria formation during winter dormancy, spring recovery, growth and agglomeration and formation of water bloom, the idea of monitoring system of cyanobacteria dormancy in Taihu Lake is proposed. The article proposes to use satellite during the wintering period of cyanobacteria. Remote sensing, automatic monitoring, manual observation and laboratory analysis are used to monitor the growth and distribution of cyanobacteria in the sediment. The algae blooms in the coming year, the lake area of the cyanobacterial blooms may be predicted in advance. And its degree of harm, further improve the level of monitoring and early warning.Key words: Taihu Lake;Cyanobacteria bloom; Early warning monitoring; Dormant period太湖的蓝藻水华影响了沿岸地区的水资源利用，对饮用水安全具有潜在威胁[1-4]。
蓝藻中类胡萝卜素生物合成途径研究进展
蓝藻中类胡萝卜素生物合成途径研究进展
李伟智;高宏
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2012(040)025
【摘要】文中就近年来在蓝藻中类胡萝卜素生物合成的研究进行了总结,并进行了展望.
【总页数】4页(P12396-12399)
【作者】李伟智;高宏
【作者单位】中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,湖北武汉430072;中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,湖北武汉430072
【正文语种】中文
【中图分类】S188
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竟
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冬季, 蓝藻休眠体一般主要集中在底泥表层. 吴生才等的研究表明, 0 ~ 3, 10 ~ 13 cm 藻细胞明显减 少, 20~ 23 cm 底泥中几乎没有蓝藻细胞 [ 22] . 蓝藻所处的表层底泥环境极其恶劣, 冬季底泥的温度一般处 于 0 左右甚至以下. 光照非常弱, 一般仅有绿光, 吴生才等人用水下光谱仪检测梅梁湾水面下 150 cm 的 光强接近零, 可以认定底泥是黑暗环境 . [ 23] 氮资源非常缺乏, 而磷资源过多. 另外, 底泥中还存活着藻类的 捕食者, 这些因子对生命体的存活非常不利. 然而, 蓝藻休眠体通过各种调节机制适应这些不利条件, 保 持自身活性, 并在整个季节都有复苏 , [ 15] 从而成 为浮游植物中 的优势种, 也因此成为水 华爆发的重要 因素. 2. 1 对低温的适应性
蓝藻的越冬阶段主要包括 11 月到来年 2月, 此时外界环境条件对于蓝藻生长相对不利, 故其形成 休眠体 沉入底泥休眠, 这一阶段是蓝藻整个生活史中新陈代谢最低的环节, 而且是下一阶段水华爆发 的 种源 . [ 2, 5 10]
目前水华治理工程主要是在水华爆发之后采取一系列的急救措施, 用物理抽提、化学杀灭的方法短 时间内清除部分浮游期的蓝藻, 但蓝藻的 种源 依旧存在, 待外界条件适宜, 其 种源 依旧会再次迅速繁 殖形成水华. 这表明, 要根除水华, 除了控制营养盐输入外, 还有一个相对快捷的办法就是在再造期除去
第 1期
赵 倩等: 蓝藻越冬 机理研究进展
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作用. 藻毒素通过被直接取食、在食物链中生物积累等途径对无脊椎动物、鱼类、鸟类、哺乳动物等的细 胞、肝脏、神经系统产生毒害作用, 在水华爆发的死鱼事件中, 有些鱼类并非由窒息引起死亡, 而是由藻毒 素致死 [ 16] . 产毒素的蓝藻通过藻毒素阻止其捕食者的捕食、病毒和细菌对其的裂解, 以及杀死周边竞争 者, 从而在种群竞争中得到优势. 藻毒素在夏季蓝藻生长旺盛时分泌最多, 毒性最大, 这与藻毒素合成的 基因活性相关, 其并非全年都表达生成藻毒素, 一般只在 5~ 8月 ( 藻体的复苏、上浮、繁殖期 ) 表达, 其他 月份基因的表达非常微弱, 尤其是越冬期几乎检测不到藻毒素合成基因的表达 [ 17 18 ] , 因此越冬期的藻体 藻毒性处于全年最低水平.
