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《温州大学》 2016年
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产毒与非产毒微囊藻的竞争优势及其毒性效应研究

方婷轩  
【摘要】:自然水体中的微囊藻水华通常由产毒品系和非产毒品系微囊藻共同引发,并且很多研究表明随着气候变暖将使蓝藻水华进一步扩张。为了考察全球变暖背景下产毒与非产毒微囊藻的竞争优势及其水华生消过程对共存浮游生物的毒性效应及生态危害,本文研究了铜绿微囊藻产毒品系FACHB-905(Microcystis aeruginosa FACHB-905)和非产毒品系FACHB-469(M.aeruginosa FACHB-469)在不同温度下的种内竞争优势;气候变暖背景下两品系对普通小球藻(Chlorella vulgaris FACHB-8)的化感作用;微囊藻毒素MC-LR纯品、FACHB-905品系滤液、FACHB-905品系的细胞破碎液对小球藻的化感作用;以及不同浓度的FACHB-905品系对淡水浮游动物中主要类群——枝角类、桡足类、轮虫类种群动态的影响。主要研究结果如下:1、产毒微囊藻品系FACHB-905与非产毒微囊藻品系FACHB-469在不同温度下适应10天后,在20至30℃间,两品系的比生长速率均随着培养温度的升高而增大,当温度进一步升高到35℃又开始降低。并且FACHB-905品系的比生长速率比FACHB-469品系略高,无显著差异;但前者的最大光合作用速率(Pmax)和暗呼吸速率(Rd)均显著高于后者。将两品系转移至强光下(600μmol·photons·m-2·s-1)照射4小时后,两者的最大光化学效率(Fv/Fm)都显著降低,但是产毒品系fachb-905的fv/fm在30和35℃时显著高于非产毒品系fachb-469。与非产毒品系fachb-469相比,产毒品系fachb-905表现出较高的生长、光合作用潜能以及耐光性。2、两品系微囊藻分别与绿藻(小球藻)共培养时,会对小球藻的生长及光合作用产生具有温度和品系依赖性的化感效应:在20℃时对小球藻的生长和光合作用都有一定的促进作用;但随着温度的升高,微囊藻对小球藻的抑制作用逐渐增大,在35℃时其抑制率更是达到100%;并且产毒品系fachb-905对小球藻的抑制效应大于非产毒品系fachb-469。当把二者在中型生态系内分别与小球藻共培养时,在温度为20至25℃时,产毒品系fachb-905会抑制小球藻的生长从而成为优势种,而小球藻却会战胜非产毒微囊藻品系fachb-469而占据主导地位。3、200μg/l及以上浓度的mc-lr对小球藻生长会产生明显的抑制作用,并且随着mc-lr浓度的增大,对小球藻的生长和光合作用的抑制作用也逐渐增强,导致小球藻光化学效率下降。与mc-lr对小球藻的抑制作用相比,能够产生相同浓度mc-lr的m.aeruginosafachb-905藻细胞破碎液对小球藻生长和光合作用表现出更强的抑制作用,而m.aeruginosafachb-905藻滤液对小球藻的生长和光合作用在相同温度(25℃)下没有显著影响。4、不同浓度的产毒微囊藻品系fachb-905与在富营养化河道采集的混合浮游动物种群共培养时,枝角类和轮虫类的丰度都随微囊藻细胞密度的增加和培养时间的延长而逐渐下降,但桡足类种群的丰度却呈现先增加后下降。当在微囊藻中混入小球藻后,三个类群浮游动物丰度均呈先增加后降低的趋势,且其后期降低的速率显著下降。而随着小球藻所占比例(小球藻与微囊藻的细胞比例分别为1/10,1/1和10/1)的增加,微囊藻对各类群浮游动物致死作用越小,浮游动物个体生长量也最大。以上结果表明,全球气候进一步变暖会促进微囊藻水华的爆发,并且可能使通常由产毒品系和非产毒品系共同引发的微囊藻水华朝着使产毒品系占优势地位或成为单一优势种的方向发展;产毒品系所产生的微囊藻毒素对共存的浮游植物及浮游动物均产生毒性效应。因此,气候变暖将加快产毒微囊藻品系在群落中的演替进程,进而加剧生态危害。
【学位授予单位】:温州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X52;X17

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