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布朗葡萄藻:从二氧化碳固定到烷烃、烯烃与萜烯的生物合成

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中国生物工程杂志 2024年第2期44卷 164-175页

作者：于博涵高保燕张虎张成武暨南大学水生生物研究中心广州510632

高效生物生产碳氢化合物是解决石油等液体燃料短缺的有效手段之一,而微藻油是生产可持续生物燃料的可靠选择。布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)是一种由单细胞组成的不定形群体绿藻,能够积累大量碳氢化合物,最高含量可达其干重的75%,... 详细信息

高效生物生产碳氢化合物是解决石油等液体燃料短缺的有效手段之一,而微藻油是生产可持续生物燃料的可靠选择。布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)是一种由单细胞组成的不定形群体绿藻,能够积累大量碳氢化合物,最高含量可达其干重的75%,因而受到广泛关注。近年来随着对葡萄藻生物学特性和生长生理的不断深入研究,提高了其规模化培养及其碳氢化合物工业化生产的可行性。从生物学特性、碳氢化合物合成途径及调控因子、多组学研究和规模化培养技术几方面简单叙述了布朗葡萄藻作为新型产油微藻生产碳氢化合物的潜力,为探索利用布朗葡萄藻大规模工业化生产生物燃料提供参考,从而加速该微藻资源的开发利用。

关键词：布朗葡萄藻烷烃烯烃萜烯组学规模化培养

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葛洲坝至胭脂坝长江干流段江豚活动规律

湖泊科学 2024年第4期36卷 1163-1172页

作者：石小涛朱梦娜王克雄郝玉江李冬晴陈伟王楠楠季怀耀庞凯文俞晓伟柯森繁三峡大学水利与环境学院宜昌443002 三峡大学湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地宜昌443002 三峡大学生物与制药学院宜昌443002 中国科学院水生生物研究所中国科学院水生生物多样性与保护重点实验室武汉430072

长江江豚是我国一级保护野生动物,也是长江生态系统的指示性物种,其种群数量恢复情况及活动规律一直备受关注。本文选择长江宜昌段江豚活动频繁的葛洲坝下游至胭脂坝江段为研究区域,于2021年6月2022年5月采用定点目测、水上流动监测与... 详细信息

长江江豚是我国一级保护野生动物,也是长江生态系统的指示性物种,其种群数量恢复情况及活动规律一直备受关注。本文选择长江宜昌段江豚活动频繁的葛洲坝下游至胭脂坝江段为研究区域,于2021年6月2022年5月采用定点目测、水上流动监测与无人机监测相结合的方法分区监测长江江豚的游泳行为,分析长江江豚的活动规律,构建了长江江豚出水头次的零膨胀泊松回归模型,识别影响长江江豚出水头次的关键因素,建立长江江豚出水头次与各因素间的相关关系。结果表明:(1)葛洲坝至胭脂坝长江干流段监测到最大江豚出水头次为19头次,长江江豚集群规模以2~3头最为常见,占比达58.1%;长江江豚主要表现出4种行为特征,各行为占比从大到小依次为:玩耍>休息>摄食>抚幼。(2)长江江豚在葛洲坝下游近坝区(A区,葛洲坝至至喜长江大桥)出水头次最多,且在秋冬季节累计出水头次多于春夏季节,冬季累计出水头次最高,达252头次。(3)长江江豚出水头次与电站下泄流量呈显著负相关;浊度增大,长江江豚出水的概率减小。本文研究结果对长江江豚生态保护策略及长江十年禁渔效果评估具有重要参考价值。

关键词：长江江豚活动规律电站下泄流量葛洲坝

广东新丰江水库极端旱情期浮游藻类功能群特征及与环境因子的关系

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湖泊科学 2024年第2期36卷 416-429页

作者：张辉彭宇琼邹贤妮张婷婷廖志惠林小平乔永民陈瑞广东省河源生态环境监测站河源517000 暨南大学水生生物研究所广州510632

为了解极端旱情对新丰江水库的浮游植物功能群(functional group)的演替规律及驱动机制,在干旱期以月为频次开展浮游植物和水质调查。结果表明,水库旱情期(2021年)浮游植物功能群可归类为23个,其中功能群A/E/F/J/K/L_(o)/M/MP/NA/P/SN/T... 详细信息