1 越冬期蓝藻生态特征变化
目前关于蓝藻越冬期生态特征研究的材料是以颤藻目、色球藻目为主, 其中, 颤藻目以鱼腥藻属为
收稿日期: 2008 07 07 基金项目: 国家重点基础研究 发展计 划资助项 目 ( 2006CB403305 ); 上 海市科 技启明 星计划 资助项 目 ( 06QA 14005);
赵 倩, 任文伟
(复旦大学 生命 科学学院 生物多样性与生态工程教育部重点实验室, 上海 200433)
摘 要: 在水体富营养化日益加剧的形势下, 蓝藻水华的爆发频频发生. 在蓝藻的整个生 活史中, 越冬期是 一个 非常特殊的时期. 藻体避开冬季不利的生长环境沉入底泥越冬, 并可能成为来年 水华爆发 的 种 源 . 所以, 对蓝 藻越冬机理的研究是非常必要的 . 这里就越冬期蓝藻的藻细胞形态、藻体毒性及上浮能力, 蓝藻 对冬季底泥的环 境如低温、低光照、低氮高磷的适应性及其 与浮游动物种间关系进行综述, 并归纳总结了越冬期 末藻体的复苏机 制, 指出目前关于此阶段研究存在的问题, 明确未来的研究重点.
色球藻目微囊藻属的藻细胞四季无明显的形态变化, 其与颤藻目最大的区别在于有些种类冬季以营 养细胞形态积累在底泥表面过冬 [ 8 9, 15] , 形态没有明显的变化. 一些研究当中观测到冬末复苏期之后细胞 形态发生了一些细微变化, 细胞个体增大 1. 2~ 3 m, 并且 2~ 8个细胞聚积形成小群体 [ 5 ] . 同样, T sujim u ra等人虽然没有观测到色球藻目藻细胞的外部形态发生变化, 但却发现其内部形态发生了明显的变化: 底泥休眠期的藻细胞内部均质, 气泡萎缩; 复苏后细胞内部形成较大的气泡, 使得藻体游动、上浮至有利 的生存环境 [ 9] . 1. 2 藻毒性变化
近年来孔繁翔等将蓝藻水华的形成分为相互区别而又连续的 4个过程: 下沉和越冬 ( 休眠 ) , 复苏, 生 物量增加, 上浮聚集形成水华 [ 4] . 从春季开始, 蓝藻细胞迅速增殖, 在水文、气象、气候等条件适宜情况下 上浮聚集, 秋季后期, 当外界条件不再适宜存活, 部分藻体沉入底泥表层 休眠 , 春季, 待环境因子适宜, 底泥表层的 休眠体 复苏、上浮. 这一假设为治理蓝藻水华提供了一条 分阶段 治理的新思路.
在低温环境下, 越冬期 ( 4 , 黑暗 ) , 藻细胞酶活性非常低, 以非常低的速率继续分裂; 复苏期 ( 8 , 黑暗 )细胞分裂速率与酶活性开始逐渐增加 [ 24] . 在这一机制的调节下, 蓝藻休眠体具有很强的忍受低温 的能力, 其耐低温能力远远高于绿藻, 大量的实验结果也证实了这一点. Sabacka 等人对北极湿地中的席 藻属研究的结果显示, - 4 处理后的颤藻细胞活性没有发生任何变化, 即 - 4 对颤藻目席藻属的细胞 活性不构成危害, - 40, - 100, - 196 低温下, 颤藻细胞活性仅仅有微小的降低 [ 25 ] . 关于此类蓝藻所能 忍受的温度极值研究较少, 目前的研究主要集中在底泥蓝藻的复苏温度.
图 2 底泥蓝藻藻体细胞数量及浮力的季节变化示意 图 F ig. 2 Schema tic diagram of cyanobater ia l cell number and buoyancy seasona l cycle
关于蓝藻种群上浮能力的变化的解释存在两种假说. ( 一 ) 休眠体上浮能力由蓝藻本身的结构决定, 通过形成气囊和消耗胞内碳水化合物降低自身细胞密度从而上浮繁殖 [ 9, 21 ] . (二 ) 底泥颗粒的束缚作用抑 制着蓝藻的上浮, 轻微的冲刷或者是风暴、生物作用可使底泥颗粒与藻体分离, 导致藻体上浮 [ 20] .
