国家重点实验室开放基金(2008FBZ21)
- 作品数：15 被引量：116H指数：7
- 相关作者：刘永定饶本强李敦海吴沛沛王伟波更多>>
- 相关机构：中国科学院信阳师范学院中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家重点实验室开放基金高层次人才科研启动基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：生物学环境科学与工程农业科学动力工程及工程热物理更多>>
- 库布齐沙地三年生人工藻结皮发育特征及微生物分布被引量：12
- 2009年
- 对库布齐沙地4种三年生不同立地条件下人工藻结皮的发育特征和微生物分布进行研究,结果表明:(1)将荒漠蓝藻接种到沙面,形成的人工藻结皮经过3年的生长和发育,结皮的平均厚度达到2.23—5.36mm,呈现深黑色和灰绿色,结皮盖度大于70%。其中沙柳(Salixcheilophila Schneid.)-羊草(Aneurolepidium chinensis)-藻(algae)结皮(SAA)发育最好、生物量最高,且演替成苔藓结皮。在人工藻结皮区普遍出现沙生植物的拓殖和大量生长,如沙米(Agriphyllum squarrosum Bieb.)、披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)、猪毛菜(Salsola collina Pall.)等,植被盖度达60%—90%。4种不同立地条件下人工藻结皮中藻类的组成都比较单一,在藻类的种类数量上变化并不明显,仍然以具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatusGom.)占绝对优势,其次是爪哇伪枝藻(Scytonema.javanicum(Ktz.)Born et Flah.),且不同的藻种在结皮中分布的位置不同;人工藻结皮具有较高的抗压强度,抗压强度普遍达到35—70 N/cm2。丝状蓝藻通过紧密和高强度的机械束缚作用以及藻体胞外分泌物对沙粒的黏结作用,对维持藻结皮的强度起着至关重要的作用。对人工藻结皮的超微结构研究发现,经过3年的野外生长和发育,藻结皮沙粒土壤中含有丰富的藻丝体。可以观察到大量藻丝体缠绕或黏结着沙粒,从而实现人工藻结皮的胶结过程;(2)微生物总数变化趋势变现为:沙柳(S.cheilophila)-羊草(A.chinensis)-藻(algae)结皮(SAA)>草方格(grass pane)-藻(algae)结皮(GA)>沙米(A.squarrosum)-藻(algae)结皮(AA)>流沙(shifting sand)-藻(algae)结皮(SA)>流沙(CK)。人工藻结皮的生物量变化趋势与其微生物总数的变化趋势相一致;在微生物各主要类群中,细菌数量、放线菌数量和真菌数量在不同人工藻结皮中的变化趋势同微生物总数的变化趋势相同;在4种人工藻结皮中,细菌所占微生物总数的比例均明显高于放线菌和真菌。结皮中
- 饶本强王伟波兰书斌李敦海胡春香刘永定
- 关键词：发育特征微生物分布库布齐沙地
- 低温驯化和外源糖对爪哇伪枝藻冷胁迫的影响被引量：4
- 2011年
- 低温是影响荒漠藻类生存的重要环境因子。研究了低温驯化和外源糖对爪哇伪枝藻冷胁迫的作用。实验测定了低温和外源糖处理下伪枝藻某些生理活性指标的变化。结果表明,低温胁迫导致伪枝藻生物量和光合活性的显著降低,低温驯化和外源糖在一定程度上对藻细胞叶绿素a含量和光合活性具有促进作用,低温驯化明显提高了细胞内可溶性蛋白的含量,而对丙二醛的含量影响不大。研究还发现,低温驯化明显降低了细胞膜的相对透性,而外源糖对细胞膜的相对透性影响不大。此外,低温驯化促进了伪枝藻胞外多糖的大量合成。研究结果初步证实了低温驯化和外源糖类对于提高伪枝藻的冷胁迫耐受性具有调节作用。
- 饶本强吴沛沛李敦海陈坤刘永定
- 关键词：低温胁迫低温驯化
- 外源糖对爪哇伪枝藻低温胁迫耐受性的影响被引量：6
- 2010年
- 以一种从荒漠结皮中分离的典型蓝藻——爪哇伪枝藻为材料,在实验室条件下设置2、10和25℃(对照)进行低温处理,并向低温处理的藻培养物中添加0.2 g/L蔗糖和0.2 g/L葡萄糖,测定低温胁迫和外源糖对伪枝藻生物量、光合活性、膜脂过氧化产物丙二醛含量、细胞可溶性蛋白质含量和胞外多糖分泌的影响.研究结果显示,与对照处理相比,低温胁迫导致伪枝藻生物量和光合活性的显著降低,细胞内可溶性蛋白呈现明显增高.同时低温处理导致伪枝藻膜脂的过氧化伤害,即丙二醛含量的大量增加.添加外源糖处理时发现,蔗糖和葡萄糖有利于提高伪枝藻对低温胁迫的耐受性.研究还发现,经过48 h、10℃低温适应处理的伪枝藻骤然降至2℃时,出现胞外多糖的大量分泌.研究结果表明糖类物质可能对于提高伪枝藻的低温胁迫耐受性具有重要调节作用,为更好地理解荒漠结皮蓝藻对极端环境的耐受机制提供了有意义的参考.
