[电缆]四川变电站RTV涂层保温中藻类的分子研究

　　目的]研究四川省变电站RTV涂层绝缘层绝缘表面藻类的生长情况，并进行系统的分子分析。[方法]选择四个典型的藻类生长地点，并在四个地点的RTV涂层绝缘体上生长的藻类进行采样，并用显微镜初步鉴定其形态。
　　后将18S rDNA基因用于系统发育分析。[结果]通过显微镜观察，发现4个部位的优势藻是单细胞球状藻。统发育分析表明，雅安藻类属于渡边分社，与卢氏小球藻密切相关，与MP，NJ和BI密切相关。上的支持率分别为86％，79％和1.0，最初被确定为Heterochlorella sp。SCYA1;广安藻的物种属于绿藻，而绿藻rt18S DNA序列的碱基没有差异。国的支持率分别为97％，99％和1.0；因此，电缆证实了它们是藻类亚壁松球藻SCGA8。中和南充的这两个藻类都属于Scendesmus属，两者密切相关，其序列仅相距2个碱基。MP，NJ和BI树的支持率相对较高，分别为93％，98％和1.0。们最初被标识为Scenedesmus sp.。SCBZ5和Scenedesmus sp。SCNC7。［结论］ 4个变电站RTV内衬绝缘子的优势藻种类并非全都相同，四川省RTV内衬绝缘子上生长的藻类也很多样化。资项目：四川省电力科学研究院项目（13H1138）；四川省科技厅项目（2014JY0171）。者简介周炳兵（1990-），男，甘肃天水人，硕士，研究方向：藻类分类与资源利用。*通讯作者，副教授，从事藻类代谢和微藻类能量的研究。温硫化硅橡胶（RTV）具有非常好的热稳定性，电绝缘性，耐水性和耐水渗透性[1]。
　　被广泛用作电气系统中的防污染旁路材料。潮湿和严重污染的情况下，硅橡胶可以有效防止污染的爆发[2]。管硅橡胶作为抗污染的污染控制材料具有许多优点，但是硅橡胶绝缘子表面上的生物生长现象已经出现在许多领域。类是在硅橡胶绝缘子上发展的主要微生物，特别是在热带地区[3]。尔南多等。[4]报道了在斯里兰卡和坦桑尼亚的33 kV输电和处理设施中，RTV隔离器上藻类的生长，主要是在绝缘子表面。斯里兰卡的有机硅隔热材料中分离出的藻类物种已被确定为小绿藻（Chlorella zonfingensis Dnz），主要分布在亚洲，澳大利亚和欧洲，通常生长在树干，岩石上和建筑物的墙壁。坦桑尼亚的硅橡胶绝缘层中分离出的绿藻被确认为Apatococcus constipatus，属于Chaetophraceae科和Leptosiroideae科，这是一种仅存在于非洲的藻类[ 5]。新奥尔良西部的湿地中，在不同类型的隔离层上也发现了藻类和苔藓等生物的生长[6]。德国，Kunde等人。[7]观察了使用藻类和真菌的有机硅橡胶绝缘子在使用了7年后的生长情况，这些微生物主要分布在绝缘子的下部和腰部雨伞的上边缘。缘子。行5年后，在日本米泽试验场的聚合物硅橡胶绝缘子上也观察到了藻类的生长，这些藻类存在于分隔绝缘子的垫片和套管中[8]。9]。Sakata等人[10]将在绝缘子表面生长的藻类鉴定为叶球菌。Dernfalk [11]还发现，在瑞典运行了12年的11 kV配电系统中，老化的硅橡胶绝缘层受到了严重的生物污染。些硅橡胶绝缘子的部分表面覆盖有绿藻，部分表面覆盖有地衣。
　　生物污染的绝缘表面相对粗糙，藻类和地衣主要分布在绝缘子上的叶子中[12]。前，国外已经对绝缘子上的藻类生长进行了广泛的研究。们发现它们的生长会影响绝缘子的特性[13-16]，这可能会导致绕过污染，进而影响电路的正常运行。国地域辽阔，自然环境丰富多样，但关于中国输变电设备中硅橡胶隔离器藻类生长的报道很少。四川省进行的调查表明，硅橡胶绝缘子上藻类的生长是普遍的。
