藍藻水華監測指標與致災機制方面取得新進展

　　中國科學院知識創新工程重大交叉項目“湖泊富營養化過程監測與水華災害預警技術研究與系統集成”第一課題研究人員圍繞藍藻水華發生與致災的關鍵過程及其監測指標體系，在產毒微囊藻的快速檢測、微囊藻毒素含量與藻類種群組成的關系、藍藻水華情勢預判的生物參數與環境指標、微生物作用下的磷循環與藍藻水華關系等方面取得新的研究進展與突破。

　　1. 產毒微囊藻水華快速檢測

　　課題組通過研究發現，太湖水體中微囊藻毒素的含量與不同類型微囊藻群體的變化有很大關系。當水體中以銅綠、水華微囊藻占優勢時，水體中的微囊藻毒素含量比較高；當水體中以惠氏微囊藻占優勢時，水體中的微囊藻毒素含量比較低。

　　針對目標基因mcyA設計的、以地高辛標記的雙鏈DNA探針可有效鑒別產毒與非產毒微囊藻。將FISH與FCM結合可簡便、快速檢測樣品中的產毒與非產毒微囊藻的含量，從而達到對產毒微囊藻水華早期預警的目的。

　　2. 藍藻水華情勢判斷的生物參數與環境指標

　　葉綠素a濃度與表征微囊藻種群生物量的藻藍蛋白PC含量線性相關度較高，R2值為0.726；水體葉綠素a含量與電導率倒數正相關，電導率可作為藍藻水華生物量的快速判斷指標之一，當電導率低于400 us/cm時，出現藍藻水華的機率較高。溶解性胞外多糖含量超過3mg/L時，出現藍藻水華的機率較高；超過4mg/L時，出現藍藻水華的機率極高，因此測定溶解性胞外多糖含量也是判斷水華情勢快速有效的方法。

　　3. 有機質誘導的胞外堿性磷酸酶在磷循環過程中具關鍵作用

　　從太湖沉積物分離的3株有機磷細菌（OPB）表現出獨特的解磷能力。堿性磷酸酶（APA）與OPB數量顯著正相關，且明顯反比于溶解反應性磷（SRP）濃度，不同菌株與東湖混合菌群所對應的SRP濃度均顯著不同。模擬實驗發現，在缺磷且富含顆粒態有機質的條件下，OPB將產生胞外堿性磷酸酶，分解有機磷，進而滿足其大量生長的需要。因此，藍藻水華后導致的有機質積累是誘導沉積物微生物分泌胞外APA的主要原因，這一發現有別于經典的誘導抑制機制。另外，高磷濃度下，向沉積物中添加有機質（葡萄糖、酪蛋白和藻粉）均可不同程度地誘導APA上升，說明磷不是誘導APA的唯一原因。此外，顆粒有機質比溶解態有機質更易誘導胞外堿性磷酸酶合成。

　　4月底至五月初水體堿性磷酸酶活性較高，達到7×10-4 umol/ml/min，而這一時期正是初次微囊藻水華爆發的關鍵階段。

　　4. 越冬微囊藻細胞的存活力的熒光染料檢測

　　開發了用熒光染料法直接觀察冬季水樣中懸浮的微囊藻群體的方法，發現在12月份幾乎所有細胞仍然有很高活力，進入1月、2月份有部分細胞失去活力，進入3月份細胞基本都具有較高活力。