- 饶本强黄斌陈坤刘永定
- 关键词：低温胁迫胞外多糖
- 温室条件下UV-B辐射对蓝藻结皮生长和超微结构的影响被引量：8
- 2011年
- UV-B辐射是野外蓝藻结皮经常面临的一种环境胁迫因子.报道了温室条件下UV-B辐射对蓝藻结皮形态、生理和超微结构特征的影响.在本研究中,首先通过接种具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻形成初始蓝藻结皮,接着以初始蓝藻结皮为材料进行3种辐射处理:光合有效辐射、UV-B辐射+光合有效辐射和N-乙酰半胱氨酸+UV-B辐射+光合有效辐射.在各种辐射处理的第0、1、3、6、9和20天分别测定蓝藻结皮的光合活性(Fv/Fm)、叶绿素a、伪枝藻素和胞外多糖含量.同时采用扫描电镜观察辐射处理下结皮的超微结构特征.此外,对结皮的表观形态如结皮颜色、厚度、干重等进行了测定.结果表明UV-B辐射对蓝藻结皮具有持续而明显的负面效应.与对照结皮相比,UV-B辐射下结皮的表观形态受到不利影响,结皮Fv/Fm被完全抑制,单位重量的叶绿素a含量和胞外多糖含量显著降低,而伪枝藻素含量并未受到UV-B辐射抑制,其含量则出现大量增加.电镜观察表明,UV-B辐射导致蓝藻结皮的超微结构遭到明显破坏,表现为藻丝体数量减少,缢缩成条索状,对沙粒的缠绕减弱等.研究还表明,N-乙酰半胱氨酸能够较好地保护UV-B辐射下结皮的光合活性,增加结皮的叶绿素a含量和胞外多糖含量,并有利于结皮表观形态的恢复.本研究探索了蓝藻结皮对UV-B辐射的响应,对于进一步理解蓝藻结皮对UV-B辐射的耐受限度以及应用蓝藻结皮进行荒漠化治理具有重要的理论与实际意义.
- 饶本强吴沛沛Alain DAUTA李敦海刘永定
- 关键词：UV-B辐射超微结构光合活性叶绿素AN-乙酰半胱氨酸
- 不同生境对人工结皮发育及表土氮、磷含量及其代谢酶活性的影响被引量：10
- 2013年
- 土壤生物结皮对于改善荒漠地区的生态环境和土壤的增肥改良具有重要作用。本研究以库布齐沙漠固定沙丘(迎风坡、坡顶、背风坡和丘间地)披碱草和沙蒿群落下长期发育(8年生)的人工藻结皮为研究对象,测定不同生境下人工结皮对表层土壤氮、磷元素含量以及相关土壤酶活性的影响。结果表明,在不同立地条件下,沙丘顶部结皮叶绿素a和土壤可溶磷含量最高,分别为4.24 mg/g和2.926 mg/kg。丘间地结皮层土壤碱性磷酸酶活性、总磷含量及脲酶活性为最高,迎风坡结皮生物量和土壤碱解氮、速效磷含量以及土壤酶活性明显高于背风坡结皮层土壤。在相同立地条件下,披碱草下结皮生物量、碱解氮、速效磷含量和脲酶及碱性磷酸酶活性显著高于沙蒿下的结皮土壤。本研究表明生境的差异性导致人工结皮发育程度不同,进而对表土氮、磷含量及其代谢酶产生不同影响,人工生物结皮的发育程度与表土氮磷素含量及其代谢酶活性之间存在显著相关性。不同植被群落对生物结皮发育具有不同的作用,披碱草对人工生物结皮影响的正效应高于沙蒿。
- 吴易雯饶本强刘永定李根保李敦海
- 关键词：生境氮磷含量土壤酶
- 微藻生物柴油发展与产油微藻资源利用被引量：28
- 2011年
- 生物柴油作为目前全世界正积极推进的可再生能源项目,与清洁核能、风能、光伏发电等将成为人类21世纪的主要能源构成。产油微藻作为生产生物柴油的原料与其他原料相比具有较大优势,在解决成本及生产环节的瓶颈问题后,必将成为生物柴油的主要原料来源。文章探讨了生物柴油的研究现状和微藻生物柴油的优势;微藻商业化生产的主要方式:开放式跑道池、管道式光生物反应器的特点;微藻生物柴油产业链的形成及对促进生物柴油产业商业化的影响。