为了解极端旱情对新丰江水库的浮游植物功能群(functional group)的演替规律及驱动机制,在干旱期以月为频次开展浮游植物和水质调查。结果表明,水库旱情期(2021年)浮游植物功能群可归类为23个,其中功能群A/E/F/J/K/L_(o)/M/MP/NA/P/SN/TB/X1/X2/X3/Y频率较高,且A/E/F/J/L_(o)/MP/P/X3/Y为优势功能群,水库功能群变化趋势为A/E/MP/P/X3(1月)→E/L_(o)/MP(2月)→A/E/L_(o)(3月)→A/E/L_(o)(4月)→A/L_(o)(5月)→A/L_(o)/Y(6月)→A/F/L_(o)/MP/Y(7月)→A/F/L_(o)/Y(8月)→A/F/L_(o)(9月)→A/F/L_(o)/MP(10月)→A/E/F/L_(o)/MP/Y(11月)→A/E/L_(o)(12月)。适应贫营养生境的功能群A/E/L_(o)/Y等为旱情期藻类群落结构的主体优势类群。相关分析(Spearman)和冗余分析(RDA)结果表明,旱情期影响水库浮游植物功能群组成的主要驱动因子是水温和透明度。水库月度生态状态指数(Q)值范围为4.07~4.87,达到极好水平,说明旱情对新丰江水库浮游植物群落结构影响相对较弱。

关键词：新丰江水库极端旱情功能群环境因子

异常枯水位期鄱阳湖长江江豚分布风险与保护对策

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水生生物学报 2024年第10期48卷 1642-1650页

作者：闵佳玲余进祥张瑶瑶李达明阙江龙田镇饶榕城梅志刚戴银根江西省水生生物保护救助中心农业农村部鄱阳湖长江江豚保护基地南昌330096 中国科学院水生生物研究所中国科学院水生生物多样性与保护重点实验室武汉430072

为研究鄱阳湖异常枯水位对长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis)生存带来的风险,在2022年丰水位期、枯水位期和极端枯水位期开展了系统的调查。结果显示:丰水位期长江江豚为全湖分散分布,主湖区分布多、通江水道少、... 详细信息

为研究鄱阳湖异常枯水位对长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis)生存带来的风险,在2022年丰水位期、枯水位期和极端枯水位期开展了系统的调查。结果显示:丰水位期长江江豚为全湖分散分布,主湖区分布多、通江水道少、支流尾闾中极少;枯水位期长江江豚呈现区域性、聚集式分布特点,并且逐渐向支流的入湖河槽和主湖区北部河槽迁移,砂坑中逐渐增多,入江水道也有分布;异常极枯水位期长江江豚的分布进一步集中,呈现向主河槽集聚、向支流迁移和滞留砂坑的特点,且通江水道监测到长江江豚的分布密度为全年最高。随着异常极枯水位的持续,长江江豚在鄱阳湖分布的范围急剧缩小,在隔离的小水体分布密集,考察发现在松门山瓢头南部砂坑水域分布约110头长江江豚,信江瑞洪大桥下游分布约18头,赣江扬子洲水域分布约20头。受到航运、垂钓等人类活动干扰,还面临饵料资源不足等生存风险。文章报道和比较了2022年不同水位时期鄱阳湖长江江豚的数量和分布,揭示了异常气候情景下的长江江豚分布格局及其适应性,识别了高风险水域和风险因子,结合采取的系列救护行动,提出了异常水位波动时期鄱阳湖长江江豚的保护救护方案。研究结果将为异常水位时期鄱阳湖长江江豚的保护提供新思路,亦可为长江中下游流域异常气候情境下长江江豚的保护提供科学参考。

关键词：鄱阳湖异常枯水位栖息地分布风险保护长江江豚

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基于体长结构分析的赤水河鱼类禁渔效果评估

水生生物学报 2024年第8期48卷 1433-1442页

作者：鲁文楷朱忠胜刘飞高欣刘焕章中国科学院水生生物研究所中国科学院水生生物多样性与保护重点实验室武汉430072 遵义市农业农村局遵义563000

为评估赤水河禁渔效果,研究分析了禁渔前5年(2012-2016年)与禁渔后5年(2017-2021年)20种主要鱼类种群的平均体长、种群体长比例分布(Proportional size distribution,PSD)及种群中性成熟个体占比变化。结果显示:在禁渔持续5年后,主要物... 详细信息

