【摘要】：以綠藻門(Chlorophyta)綠藻綱(Chlorophyceae)石莼目(Ulvales)石莼科(Ulvaceae)石莼屬(Ulva)植物條滸苔(Ulva clathrata)、滸苔(Ulva prolifera)和緣管滸苔(Ulva linza)為試驗(yàn)材料,在形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)方面對(duì)該石莼屬植物進(jìn)行鑒定,研究了不同濃度的鎘(Cd2+)對(duì)其生長(zhǎng)、生理生化的影響,Cd2+和氮(N)交互作用對(duì)其生長(zhǎng)、生理生化的影響。比較了其生物學(xué)特征,及其耐Cd2+性差異以及N營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)其Cd2+毒害調(diào)節(jié)效應(yīng)。旨在為石莼屬綠潮爆發(fā)的預(yù)測(cè)、預(yù)警及防治措施、篩選大型海藻進(jìn)行海洋環(huán)境重金屬污染生物修復(fù)、改善近海海域的生態(tài)環(huán)境以及加快大型海藻的開(kāi)發(fā)利用等提供科學(xué)理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： (1)滸苔呈絲狀,分支較多,分支上面還有二級(jí)或三級(jí)分支,而緣管滸苔呈長(zhǎng)帶狀,沒(méi)有分支或分支較少；滸苔和緣管滸苔細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)中均具有1個(gè)片狀葉綠體,貼近細(xì)胞壁分布,細(xì)胞內(nèi)存在數(shù)量相對(duì)較多的淀粉粒,細(xì)胞中有細(xì)胞核,滸苔細(xì)胞壁較厚,而緣管滸苔細(xì)胞壁較��；從滸苔細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)看,其分支較多,各細(xì)胞清晰可見(jiàn),而緣管滸苔細(xì)胞表面附有一蠟質(zhì)層,即使在高倍電鏡下其細(xì)胞可見(jiàn)度也不高。并將它們的ITS全長(zhǎng)序列在NCBI上進(jìn)行了BLAST比對(duì),結(jié)果證明與他們同源性較高的品種也正是滸苔和緣管滸苔。 (2)隨著外源Cd2+濃度的增加,條滸苔、滸苔和緣管滸苔鮮重(FW)、相對(duì)生長(zhǎng)速率(RGR)、葉綠素(Chl)和類胡蘿卜素(Car)含量、Chl a/Chl b、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、可溶性蛋白(SP)含量隨著Cd2+濃度的增加均出現(xiàn)下降趨勢(shì),除了Chl外條滸苔和滸苔的其它指標(biāo)的降幅要大于緣管滸苔。Cd2+脅迫提高了滸苔和緣管滸苔體內(nèi)Na+、Ca2+、可溶性糖(SS)和脯氨酸(PRO)含量,降低了K+、Mg2+、Cl-、K+/Na+、Ca2+/Na+、游離氨基酸(FAAS)、有機(jī)酸(OA)含量。5和10gmo1.L-1Cd2+脅迫下,滸苔和緣管滸苔保持一定的滲透調(diào)節(jié)能力(OAA),且前者OAA低于后者。兩滸苔OAA的維持部分原因是在低濃度Cd2+脅迫下體內(nèi)具有較高的Na+,K+,Ca2+,FAAS和PRO含量等。滸苔和緣管滸苔對(duì)Cd富集隨著外源Cd2+濃度的增加而增加,且滸苔對(duì)Cd富集含量比緣管滸苔高。滸苔和緣管滸苔N和P含量隨著外源Cd2+濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì).且高Cd2+脅迫下,緣管滸苔吸收N和P含量比滸苔高。相關(guān)性分析顯示,其RGR與Chl、Car、Chl a/Chl b、Yield、rETRmax、α、OAA、Cl-、K+/Na+、FAAS、OA和SP呈極顯著正相關(guān)(P0.01),與Cd2+、Ca2+和SS呈極顯著負(fù)相關(guān)(P0.01)。上述表明,條滸苔、滸苔和緣管滸苔對(duì)Cd2+脅迫均較敏感,而維持較高的Car含量、Chla/Chlb、Fv/Fm、Yield、rETRmax、a、OAA,N和P含量,無(wú)機(jī)離子和有機(jī)溶質(zhì)含量等是緣管滸苔耐鎘性高于滸苔的原因。 (3)鎘與氮交互作用顯著影響了滸苔和緣管滸苔生長(zhǎng)、光合色素、OAA、Cd富集量、Cd在亞細(xì)胞中的分布和Cd的化學(xué)形態(tài)。在非鎘(0Cd)處理中,滸苔的FW和RGR隨著N濃度的增加有所下降,而緣管滸苔呈現(xiàn)上升趨勢(shì),兩石莼飽和滲透勢(shì)均呈下降趨勢(shì);在20gmo1·L-1Cd(LCd)和80μmo1·L-1Cd(HCd)處理下,兩石莼的FW和RGR均隨著N濃度的增加而增加,LCd水平上,滸苔飽和滲透勢(shì)隨著N營(yíng)養(yǎng)鹽的增加而下降,而緣管滸苔飽和滲透勢(shì)相反,HCd水平上,兩石莼飽和滲透勢(shì)隨著N營(yíng)養(yǎng)鹽的增加均下降。在相同的Cd2+水平上,兩石莼色素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、K+、Mg2+、Cl-、NO3-、SP、FAAS、OA、Cd富集量、亞細(xì)胞中Cd分布和Cd化學(xué)形態(tài)含量、N和P含量均隨著N濃度的增加呈上升趨勢(shì),且緣管滸苔上升幅度比滸苔大,Na+、Ca2+、SS和PRO隨著N濃度的增加呈下降趨勢(shì)。相同N水平上,隨著Cd2+濃度的增加,滸苔的OAA逐漸下降,而緣管滸苔在LCd處理下OAA上升,在HCd處理下則呈下降趨勢(shì)。兩石莼生長(zhǎng)、色素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、K+、Mg2+、C1-、SP、FAAS、OA、P含量均隨著外源Cd2+濃度的上升而逐漸下降,且滸苔各指標(biāo)的下降趨勢(shì)比緣管滸苔大,Na+、Ca2+、Cl-、NO3-、SS、PRO、Cd富集量、亞細(xì)胞中Cd分布和Cd化學(xué)形態(tài)含量隨著Cd2+濃度的上升而增加。Cd在兩石莼亞細(xì)胞中分配為：細(xì)胞壁細(xì)胞核可溶組分葉綠體線粒體,其提取態(tài)主要以解毒的NaCl和HAC提取態(tài)存在。上述結(jié)果表明,缺N條件下,滸苔比緣管滸苔生長(zhǎng)較好,N營(yíng)養(yǎng)鹽的加富能夠緩解Cd2+脅迫對(duì)滸苔和緣管滸苔的毒害作用,且對(duì)緣管滸苔的緩解效果比滸苔要好。
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X55;X173

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2690475