- 李华王伟波刘永定徐爱华李敦海沈银武
- 关键词：生物柴油微藻光生物反应器
- 库布齐沙漠不同发育类型人工结皮对露水凝结作用的比较研究被引量：5
- 2011年
- 露水的形成是干旱、半干旱地区生态系统中重要的环境因子。以库布齐沙漠不同发育类型的人工结皮为研究对象,通过每天野外跟踪观测人工结皮的露水凝结量,比较人工结皮露水凝结量的大小及其凝结能力的差异性。试验以人工蓝藻结皮(ACC)、人工藻结皮(AAC)、人工苔藓结皮(AMC)以及自然苔藓结皮(NMC)和流沙(SS)为材料,并以绒布-平板露水测定法(CPM)为参照,试验时间为42d。结果表明,CPM法测定的日平均露水凝结量为0.02～0.35mm,ACC露水凝结量为0.012～0.191mm,AAC为0.032～0.230mm,AMC为0.048～0.274mm,NMC为0.056～0.304mm,SS为0.003～0.083mm。露水凝结量随结皮的发育状况而存在显著差异,露水凝结量大小依次为NMC>AMC>AAC>ACC>SS。结果还发现,人工结皮的形成明显促进了荒漠地表对露水的吸收和保持,结皮能够比沙表面凝结更多的露水,且结皮的露水干化过程比沙表面更慢。推测结皮藻丝体的发育及其胞外分泌物是结皮凝结较多露水的重要原因,同时依赖于结皮表面的微气候环境。本研究揭示了露水在维系结皮生存中的生态学意义,表明人工结皮具有较好的水土保持功能,同时有利于更好地理解生物结皮对露水的凝结机制与吸收利用情况,并为荒漠化地区有限水源条件下人工结皮利用露水等非降雨型水分进行野外生存提供重要的理论支持和试验依据。
- 饶本强吴易雯李华李敦海刘永定
- 关键词：库布齐沙漠水土保持
- 集球藻对盐胁迫的生理适应及细胞结构变化被引量：7
- 2012年
- 盐胁迫是影响荒漠区土壤藻类生存的重要环境因子。集球藻是一种广泛分布于生物土壤结皮中的球状绿藻,能够积累红色素(如虾青素)和油滴,显示出其独特的生理特性和潜在的应用价值。目前对集球藻的生理、细胞结构以及色素积累的研究非常匮乏。以从荒漠生物结皮中分离的一种集球藻为材料,在实验室条件下研究盐胁迫对集球藻生物量、光合活性、膜脂过氧化产物丙二醛含量、细胞可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量以及细胞结构的影响。研究结果表明,与对照处理相比,盐胁迫导致集球藻生物量和光合活性的显著降低,细胞可溶性蛋白和可溶性糖呈现一定的积累。同时盐处理导致集球藻膜脂丙二醛含量大量增加,SOD和CAT活性升高。研究还表明,对照处理下细胞结构完整,细胞器形态清晰,生长后期有大量脂肪体积累。在盐处理下藻体细胞形态结构出现阶段性破坏特征和脂肪体以及淀粉粒的积累,此外细胞器结构模糊和消失,细胞出现质壁分离和空泡化等。研究为更好地揭示集球藻在盐胁迫环境中的生理适应特性、微结构特征以及色素积累机制具有重要的科学意义,并为该藻的基础和应用研究提供实验资料。
- 饶本强张列宇吴沛沛李敦海刘永定
- 关键词：盐胁迫生理响应细胞结构
- 实验室条件下蓝藻结皮对低温光照胁迫的响应与微结构变化被引量：7
- 2012年
