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铜绿微囊藻和水华鱼腥藻间化感作用的研究

孙春蕾  
【摘要】:近年来,我国湖泊的富营养化趋势愈加严重,导致了藻类的大量爆发,每年春、夏季节太湖、滇池、巢湖等湖泊存在不同藻类更替生长和爆发的现象,而且在不同湖区占优势的藻类也不尽相同,究其原因可能在于不同藻类之间的生物特性及其相互作用。水体中藻类之间除了对光照和营养物质的竞争外,相互间经常会通过释放次生代谢物质影响对方的生长(化感作用),也是藻类形成优势的原因之一。因此,探究藻类之间的化感作用,分析可能的化感物质,对阐明湖泊藻类优势种的成因以及蓝藻水华的形成机制具有重要意义。本论文以我国富营养化浅水湖泊中两种常见的水华蓝藻——铜绿微囊藻和水华鱼腥藻为研究对象,在实验室条件下,分别采用了混合培养、添加过滤液培养以及添加过滤液不同组分培养三种不同方法,探究两种蓝藻之间可能存在的化感作用。结果表明,采用BG-11培养基时,当铜绿微囊藻和水华鱼腥藻的密度均高于105cells/mL,且两种藻混合培养比(密度比)分别为1:1、1:2、2:1时,铜绿微囊藻对水华鱼腥藻都有一定的促进作用,而水华鱼腥藻对铜绿微囊藻产生了一定的生长抑制作用。在添加过滤液培养时,添加不同体积分数的水华鱼腥藻过滤液均能抑制铜绿微囊藻的生长,且随过滤液添加比例的增加抑制作用加强。而在添加对数生长期的铜绿微囊藻过滤液培养水华鱼腥藻实验中,添加过滤液体积分数为50%时,较对照组表现出一定的促进作用,而当添加过滤液体积分数为100%时,则具有一定的抑制作用。而添加不同体积分数的衰亡期铜绿微囊藻过滤液均对水华鱼腥藻生长表现出促进作用,且连续添加较一次性添加促进作用更加明显。在缺磷条件下,混合培养中的铜绿微囊藻比水华鱼腥藻具有更好的耐受性。采用C18固相萃取小柱来富集对数生长期的水华鱼腥藻过滤液,富集后的小柱依次用二氯甲烷、甲醇洗脱,浓缩后得到的萃取物用来开展抑藻实验和定性分析。二氯甲烷萃取物对铜绿微囊藻的生长几乎没有影响,而甲醇萃取物对铜绿微囊藻的生长有着显著的抑制作用。同时,采用液液萃取得到二氯甲烷的萃取物进行抑藻实验,结果也显示该萃取物对铜绿微囊藻的生长并无影响。当铜绿微囊藻的培养液中甲醇萃取物加入浓度为水华鱼腥藻培养液中浓度的12倍时,培养15 d后藻的抑制率达到75.4%。采用高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(HPLC-Q-TOF-MS)对甲醇萃取物组分进行定性分析,其中一个含量较高的化感物质,其质量数为210.9499,可能的分子式为C4H5NO5S2,具体结构有待于进一步鉴定。通过添加浓度分别为0.1 mg/L和1.0mg/L的鱼腥藻毒素(ATX-a)来培养铜绿微囊藻,与对照组相比,铜绿微囊藻的生物量并无显著变化,因此,鱼腥藻毒素不可能是化感物质。


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