　　择了四个典型区域：雅安市，广安市，巴中市和南充市。集，分离和纯化了在这四个变电站中生长的RTV涂层隔离剂和藻类，并分析了这四个藻类的18S rDNA基因。隆和分子系统学的研究初步确定了这四种藻类的分类学地位，并为进一步研究提供了理论基础。2012年，从雅安220 kV Caoba变电站的RTV绝缘，同安（广安）220 kV变电站的RTV绝缘中收集了藻类。a），巴中市信义变电站110 kV的RTV绝缘和应山县应山县的110 kV RTV绝缘。表面上，在采样过程中，选择4厘米×4厘米的样品，用勺子刮去海藻层，将其收集在无菌离心管中，然后将其培养。类收集在无菌BG11培养基中的各个位置[17]。养条件：温度22，光照强度3000 lx，明暗时段12 h [DK]：12 h。态观察：在每个位置取30μL紫菜液制成水封，在Olympus BH2显微镜下观察它们，在千分尺下测量细胞大小，并在Toup View模式下拍照。
　　类物种的分离和纯化：将适量的藻类液培养约14天，并在血细胞计数板下计算细胞密度，然后稀释至不同的梯度，优势藻已通过涂层板法纯化[18]。用CTAB方法[19]从地下藻类中提取总DNA，并使用紫外可见TU分光光度计测量DNA浓度。-1810（北京通用分析仪器有限公司，通用仪器）并储存在-20°C直至使用。用已知绿藻的18S rDNA基因序列，ClustalX 1.83 [20]软件进行多重序列比对（多重比对），选择保守区域并使用Primer Premier 5.0软件[21]设计引物，并获得1对引物：18S5F（5-AGGCCTACCATGGTGGTAACGG-3）; 18S7R（5-CCAGAACATCTAAGGGCATCAC-3）。PCR反应系统为25.00μL，包含2.50μL的10X缓冲液，0.15μL的Taq DNA聚合酶（Vazyme，南京），2.50μL的dNTP（2.5 mmol / L）。及上游和下游引物。个1.00μL，2.00μLDNA模板代表约50 ng和15.85μL双蒸馏水。PCR反应程序在94°C下预变性5分钟，然后执行34个循环，每个循环包括在94°C变性30秒，在49°C退火30秒并在72°C延伸。°C持续90秒，完成后，转化72°C持续10分钟。用SanPrep柱凝胶回收试剂盒（上海Sangon）纯化PCR产物，并连接至pMD19-T载体（TaKaRa，大连有限公司）。连接产物转化到感受态大肠杆菌DH5α细胞（美国，Invitrogen）中，并通过菌落PCR鉴定出阳性克隆，并将阳性克隆发送至华大基因技术有限公司。行测序。GenBank数据库下载了一系列18S rDNA基因序列（表1）。GenBank数据库获得的已知绿藻的18S rDNA基因序列和克隆的4种藻类的18S rDNA基因序列被用于建立了绿藻的数据库。用ClustalX 1.83 [20]比对和多序列比对对构建基因的序列分析和数据序列进行分析，在此基础上进行了分子系统学分析。叶斯系统（BI）分析。用MrBayes v3.1.2 [22]软件，首先对数据进行模型和参数估计，然后根据以下准则选择最佳的基本替代模型：赤池信息准则（AIC）[23]。
　　两个并行程序使用4个通道（Markov链，Monte Carlo链，MCMC）覆盖了20，000，000代，并且为100代保留了一棵树。1000代获得的样本树的前20％被作为老化样本丢弃，样本中的其余树采用50％多数一致性原理构建共识树。后，通过后验概率（PP）评估进化树拓扑的可靠性。居连接系统（NJ）分析方法。用MEGA v.6.0 [24]软件和Kimura-2参数[25]遗传距离模型，对系统进化树的拓扑结构进行了测试，以通过自举方法（Bootstrap， BS）。1000.最大简约系统（MP）的分析。析使用软件PAUP * 4.0 beta 10 [26]，具有树重新连接以进行分支长度转换，启发式搜索1000个随机加法重复（Random Addition），树选择（选项MulTrees） ）获取分支树。样，自检方法用于测量进化树拓扑的置信度。上所有方法均使用假单胞菌葡萄孢菌，嗜盐果蝇和外部嗜盐球菌作为外部基团。1显示，在4个站的每个站中，藻类都生长在RTV涂层隔热层的大伞和小伞的上表面。类主要在大伞的外表面上生长，该伞未被小伞阻挡，除非雨水通过（图1B中的箭头除外），藻类的分布更均匀，绝缘子小伞上藻类的生长较少，主要在小伞上表面的外缘分布不均匀，呈碎片状。光，在不容易附着在水和灰尘上的大小绝缘子的表面上都不会生长藻类。顶部到底部，绝缘子表面的藻类生长逐渐增加。