为评估赤水河禁渔效果,研究分析了禁渔前5年(2012-2016年)与禁渔后5年(2017-2021年)20种主要鱼类种群的平均体长、种群体长比例分布(Proportional size distribution,PSD)及种群中性成熟个体占比变化。结果显示:在禁渔持续5年后,主要物种个体小型化初步缓解,大个体及性成熟个体占比增加,种群结构得到优化。其中,16种鱼类种群平均体长增长1.7%-104.5%(P所有物种都呈现一致性的表现,有2种鱼类种群平均体长及PSD值无显著变化;2种鱼类种群平均体长下降2.4%-6.2%(P研究,以期实现赤水河鱼类资源的有效恢复和生态系统服务功能的提升,并为长江十年禁渔效果的评估及未来资源管理和生态保护提供可靠的理论和技术支撑。

关键词：体长结构体长比例分布性成熟个体占比十年禁渔鱼类种群赤水河

藻类和陆生植物中光合产物的运输对光合作用的调控机制

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生命科学 2024年第10期 1240-1249页

作者：黄伟超毕永红中国科学院水生生物研究所

光合生物通过光合作用的光反应将光能转化为化学能(NADPH和ATP)，通过暗反应将大气中的二氧化碳同化，生成有机碳水化合物。光合产物(包括能量与有机碳)从叶绿体向胞质的运输是细胞内物质能量代谢的关键环节，使叶绿体和其他细胞区室间... 详细信息

光合生物通过光合作用的光反应将光能转化为化学能(NADPH和ATP)，通过暗反应将大气中的二氧化碳同化，生成有机碳水化合物。光合产物(包括能量与有机碳)从叶绿体向胞质的运输是细胞内物质能量代谢的关键环节，使叶绿体和其他细胞区室间建立起关联关系，并对光合效率以及物质能量分配具有调控作用。本文从叶绿体光合产物的分子运输机制的角度，介绍光合电子传递速率、中心碳代谢以及胞内氧化还原态调控机制的研究进展，同时深入探讨了藻类和陆生植物通过调控光合产物运输适应多变自然环境的机制。然而，在光合细胞中，叶绿体被膜转运体的转运特性以及不同转运体是如何相互协作调控光合效率以及胞内代谢平衡仍有待深入研究。这些研究为定向编程叶绿体和胞质代谢流、提升光合效率提供了基础和元件。

关键词：光合同化产物运输还原力穿梭磷酸丙糖转运体光合效率

升温、富营养化和除草剂污染对浮游动物群落影响的综合效应

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水生态学杂志 2024年

作者：王雨路张欢龚迎春张培育何雨晗魏朝军张敏徐军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中国科学院大学中国科学院水生生物研究所水生生物数据分析管理平台华中农业大学水产学院

研究浮游动物群落在全球变化背景下对多重压力源作用的响应，可预测未来水环境变化趋势，为环境监测和保护工作提供参考。设计3因素室外中宇宙模拟实验，通过升温、添加氮磷（富营养化）、添加除草剂草甘膦，探究浅水湖泊在这3个因子单... 详细信息

研究浮游动物群落在全球变化背景下对多重压力源作用的响应，可预测未来水环境变化趋势，为环境监测和保护工作提供参考。设计3因素室外中宇宙模拟实验，通过升温、添加氮磷（富营养化）、添加除草剂草甘膦，探究浅水湖泊在这3个因子单独和联合作用下，浮游动物群落的变化。实验于2020年6月至11月进行，分析了浮游动物在实验结束时群落组成情况。结果表明：在升温处理下，轮虫和浮游动物的总丰度与生物量都受到抑制，而富营养化对枝角类和浮游动物的总丰度与生物量均有促进作用；升温处理增加了浮游动物Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数，而草甘膦污染导致多样性指数和均匀度指数降低；升温和富营养化是影响浮游动物功能群的重要因素；持续升温和草甘膦的交互作用缓解了升温对轮虫的抑制作用；而多重热浪增温和富营养化的联合作用则降低了优势功能群原生动物食藻者/食菌者（PA/PB）的占比；不同压力源的共同作用会形成交互作用，使水环境和浮游动物群落变化的情况更加复杂，在气候变化的情形下对水生态系统未来变化的预测更加困难。