- 低温光照是荒漠化地区蓝藻结皮经常面临的环境条件之一.报道了实验室条件下低温光照处理对蓝藻结皮形态、生理特性和超微结构的影响.本研究中,首先通过接种具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻形成人工蓝藻结皮,接着以人工蓝藻结皮为材料进行低温光照处理:28℃+60μE.(m2.s)-1(对照)、10℃+60μE.(m2.s)-1、2℃+60μE.(m2.s)-1和2℃+黑暗.在不同低温光照处理的第0、5和12 d分别测定蓝藻结皮光合活性(Fv/Fm)、叶绿素a、胞外多糖、伪枝藻素、类胡萝卜素和藻蓝蛋白的含量及藻蓝蛋白/叶绿素比值,同时采用扫描电镜观察低温光照处理下蓝藻结皮的微结构变化.此外,对结皮的表观形态特征如结皮颜色、厚度和干重等进行了测定.与对照结皮相比,低温光照下结皮的表观形态受到不利影响,所测定的结皮各项生理指标均呈现显著下降(P<0.05).在2℃+60μE.(m2.s)-1处理12 d时,结皮生物量、光合活性、胞外多糖含量、伪枝藻素含量、类胡萝卜素含量和藻蓝蛋白含量分别比同期对照结皮下降了61.48%、94.89%、66.37%、31.01%、59.38%和65.91%.电镜观察表明,低温光照导致蓝藻结皮的超微结构受到明显破坏,表现为结皮层出现大量蜂窝状空隙,藻丝体数量减少,呈网格状分布,对沙粒的束缚能力减弱等.研究表明低温光照对蓝藻结皮的形态和生理活性具有明显的抑制效应,而低温黑暗能较好地促进蓝藻结皮生理活性和结皮表观形态的恢复.本研究初步探索了蓝藻结皮对低温光照胁迫的耐受性,同时对于了解蓝藻结皮在野外极端环境条件下的生存状况具有一定的理论意义.
- 饶本强李华熊瑛兰书斌李敦海刘永定
- 关键词：荒漠化生理特性超微结构
- 干燥-再吸水条件下爪哇伪枝藻生理特性和超微结构特征被引量：2
- 2011年
- 以典型荒漠丝状蓝藻爪哇伪枝藻为材料,在温室中设置水合(对照)、轻微干燥、中度干燥和极度干燥4种处理,研究干燥胁迫对藻体光合活性、膜脂过氧化、细胞可溶性物质含量、抗氧化酶活性以及细胞超微结构的影响,并采用不同促进剂和抑制剂对干燥藻体进行再吸水处理,测定藻体光合活性的恢复情况。结果显示:(1)爪哇伪枝藻在干燥胁迫下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)显著降低,并与其藻体水分含量之间呈极显著性相关(r=0.97、P<0.000 1);(2)随着干燥胁迫程度增加,藻体MDA含量、SOD和CAT活性随之升高,细胞可溶性蛋白和可溶性糖含量增加;(3)在藻体再吸水条件下,培养液(BG-110)、胞外多糖和蔗糖对藻体Fv/Fm的恢复具有重要作用,N-乙酰半胱氨酸和脯氨酸对Fv/Fm有一定的恢复效果,氯霉素和敌草隆则抑制Fv/Fm;(4)与水合状态下的细胞结构相比,干燥藻体细胞结构发生明显的变化,如细胞壁增厚,原生质粘稠浓缩、呈紧密分层排列,细胞内出现大量细小黑色颗粒物等。(5)采用不同外源物质对干燥藻体进行再吸水时,藻体的光合活性呈现不同的恢复效果。研究表明,干燥胁迫下爪哇伪枝藻的光合活性受到明显抑制,细胞质膜过氧化程度加剧,细胞出现可溶性小分子物质积累,抗氧化酶活性增强,并造成细胞结构出现适应性变化。
- 饶本强李华吴沛沛李敦海刘永定
- 关键词：抗氧化活性超微结构