该实验中分离出的四种优势藻种分别命名为SCYA1（雅安藻类），SCGA8（广安藻类），SCBZ5（巴忠藻类）和SCNC7（藻类）。充藻类），取决于采样点。SCYA1（图2A）是4.0至90μm的单细胞绿球藻;成熟细胞的叶绿体杯为1或2个，幼虫细胞的叶绿体通常为纺锤形，没有明显的蛋白核；没有鞭毛，没有鞭毛，可以进行液体锻炼。SCYA1的形态特征与杂菌相似。SCGA8（图2B）是单个细胞，有时将许多细胞临时分组在一起，这些细胞是球形的，大小为4.5至13.0μm。绿体呈轴状和星形，充满整个细胞，没有明显的蛋白核。鞭毛，液体环境。养繁殖是细胞分裂，分裂表面或多或少垂直于其主轴。

　　SCGA8的形态特征与Synechococcus家族的Elchlortochloris相似。SCBZ5（图2C）和SCNC7（图2D）是5.5至11.0μm和5.0至11.0μm细胞的单细胞球体。绿体薄片，周细胞，一个具有蛋白质核心，细胞壁光滑，无刺：无鞭毛，在液体环境中不能移动，每个细胞在无性繁殖过程中产生两个椭球形的孢子，并且子细胞在母细胞壁破裂后被释放，未观察到有性生殖。SCBZ5和SCNC7的形态学特征与景物属的球形藻相似。于难以在光学显微镜下观察到更详细的特征，因此上述藻类的分类位置不能通过形态特征来确定。PCR扩增4种藻类的18S rDNA基因序列为1078 bp。表1的每种藻类的18S rDNA基因进行多序列比对后，最终比对序列的总长度为1031 bp。18S rDNA基因序列矩阵包含213个突变位点和163个简约信息位点，分别占位点总数的20.66％和15.81％。T，C，A和G的平均碱含量分别为25.1％，20.6％，25.1％和29.2％。

　　G C含量（49.8％）基本等于A T含量（50.2％）。SCYA1测序的藻类物种的18S rDNA基因的序列与Heterochlorella luteoviridis，Cloroidium saccharophilum，Chloroidium ellipsoideum，Watanabea reniformis连锁，而Viridella fridericiana的相同基因序列之间的相似性达到96.29％，94.81％， SCGA8藻类rDNA和Elliptochloris subsphaerica，Elliptochloris reniformis的18S基因的基因序列分别为94.63％，94.25％和93.80％。Elliptochloris bilobata相同的基因序列之间的相似度分别为100％，99.32％和99.16％，电缆SCBZ5和SCNC7藻类的18S rDNA基因序列之间的相似度为99.81％。仅存在两个基本差异，与场景生物不同98.88％，98.88％和98.70％，98.70％和98.51％。种高度的相似性证实了形态学鉴定的结果。过MP，NJ和BI方法构建的系统发育树的拓扑结构基本相同，如图3所示。安变电站RTV隔离器上存在的藻类为位于系统发育树Watanabea分支上，与luteoviridis的小球藻分组，MP，NJ和BI树的支持率较高。以分别将高，86％，79％，1.0鉴定为小球藻属的藻类，最初鉴定为杂藻菌SCYA1。

　　自广安的RTV隔离器中存在的藻类物种位于Elliptochloris属的分支中，并且与Elliptochloris subsphaerica的碱基有关。MP，NJ和BI树的基准和支持率没有差异，分别为97％，99％和1.0。类次氯酸鳞球菌SCGA8。中和南充变电站RTV涂层绝缘子上的藻类位于系统树的phyphyphyta分支中，两者密切相关，MP，NJ和BI树中的支持率相对较高分别为93％，98％和98％。1.0。两个藻类可以识别为Scenedesmus sp.。确定为Scenedesmus sp.。SCBZ5和Scenedesmus sp。别为SCNC7。