有些蓝藻在爆发水华的过程中, 产生一定的毒性, 主要是因为其在生长过程中分泌藻毒素. 藻毒素是 某些蓝藻次生代谢产生的生物碱或多肽物质, 主要由水华鱼腥藻 ( A nabaena f los aquae)、水华束丝藻 ( Aph anizom enon f los aquae) 、铜绿微囊藻 (M icrocy stis aeruginosa ) 等藻类产生. 藻毒素对周边其他生物具有毒害
蓝藻细胞具有多种形态: 圆球形, 椭圆形, 柱形, 桶形, 卵形, 棒形, 镰刀形等. 根据生活史中细胞的形 态变化特征, 可将蓝藻分为两种: 一、藻细胞形态具有明显的四季动态变化, 主要为颤藻目; 二、藻细胞形 态无明显的动态变化, 主要为色球藻目.
颤藻目的某些属如: 鱼腥藻属 ( Anabaena ) 、束丝藻属 ( Aphanizom enon) 、胶刺藻属 ( G loeo trich ia ) 、念珠 藻属 (N ostoc) 、扁形膝口藻 ( G onyostomum sem en ) 等的藻细胞从夏季到第二年春季共存在四种形态: 营养 细胞 ( vegetat ive cells) , 带有异形胞的营养细胞 ( vegetative cells w ith heterocysts), 休眠细胞 ( ak inetes) ( 厚壁 孢子 ), 复苏细胞 ( recru iting ce lls) [ 11] , 如图 1所示.
上海市科委重大项目 ( 08D Z1203105) 作者简介: 赵 倩 ( 1984 ), 女, 硕士研究生; 通讯联系人 任文伟, 男, 副教授, E- ma i:l ww ren@ fudan. edu. cn.
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复 旦 学 报 (自然科学版 )
第 48卷
主、色球藻目以微囊藻属为主. 研究方向主要集中在藻细胞形态变化、藻毒性变化及上浮能力变化等几个 方面. 1. 1 蓝藻细胞形态变化
在温度极低的底泥环境中, 蓝藻休眠体并没有停止新陈代谢, 而是将细胞代谢活性降到最低, 并能在 底泥中存活很多年, 逐年积累. T sujim ura、Verspagen、吴生才等人从底泥中提取微囊藻个体, 在室内培养,
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复 旦 学 报 (自然科学版 )
第 48卷
发现底泥中休眠的微囊藻体可再生长繁殖 [ 9, 15, 20, 22 23] , 这表明, 冬季底泥的低温不能成为蓝藻生长的限制 因子, 如果底泥中的休眠个体不能根除, 则该水体长时期内存在着水华爆发的隐患.
第 48卷 第 1期 2009年 2月
Hale Waihona Puke 复 旦 学 报 (自然科学版 )
Journa l of Fudan Un iversity ( Natural Science)
文章编号: 0427 7104( 2009) 01 0117 08
Vo .l 48 No. 1 F eb. 2009
蓝藻越冬机理研究进展
越冬期蓝藻休眠体成为水华种源必须同时满足两个条件: 保持活性和上浮. 因此, 对于越冬期休眠体 上浮能力的关注不可忽视.
冬季底泥的蓝藻数量具有明显的季节性变化规律: 冬季到早春, 个体数量逐渐减少, 中夏到秋季, 数 量逐渐上升 [ 7, 9, 20 ] , 这一事实表明, 越冬期蓝藻休眠体上浮能力非常小, 沉积于底泥, 浮游期的上浮能力逐 渐增大, 如图 2所示曲线.
图 1 颤藻目藻类生活史示意图 ( 摘改自: H ense I, Beckm ann A. 2006) F ig. 1 Schem a tic diag ram of O silla tor ia les life cyc le
从图 1可以看出, 入冬阶段, 营养细胞产生形态上可以区分的孢子, 孢子外包被厚壁孢子囊, 有时有 花纹, 个体、密度均较大 [ 8 9] . 这些孢子有两个去向: 前一阶段, 大部分孢子停留在水体深处, 待条件适宜时 再萌发形成营养细胞, 参与营养繁殖; 后一阶段, 大部分孢子积累大量的营养物质, 沉入底泥休眠渡过不 良环境 [ 12 13 ] . 冬季休眠期末, 休眠孢子开始萌发, 形态开始发生变化 [ 14] , 主要表现为孢子囊消失或部分消 失, 细胞体积增大, 群聚, 不断繁殖生成营养细胞, 然后上浮形成水华. 夏末秋初, 由于蓝藻疯长, 氮元素浓 度不断下降, 异形胞在丝体上间生或侧生, 没有同化色素, 也没有气泡和贮藏物质辅助藻细胞固氮.