【摘要】：微囊藻是一種可以產(chǎn)生微囊藻毒素(MC)的藍(lán)藻,而藍(lán)藻水華暴發(fā)會(huì)給當(dāng)?shù)氐墓I(yè)、娛樂業(yè)、旅游業(yè)以及飲用水供應(yīng)造成巨大的負(fù)面影響。夏季和秋季藍(lán)藻水華暴發(fā)期間,太湖中MC污染嚴(yán)重,嚴(yán)重威脅人體健康。太湖春季至秋季期間環(huán)境因子變化顯著,但以微囊藻為優(yōu)勢(shì)物種的藍(lán)藻水華依然頻繁暴發(fā)。作者推測(cè)微囊藻基因型演替在微囊藻適應(yīng)環(huán)境因子變化及水華長久維持過程中發(fā)揮了重要作用。水華暴發(fā)期間微囊藻基因型組成的時(shí)間變化研究結(jié)果表明,從春季到秋季主要的cpcBA基因型數(shù)目有增加的趨勢(shì)。DGGE圖譜的主要成分分析的排序圖顯示,三個(gè)采樣點(diǎn)中微囊藻cpcBA和mcyJ基因型組成均發(fā)生了逐漸演替現(xiàn)象,并且微囊藻基因型組成在三點(diǎn)間無明顯差異。冗余度分析發(fā)現(xiàn),除了湖心的mcyJ基因型組成演替外,其他情況下微囊藻cpcBA和mcyJ基因型組成的演替都與硝態(tài)氮、pH和化學(xué)需氧量(COD)顯著相關(guān)。這三個(gè)環(huán)境變量同時(shí)也和chl a以及MC濃度有很強(qiáng)的相關(guān)性。這些結(jié)果意味著能夠影響微囊藻群落組成的環(huán)境變量可能同時(shí)會(huì)影響微囊藻的生長和MC產(chǎn)量。太湖是一個(gè)擁有2250m2水面積的大型淡水湖泊,藍(lán)藻水華暴發(fā)期間,太湖北部、西部和中部水域?yàn)樗A頻發(fā)水域。了解微囊藻水華在這些水域間的分布規(guī)律以及相關(guān)因子將有助于開展水華的預(yù)防和控制工作。對(duì)太湖北部、西部以及中部水域的微囊藻cpcBA基因型組成空間變化的研究未發(fā)現(xiàn)有空間分布規(guī)律,此結(jié)果意味著水華頻發(fā)水域的藍(lán)藻會(huì)發(fā)生交換。冗余度分析也未曾發(fā)現(xiàn)與微囊藻cpcBA基因型空間分布顯著相關(guān)的環(huán)境變量。與cpcBA基因型組成不同的是,mcyJ/cpcBA比值存在空間差異,但是此空間差異與環(huán)境因子也無顯著相關(guān)性。Chl a既存在明顯的空間分布差異并且此空間分布差異在6月9日和8月22日與氮(N)、磷(P)和COD顯著正相關(guān),不過這種相關(guān)性在10月15日的調(diào)查中未曾發(fā)現(xiàn)。將三個(gè)日期樣品綜合分析時(shí)發(fā)現(xiàn),硝態(tài)氮、總可溶氮(TDN). COD和總磷(TP)與微囊藻cpcBA基因型組成的時(shí)間變化顯著相關(guān)；mcyJ/cpcBA的時(shí)間變化與TDN和硝態(tài)氮顯著負(fù)相關(guān),而與TP和總可溶磷(TDP)顯著正相關(guān)；chl a與P和COD顯著正相關(guān),但是與N卻是顯著負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果意味著富營養(yǎng)化程度對(duì)微囊藻cpcBA基因型組成和mcyJ/cpcBA比值的影響可能是一個(gè)長期的過程,而藍(lán)藻水華的生長對(duì)富營養(yǎng)化程度的響應(yīng)則很迅速,同時(shí)作者還認(rèn)為特定水域藍(lán)藻水華的生物量并不總是主要由藍(lán)藻的原位生長所決定。藍(lán)藻水華可以在不同水域之間遷移,而太湖中藍(lán)藻水華的遷移主要通過風(fēng)驅(qū)動(dòng)的表面漂移來進(jìn)行。由于微囊藻群體的漂浮能力與其大小相關(guān),使得不同大小群體存在空間分布的差異。我們將從竺山灣采集的微囊藻按群體大小分為50μm、50～100μm、100～270μm和270μm四個(gè)級(jí)別,研究各級(jí)別群體在產(chǎn)毒和基因結(jié)構(gòu)上的差異并推測(cè)其對(duì)MC空間分布的影響。結(jié)果表明,50μm、50～100μm、 100-270μm和270μm的群體產(chǎn)生的MC分別占總MC濃度的12.19±11.17%、19.48±7.85%、61.29±12.57%和7.03±±9.56%。其中50～100μm、100～270μm以及270μm的群體占總細(xì)胞密度的比例與MC總濃度呈正相關(guān),而50μm的群體占總細(xì)胞密度的比例與MC總濃度則呈負(fù)相關(guān)。單個(gè)細(xì)胞MC含量有隨群體增大而增高的趨勢(shì),不過在6月11日至9月16日期間,100～270μm的群體單個(gè)細(xì)胞MC含量要比270μm的群體含量高。50μm的群體中毒性較弱的MC-RR異構(gòu)體比例最高,并且100μm的群體中毒性最強(qiáng)的MC-LR比例要高于100μm的群體。實(shí)時(shí)熒光定量PCR結(jié)果表明,較大群體中產(chǎn)毒基因型的比例較高。對(duì)PCR-DGGE圖譜的主要成分分析表明,50μm和50μm群體的cpcBA以及mcyJ基因型組成有明顯差異,cpcBA基因型組成在50～100μm、100～270μm和270μm群體之間也有差異。這些以結(jié)果意味著太湖藍(lán)藻水華暴發(fā)期間不同大小微囊藻群體的單個(gè)細(xì)胞MC含量以及MC異構(gòu)體組成有差異,并且這種MC含量和組成的差異可能主要源自于它們基因型組成的差異。由于大群體主要存在于水表層,容易在水平空間發(fā)生轉(zhuǎn)移。因此,太湖水質(zhì)監(jiān)管以及飲用水供應(yīng)相關(guān)部門需要注意水華暴發(fā)期間較大微囊藻群體的出現(xiàn)和轉(zhuǎn)移,并且可以考慮將大群體的密度作為衡量水華毒性的一個(gè)參考指標(biāo)�？紤]到微囊藻在自然界主要是以群體形態(tài)存在,我們比較了一株具有溶藻效果的銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa) ACB3對(duì)單細(xì)胞和群體微囊藻溶解效果的差異。我們發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌能夠強(qiáng)烈的抑制單細(xì)胞微囊藻的生長(86.62%至97.54%的溶藻活性)和光合活性,但是卻很難抑制群體微囊藻的生長和光合活性。除此以外,經(jīng)過銅綠假單胞菌處理后的群體微囊藻的群體大小會(huì)減少(群體大小為對(duì)照組的3.18%至49.67%)。本實(shí)驗(yàn)所給出的數(shù)據(jù)為分析溶藻菌在微囊藻群體在自然界中獲得選擇優(yōu)勢(shì)中的作用以及對(duì)自然水體中微囊藻生長的影響提供基礎(chǔ)信息。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：Q949.2;X524
，

本文編號(hào)：2687928