关键词：浮游动物功能群全球变化多重压力源

培养基、光照强度和初始氮浓度对克里藻生长及生物活性代谢产物积累的影响

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中国油脂 2024年第1期49卷 106-113,126页

作者：洪建戴晨明张虎高保燕张成武暨南大学水生生物研究中心广州510632

为利用克里藻JNU41高效生产油脂、亚油酸和叶黄素等重要代谢产物,对其进行培养条件的优化及代谢产物积累的评估。采用改良的BG-11(mBG-11)和BBM(mBBM)培养基,设置3组光照强度[单侧100μmol/(m^(2)·s)、单侧300μmol/(m^(2)·s)和双侧30... 详细信息

为利用克里藻JNU41高效生产油脂、亚油酸和叶黄素等重要代谢产物,对其进行培养条件的优化及代谢产物积累的评估。采用改良的BG-11(mBG-11)和BBM(mBBM)培养基,设置3组光照强度[单侧100μmol/(m^(2)·s)、单侧300μmol/(m^(2)·s)和双侧300μmol/(m^(2)·s)]和6种初始氮浓度(3、6、9、12、15、18 mmol/L)对克里藻JNU41进行培养,并测定其生长曲线、生化组成、总脂产率、脂肪酸组成及叶黄素含量。结果表明:克里藻JNU41在mBBM培养基、双侧光照强度300μmol/(m^(2)·s)、初始氮浓度6 mmol/L条件下,生物量和总脂产率最高,分别为8.38 g/L和281.71mg/(L·d);在mBG-11培养基、双侧光照强度300μmol/(m^(2)·s)、初始氮浓度3 mmol/L条件下,总脂和总脂肪酸含量最高,分别为55.12%和47.10%。克里藻JNU41主要脂肪酸组成为棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸,其中亚油酸含量最高,亚油酸最高相对含量为65.87%。此外,克里藻JNU41还积累一定量叶黄素,最高含量可达1.64 mg/g。因此,克里藻JNU41是一株可用于生产多种高附加值产物的潜力藻株。

关键词：克里藻培养基光照强度氮浓度油脂脂肪酸叶黄素

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输水明渠着生藻类群落结构特征对水动力条件的响应

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湖泊科学 2024年第2期36卷 364-376页

作者：段绍祎杨梦薇管光华朱宇轩毕永红武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072 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武汉430072

明渠输水系统的着生藻类异常增殖会淤塞拦污栅,降低明渠输水能力,并增加清理工作压力。目前,有关着生藻类对水动力的响应研究多在天然河流、湖泊中开展野外原型观测,针对混凝土衬砌表面着生藻类的水动力研究仍然少见。由于混凝土基质与... 详细信息

明渠输水系统的着生藻类异常增殖会淤塞拦污栅,降低明渠输水能力,并增加清理工作压力。目前,有关着生藻类对水动力的响应研究多在天然河流、湖泊中开展野外原型观测,针对混凝土衬砌表面着生藻类的水动力研究仍然少见。由于混凝土基质与泥沙基质的显著差异,着生藻类在衬砌明渠和自然水体中对水动力的响应特性不同。为探究水动力对明渠着生藻类生长及群落结构的影响,特开展明渠中着生藻类的培养观测及水动力冲刷实验。通过分析着生藻类叶绿素a含量、群落结构、无灰干重、细胞密度等指标,以探究不同基质粗糙度、不同生长阶段的着生藻类对不同水动力条件的响应。结果表明:着生藻类建群过程具有3个明显阶段,分别为迟滞期、指数生长期、稳定期;随着流速增大,着生藻类生物量先上升后下降,当流速v>0.6 m/s时,着生藻类的生长被显著抑制;冲刷流速增大至v=0.8 m/s的2天后,着生藻类生物量显著减少,群落多样性下降。在着生藻类建群迟滞期(实验中约3周),该阶段提高流速对着生藻类生物量的冲刷剥离效果最明显;基质粗糙度越小,着生藻类建群迟滞期越长,通过水力冲刷的除藻效果越明显。本研究探索了不同水动力条件下明渠着生藻类的响应规律,有助于认识明渠着生藻类的群落特征,可为明渠输水系统内着生藻类水力调控提供重要依据。

关键词：着生藻类混凝土基质藻类生长水动力条件水力除藻藻类生态调控