群落微囊藻的生物量影响其在曝气混合下向硅藻聚集体的转变

Scientific Reports (IF=4.6) 2024-02-19

中国水产科学研究院 王小冬课题组流体动力混合对控制微囊藻水华或改变以硅藻为主的藻类群落效果已得到广泛研究;然而,群落微囊藻生物量对藻类群落发展的影响却鲜为人知。为了研究连续曝气混合条件下微囊藻水华的变化,在夏季温室中进行了不同微囊藻生物量、无机氮、磷富集因素的实验。六个处理中叶绿素 a (Chl-a)分为三个水平:低 Chl-a 水平为 68.4 μg L-1(处理 L、L-E),中等 Chl-a 水平为 468.7 μg L-1(处理 M、M-E),高叶绿素 a 水平为924.1 μg L-1(处理 H、H-E)。L-E、M-E 和 H-E 处理富含相同的无机氮和磷养分。30 天实验过程中,微囊藻和叶绿素a浓度下降,各处理均出现硅藻菱形藻细胞,其中M、M-E、H、H-E处理占优势,生物量最高的为9.41±1.96 mgL-1 的菱形藻在处理 H-E 的第 30 天。菱形藻生物量由低到高的排序为(L=L-E)<(M=M-E)<H<H-E(P<0.05)。此外,在所有处理中,菱形藻细胞都是附着在微囊藻菌落上的聚集体。结果表明,微囊藻群落的初始生物量影响藻类从微囊藻优势向菱形藻优势的转变。然而,在单变量高生物量处理中,富集的无机氮和磷有利于菱形藻的增加。在连续曝气混合下从微囊藻优势向硅藻优势的转变可能是由低光照条件以及微囊藻衰亡释放的营养物引起的。此外,通气混合引起的需氧条件维持了集落粘液鞘,以支持菱形藻细胞的聚集生长。这项研究首次发现,微囊藻水华可能会转变为硅藻菱形藻在聚集体中的优势。它提供了一种通过连续曝气混合适当的生物量微囊藻菌落来控制和操纵微囊藻水华以达到硅藻优势的方法。向硅藻主导地位的转变将为水产养殖提供更多高质量的食物生物,并有利于食物链动态中的物质循环和能量流动。

原文链接:Colonial Microcystis’ biomass affects its shift to diatom aggregates under aeration mixing

https://doi.org/10.1038/s41598-024-53920-5

Related Posts

Read More

珊瑚光共生与钙化中的pH调节:区间视角

珊瑚-甲藻光共生与钙化是浅水珊瑚礁生态基础。虽珊瑚结构简单,但体内存在pH差异显著的区室:酸性共生体利于碳酸氢根转化为二氧化碳供甲藻光合,碱性细胞外钙化介质促进碳酸根生成以驱动钙化。甲藻光合消耗二氧化碳升pH并供能,珊瑚通过质子泵调控pH梯度,平衡光合与钙化的酸碱影响,保障共生与钙化正常进行。…

Read More

废水处理新方案:微藻与细菌的 “共生智慧”​

本文聚焦微藻 - 细菌共生污泥(MBSS)系统处理含磺胺嘧啶(SDZ)废水的应用难题与解决方案。研究发现,通过调控微藻与活性污泥接种比例,可实现多重优化:1:3 比例下 SDZ 去除率达 99.8%,1:1 比例时氮磷回收效率最优(磷达 98.6%)。宏基因组分析表明,小球藻属等微藻与 SDZ 去除密切相关,且能促进罗丹杆菌属等降解菌成为优势菌群,同时将磺胺类抗性基因(sul1、sul2)丰度降至原来的 22.9%。该策略为含抗生素废水的高效处理、营养盐回收及抗性基因防控提供了绿色可行的方案。…

Read More

色温对水生环境中藻类生长热效应的影响

光和温度是调控藻华发生的关键因素,但目前实验室研究常存在一个明显缺陷:要么固定温度忽略光本身带来的热效应,要么把这种“光自带的热”(专业上叫内源性光热效应,简称ETP)和外界环境加热(外源热输入,简称ETI)混为一谈。其实,光的“色温”(简单说就是光的颜色深浅对应的温度属性)会决定光子的分布规律,进而影响水体里的热强度,这一点在以往研究中被忽视了。…