　　这项研究中，传统方法被用于分离和鉴定，现代分子生物学方法被用于分析四种藻类，这在很大程度上确保了结果的准确性和客观性。果。微镜观察发现，雅安市220 kV Caoba变电站，广安市220 kV通宝变电站RTV涂层绝缘上的优势藻种南充应山县的110 kV变电站与巴中市信义110 kV变电站不同，但在光学显微镜下很难确定这种藻类分类的种类位置。18S rDNA基因构建的系统发育树表明，这些不同的藻类不相同，属于不同的类别。Heterochlorella sp.SCYA1是Coccodia属，Watanabe分支和Chlorella属的一种。南芥（Elliptochloris subsphaerica）SCGA8是拟南芥Microthamniales属和Scendesmus sp。一种。SCBZ5和Scenedesmus sp。于绿藻科，Cyclottera，Scenedesmus。外在硅橡胶绝缘子上生长的藻类分别是小球藻Chonella zonfingensis Dnz，孔形链球菌Apatococcus constipatus和球状链球菌Apatococcus lobatus。18S DNA序列外，除其他藻类物种外均可用，相同。统发育树的构建并判断这两种藻类是否与该物种的分类状态兼容在这项研究中的藻类。学家Gubanski等人发现，发现小球藻zonfingensis Dnz不属于小球藻科。[5]，但藻类属于绿藻类，并且与景物属（BI，NJ和MP）密切相关。（支持率分别为1.0、99％和99％）。年来，Fucíkov和他的同事[27]根据藻类的分子和形态特征对其进行了重新定义，并将其分类为细胞藻类和绿球菌。与本研究构建的系统发育树中的藻类物种分类学状况一致。Sakata等人[10]确定叶球菌是小球藻，小球藻科和假单胞菌属的成员。构建的系统发育树中发现，藻类属于小球藻属，但不属于小球藻科，而是独立于小球藻科并形成自己的分支。以看出，可以在硅橡胶绝缘层上生长的藻类不是一个单一的物种，但是藻类的类型在不同的地方是不同的。中国四川变电站的绝缘子上生长的藻类是不同的。绝缘子上生长的藻类种类繁多。类是一种具有光能的自养生物，可以利用CO2作为碳源来合成有机物质，从而使藻类细胞得以生长和繁殖。时，光，温度，盐度和水也是藻类生长和繁殖过程中必不可少的生态因素。报告的硅藻橡胶绝缘子表面上藻类生长的区域中，绝大多数发现于热带和亚热带地区[3-12]，在雅安，广安，南充和巴中研究的地点都在亚热带湿润季风气候区。年气候宜人，极端天气事件较少发生[28-31]。些区域中的光和温度可以响应自然界中藻类的生长，空气的湿度已成为限制绝缘子上藻类生长的主要因素。橡胶的表面张力非常低，并且材料表面上的水滴形成的静态接触角很大[32-34]。涂测试表明，水形成了水滴RTV硅橡胶衬里表面上分离的水，而不是连续的水膜。使水在RTV涂层的表面上形成点状聚集体，从而减少了水的蒸发表面，为藻类的生长提供了潮湿的环境，并为藻类提供了所需的无机盐。长。陶瓷或玻璃材料相比，RTV硅橡胶具有较低的导热性和更好的隔热性[35-37]。于外部温度的变化和持续的阳光照射，RTV硅橡胶的温度不容易发生根本变化，这会减慢绝缘子表面的水分蒸发和为藻类创造一个相对合适的生长环境。4个位置的RTV涂料绝缘子上藻类的生长和分布上，可以看出在小型背光伞的底面上没有藻类的生长，大型绝缘子难以捕获湿气，大伞的上表面几乎没有被小伞挡住。类的生长表明光合作用是藻类生长的基础。的强度和藻类所接触的水量极大地影响了它们的光合作用效率。外，藻类具有非常强的生命力，并且由于在不利的环境中自动代谢或产生孢子而可以在不利的环境中生存。果条件允许，它们还可以恢复生长，并迅速繁殖以形成新的藻类菌落。于上述因素，可以得出结论，野生型RTV绝缘子表面藻类的生长是不可避免的结果，藻类的生长要比陶瓷或玻璃绝缘子好。类的生长对绝缘体的寿命和电化学性能有影响，需要探讨其机理和大小。
　　上所述，本研究初步确定了四川省雅安，广安，巴中和南充变电站RTV涂层绝缘中藻类的分类状况，从而丰富了该物种的多样性。类生长在硅橡胶表面，并在中国其他地区的绝缘子上也探索了藻类。橡胶和藻类的生长与生长之间的关系提供了一些理论基础。
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