【摘要】：營養(yǎng)過剩是藻類水華的爆發(fā)主要因素,銅綠微囊藻是中國湖泊、水庫及其他水域生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生、形成富營養(yǎng)化危害的主要藻類。水生植物和藻類作為水生生態(tài)系統(tǒng)最基本的能量和物質(zhì)流,彼此具有較強(qiáng)生態(tài)重位和較強(qiáng)的營養(yǎng)、光和空間的競爭。水生植物在改善水質(zhì)、清潔水體、增加水體中溶解氧、消耗水體中的氮和磷和調(diào)節(jié)水生生態(tài)系統(tǒng)中的生物結(jié)構(gòu)等都發(fā)揮了關(guān)鍵作用。因此,在富營養(yǎng)化的水生生態(tài)系統(tǒng)中,恢復(fù)水生植物特別是釋放化感物質(zhì)的水生植物來抑制藻類的生長,顯得非常重要。沉水植物的實(shí)際應(yīng)用面臨著效率低下,生態(tài)安全危機(jī)、環(huán)境耐受脆弱等問題。因此選擇高效、生態(tài)安全、環(huán)境耐受力強(qiáng)成為富營養(yǎng)化水體修復(fù)的熱點(diǎn)。金魚藻和水綿是中國水體中兩種主要的沉水植物。金魚藻是一種已知的高效的抑制藍(lán)藻的沉水植物。金魚藻通過釋放化感物質(zhì)、競爭營養(yǎng)、光和空間抑制藍(lán)藻的生長。但是,水綿對藍(lán)藻的化感抑制研究很少。本文主要從兩個(gè)部分研究了銅綠微囊藻的化感作用：第一部分研究金魚藻對銅綠微囊藻抑制作用的分子機(jī)理：1g金魚藻和銅綠微囊藻共培養(yǎng)3d后,結(jié)果顯示金魚藻能抑制銅綠微囊藻的生長和影響其生理功能。金魚藻能造成銅綠微囊藻藻膽蛋白的損失,其中藻藍(lán)蛋白(PC)損失更最多,達(dá)到19.5%；別藻藍(lán)蛋白(APC)和藻紅蛋白(PE)相對較少,分別為71.7%和77.6%。通過PCR芯片和實(shí)時(shí)定量PCR實(shí)驗(yàn)檢測金魚藻能影響銅綠微囊藻細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)量的變化。金魚藻處理銅綠微囊藻后,能改變銅綠微囊藻的基因表達(dá)。與對照組相比,處理組銅綠微囊藻中的藻藍(lán)蛋白相關(guān)基因(cpcA1、cpcB1、 cpcC1、cpcC2)、微囊藻毒素合成酶相關(guān)基因(mcyA、mcyB、mcyC)、細(xì)胞分裂蛋白FtsZ (ftsZ)、原葉綠素氧化還原酶(pro)、ATP酶(Atp、atpCa)表達(dá)量下降。跟生命節(jié)律相關(guān)基因(KaiA、KaiB、KaiC)、FAD依賴的氧化還原酶(fdo)等基因表達(dá)上升。這些結(jié)果表明金魚藻能影響銅綠微囊藻細(xì)胞內(nèi)的生長、生理機(jī)能可能是通過影響銅綠微囊藻的基因表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的。第二部分主要發(fā)現(xiàn)了水綿能作為一種分泌化感物質(zhì)抑制銅綠微囊藻生長的水生植物。將其與金魚藻比較,發(fā)現(xiàn)水綿對銅綠微囊藻的抑制作用與金魚藻相似,水綿培養(yǎng)液能抑制銅綠微囊藻的生長,導(dǎo)致銅綠微囊藻細(xì)胞內(nèi)葉綠素的破壞和MDA含量增加。隨著培養(yǎng)液濃度上升,水綿的抑制效果更強(qiáng)。同時(shí),我們試圖解決水綿在富營養(yǎng)化水體中耐受力差的問題。通過水綿和金魚藻共生培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)水綿和金魚藻共培養(yǎng),能促進(jìn)水綿和金魚藻的生長和生物量,增強(qiáng)水綿在富營養(yǎng)化水體中的耐受力,對銅綠微囊藻的抑制效果也更加顯著。當(dāng)水綿和金魚藻的比率為6：4時(shí),對銅綠微囊藻的抑制效果達(dá)到最大,水綿和金魚藻兩種水生植物的生物量也最大。這些結(jié)果表明,水綿和金魚藻對銅綠微囊藻的抑制具有相互促進(jìn)的效果。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果為今后金魚藻和水綿在富營養(yǎng)化水體中的應(yīng)用提供研究基礎(chǔ)和指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X52;X173

【參考文獻(xiàn)】

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