Growth of colonial Microcystis aeruginosa was investigated by performing an incubation experiment. Colonies of M. aeruginosa were separated based on size (colony diameter <100 μm, 100–200 μm and >200 μm) by filtration. Additionally, the cells around the surface of the colonies were separated from those inside the colonies by short-term ultrasonic treatment followed by filtration. Experimental results indicate that M. aeruginosa grew continuously throughout a 35-day incubation period in a nutrient-rich medium at specific growth rates between 0.045 and 0.310 d−1. On day 14, larger colonies exhibited insignificantly higher specific growth rates. However, on day 35, the specific growth rates of colonies with diameters less than 100 μm insignificantly exceeded those of larger colonies. Internal cells of the colonies tended to grow faster than peripheral cells. Furthermore, the specific growth rates of the cells that comprised colonies with diameters of below 200 μm exceeded those of peripheral cells. These results suggest a potential growth strategy of M. aeruginosa in maintaining a high growth rate, eventually leading to the dominance of large colonies, which have notable ecological advantages over smaller ones.

Cyanobacterial blooms cause extensive ecological damages in aquatic environments. Heterotrophic nanoflagellates (HNF) play an important role in controlling the populations of cyanobacteria in natural water bodies. In this study, we report a HNF, NF-WJ05, which grazes efficiently on the toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa strain PCC 7806. The morphological characteristics of the nanoflagellate observed by optical microscope and confocal microscope showed that NF-WJ05 could be a Paraphysomonas. The sequences of the internal transcribed spacer (ITS) regions of rDNA including the 5.8S rDNA region was determined and compared with sequences available in databases. The 5.8S rDNA sequence showed a high degree of similarity to those belonging to species of Chromophyta. However, sequences similar to that of its ITS were not found in the databases. Several environmental factors affecting the grazing efficiency of NF-WJ05 on cyanobacteria were evaluated. The more suitable conditions for grazing were 30°C and pH 5.0 with stirring. Ammonia inhibited the grazing, whereas low concentrations of phenol increased the grazing rate with an optimal concentration at 50 µg.L-1.

Microcystis aeruginosa mainly occurs as single cells in laboratory cultures, but in the colonial morph under natural conditions.This phenomenon suggests that some factors may be responsible for the typical occurrence of colonies in lakes. Todemonstrate this possible effect, lake water with abundant or few zooplankton was filtered through a 0.15 µm membrane filter,and used as test water. Microcystis aeruginosa was cultured in BG-11 medium, with or without test water. The results showedthat filtered lake water with abundant zooplankton could induce colony formation in M. aeruginosa, whereas M. aeruginosapopulations in the control and the treatment of filtered lake water with few zooplankton were still strongly dominated by unicellsand paired cells, and no colony was formed. In the treatment of filtered lake water with abundant zooplankton, some coloniesof several, dozens, and sometimes even hundreds of M. aeruginosa cells were formed. The unicells reduced to 53.4±6.5%and the proportion of cells in colonies increased from 0 to 24.5±4.6% of the populations. The mean number of cells per unit ofM. aeruginosa in the treatment of filtered lake water with abundant zooplankton was promoted significantly compared withthose of the control and the treatment of filtrated lake water with few zooplankton. In addition, no significant difference in growthrate was detected between the control and the treatments, regardless to the filtered lake water (i.e. with abundant zooplanktonor with few zooplankton). Thus, we concluded that colony formation in our experiment was probably not associated withthe nutrition difference but with some dissolved substances probably released from abundant zooplankton in the natural lakewater, which may be one of the environmental factors responsible for the colonial form in M. aeruginosa.

L'interdépendance de la lumière et de la température a été étudiée, sur une culture non axénique de Microcystis aeruginosa, isolée de la retenue eutrophe El Kansera. Les expériences ont été réalisées dans une plage de température de 15 à 30 °C et des lumières comprises entre 5 et 500 μE. m- 2. s-1 , sous une photopériode de 15/9. Le taux de croissance maximal (μmax = 0.92 j- 1 ) a été obtenu, en culture batch sans bullage, sous une température de 20 °C (± 1°C) et une lumière optimale (Iopt) de 115 μE.m-2.s-1. Le suivi de la culture de cette espèce, sous des conditions de lumière et de température suboptimales et dans des conditions non limitantes en nutriments, montre que les deux paramètres utilisés pour l'estimation de la biomasse (chlorophylle a et densité optique) présentent une bonne corrélation (r2 = 0.98). Une carence en nutriments (N, P) induit une diminution des teneurs en pigments cellulaires, beaucoup plus marquée dans le cas de l'azote. Les réserves intracellulaires et les capacités de stockage des nutriments N et P (quotas internes en azote et phosphore) ont été déterminées expérimentalement. Les résultats obtenus montrent que cette cyanobactérie est capable de stocker beaucoup plus de phosphore que d'azote et que les teneurs en chlorophylle a évoluent en relation avec le niveau de carence.

Le comportement nutritionnel de Microcystis aeruginosa et de Synechocystis sp. en période de carence des nutriments a étéévalué par des expériences simultanées de carence et d'enrichissements en azote et en phosphore. Ces manipulations ont permisd'estimer les réserves intracellulaires en nutriments stockées par ces deux espèces de cyanobactéries et de voir dans quelle mesureces réserves soutiennent leur croissance au cours de la carence. L'évaluation de la capacité de stockage des nutriments a étéfaite en culture sur milieu naturel (eau du lac pour Microcystis et eau usée pour Synechocystis) et sur milieu enrichi BG 13.La croissance des deux souches d'algues est beaucoup plus rapidement affectée par la carence en azote (N-NO- 3). Le nombrede cellules filles, produites à partir des réserves intracellulaires en azote, est pratiquement similaire pour les deux types de milieuxde culture utilisés. A l'inverse, malgré la carence en phosphore, les deux cyanobactéries poursuivent leur croissance en phaseexponentielle beaucoup plus longtemps grâce aux réserves qui ne sont épuisées qu'au 8ème jour de mise en carence. Le nombrede cellules filles produites à partir des réserves intracellulaires en phosphore, est légèrement plus faible en culture sur milieu BG13 que sur milieu naturel. Les deux souches stockent des quantités en azote et en phosphore non négligeables qui leur permettentde maintenir leur croissance lorsque les nutriments font défaut dans le milieu.