真核藻对铜绿微囊藻的化感抑制及其调控

摘要

铜绿微囊藻随着水体富营养化的发展，正在全世界蔓延泛滥。这种单细胞蓝藻产生的七肽化合物(微囊藻毒素)能引起人类的肝癌，也会影响水生植物和动物的正常生长，造成严重的生态系统失衡。近年来各国都十分关注这种“生态癌”的治理。虽然已花费巨额投资，进行了大量的研究，但至今尚无突破性进展。 本研究的目的旨在探索一种生物防治微囊藻的新途径。目前已应用的防治途径有物理、化学和生物三种，其中生物防治被认为是最有前景的方法。在生物防治中已应用了动物、植物和微生物技术，其中植物技术成本低、后遗症少特别引人注意。植物技术又可分为高等植物和藻类(微藻)两个类型。在淡水生态系统中，高等植物生长范围受限、生长速率低，虽然有效，但应用范围窄。近年来随着藻类化感作用研究的开展，有些学者认为这可能是解决有毒藻类水华的有效途径。 化感作用是指植物向环境释放化学物质影响其它生物生长的现象。近十年来已对高等植物和藻类进行了许多研究。但至今尚未见用微藻有效地抑制微囊藻的报导。本研究幸运地发现了一种真核藻，在一定条件下可有效地抑制微囊藻的增殖与生长。我们从四方面作了探索： (1)把真核藻与微囊藻混合培养在不同的培养液中； (2)用培养过真核藻的滤液培养微囊藻； (3)真核藻化感作用受光周期、温度和pH的调控： (4)真核藻化感作用抑制微囊藻生长的机理。结果显示： (1)在BGll和MA培养液中，低温(24℃)培养真核藻都能抑制微囊藻的生长，说明真核藻对微囊藻的抑制不受营养条件和微囊藻株系差异的影响。 (2)在BGll和MA培养液中，培养真核藻的滤液，对铜绿微囊藻的生长都有抑制作用，这证明真核藻是通过化感作用抑制微囊藻的生长，即滤液中有真核藻分泌的化感物质存在。 (3)真核藻产生化感物质的活性及浓度受温度、pH和光照时间的影响。在培养体系中化感物质对铜绿微囊藻的抑制作用是上述几种因素综合作用的结果。本试验中，化感物质的稳定条件为温度低于30℃，pH偏酸性、光照时间为14h。真核藻产生的化感物质可能是有机物质。 (4)真核藻产生化感物质的作用机理可能有两个：影响铜绿微囊藻的光合作用；影响铜绿微囊藻细胞分裂基因的表达。 这些数据为实践中生物控制微囊藻的繁殖，保证饮水质量，维护广大群众健康具有重要的意义。如果能进一步分析鉴定出化感物质的性质与结构，不但为人工合成该种物质，有效地控制蓝藻水华提供理论依据，而且在理论上也有可能调控微囊藻细胞分裂的机理。

目录

文摘

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第1章综述

第1节微囊藻

1.1微囊藻的分类和形态

1.2.微囊藻的生理生态

1.3.微囊藻的生化和分子遗传

1.4微囊藻的危害

1.5微囊藻的防治

第2节化感作用

2.1化感作用的定义和特征

2.2古代的相生相克思想

2.3化感作用研究的兴起

2.4化感作用的研究方法

2.5水生植物对藻类的生长抑制作用

2.6藻类对藻类的化感抑制作用

2.7化感物质的作用机理

第3节本学位论文的目的意义和主要内容

3.1本学位研究的目的意义:

3.2研究的主要内容:

第2章材料与方法

2.1实验材料、试剂和主要仪器

2.1.1实验材料

2.1.2试剂

2.1.3主要仪器

2.2实验方法

2.2.1.藻种的驯化、培养与保存

2.2.2玻璃器皿的准备

2.2.3高低温下，BG11培养液中真核藻和微囊藻的混合培养

2.2.4高低温下，MA培养液中真核藻和微囊藻的混合培养

2.2.5高低温下，BG11培养液中，培养过真核藻的滤液培养铜绿微囊藻

2.2.6高低温下，MA培养液中，培养过真核藻的滤液培养铜绿微囊藻

2.2.7不同温度处理后的真核藻滤液培养铜绿微囊藻

2.2.8不同光照时间的真核藻滤液和BG11原液培养微囊藻

2.2.9不同pH条件下的真核藻滤液培养铜绿微囊藻

2.2.10细胞生物量的测定

2.2.11真核藻、铜绿微囊藻及两种藻混合培养的光学显微结构

2.2.12铜绿微囊藻细胞蛋白提取与电泳检测

第3章结果与讨论

第1节真核藻和微囊藻混养时的化感作用

3.1.1 BG11和MA培养液中，混养真核藻ZH01(Z)都能抑制铜绿微囊藻(M)的生长

3.1.2 BG11和MA培养液中，真核藻对密云水库微囊藻生长的抑制

3.1.3 29℃下，不同培养液中混养真核藻和抑制微囊藻的生长情况

3.1.4真核藻抑制微囊藻生长的最小用量

3.1.5结论和讨论

第2节真核藻培养物的滤液抑制铜绿微囊藻的生长

3.2.1 24℃下，真核藻培养液的滤液能抑制微囊藻生长

3.2.2 29℃下，真核藻培养液的滤液能抑制微囊藻的生长

3.2.3讨论:

第3节温度、pH及光周期对真核藻产生的化感物质抑制铜绿微囊藻生长的调控

3.3.1不同温度处理的真核藻滤液培养铜绿微囊藻

3.3.2不同pH值培养真核藻的无细胞滤液培养铜绿微囊藻

3.3.3不同光照时间的真核藻滤液培养铜绿微囊藻

3.3.4讨论

第4节真核藻产生化感物质的作用机理

3.4.1光照强度对真核藻和铜绿微囊藻生长的影响

3.4.2 BG11培养液中真核藻、微囊藻的纯培养物及真核藻滤液中微囊藻和混合培养中藻的光学显微照片

3.4.3 BG11原液和真核藻滤液中铜绿微囊藻的蛋白的电泳图

第4章结论和讨论

参考文献

致谢