菹草的抑藻效應(yīng)及其對(duì)富營(yíng)養(yǎng)鹽脅迫的抗性機(jī)制.pdf

1、水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致的藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā)已成為全球極為重要的環(huán)境問(wèn)題。利用高等水生植物化感作用進(jìn)行抑藻已成為國(guó)內(nèi)外藍(lán)藻水華防治的熱點(diǎn)課題之一。
　　為尋找到既能分泌化感物質(zhì)有效抑藻、又能耐受富營(yíng)養(yǎng)鹽脅迫的高等水生植物,本研究通過(guò)廣泛調(diào)查與分析,首次比較系統(tǒng)地探討了世界廣布種—大型沉水植物菹草(Potamogeton crispus)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)鹽脅迫的耐受能力及機(jī)制,比較研究了菹草與不同密度銅綠微囊藻和斜生柵藻混合藻類(lèi)的化感互作效應(yīng)及機(jī)理,

2、在此基礎(chǔ)上,分離與鑒定了菹草中的化感物質(zhì)。取得結(jié)果如下:
　　1.菹草對(duì)富營(yíng)養(yǎng)鹽脅迫的耐性研究結(jié)果表明:菹草對(duì)富營(yíng)養(yǎng)鹽脅迫具有比較強(qiáng)的耐性,特別是在中富營(yíng)養(yǎng)鹽條件下,菹草生物量顯著增大,與對(duì)照組相比,增大了10.58％,具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;但在重富 N,重富 P,重富 N、P環(huán)境下菹草生物量均明顯降低,與對(duì)照組相比,分別減少了7.58%,8.18%和9.93%?？寡趸?CAT和 POD活性以及 MDA含量測(cè)定提示,中富營(yíng)養(yǎng)時(shí),

3、菹草可能通過(guò)增強(qiáng)抗氧化酶的表達(dá)來(lái)抵抗?fàn)I養(yǎng)鹽的脅迫,從而使其本身達(dá)到最好的生長(zhǎng)狀態(tài);而在重富營(yíng)養(yǎng)鹽條件下,CAT和 POD活性大幅下降, MDA含量明顯升高,說(shuō)明重富營(yíng)養(yǎng)鹽脅迫可能超過(guò)了菹草的抵抗能力,導(dǎo)致菹草生物量的下降。因此,菹草對(duì)于中度富營(yíng)養(yǎng)鹽水體的生物修復(fù)有著極其重要的研究意義。
　　2.菹草與復(fù)合藻的化感互作效應(yīng)及機(jī)理研究結(jié)果表明:菹草與藻類(lèi)在中富營(yíng)養(yǎng)鹽條件下存在相互的化感作用。在復(fù)合藻類(lèi)起始藻密度為105 cells m

4、L-1時(shí),菹草通過(guò)化感物質(zhì)的分泌強(qiáng)烈抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng),尤其是對(duì)銅綠微囊藻的抑制效果極為顯著;在起始藻密度為103 cells mL-1時(shí),可能是未達(dá)到刺激化感物質(zhì)分泌的閾值,菹草和藻類(lèi)均能正常生長(zhǎng),與各自對(duì)照組相比沒(méi)有顯著性差異;而當(dāng)起始藻密度為107 cells mL-1時(shí),抑藻效果大幅下降,菹草生物量減少,表現(xiàn)為藻類(lèi)對(duì)菹草的化感抑制作用(排除了光照和營(yíng)養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng))?？寡趸?CAT和 POD活性以及 MDA含量測(cè)定提示,在起始藻密度為1

5、05 cells mL-1時(shí),菹草對(duì)藻類(lèi)造成的氧化損傷明顯;而當(dāng)起始藻密度為107 cells mL-1時(shí),則是藻類(lèi)使菹草氧化壓力增加。提示對(duì)水華藻類(lèi)的治理應(yīng)從預(yù)防著手,早期進(jìn)行,才能收到較好的效果。
　　3.菹草中化感物質(zhì)的分離、鑒定通過(guò)有機(jī)溶劑萃取、大孔樹(shù)脂吸附、洗脫劑洗脫、GC-MS測(cè)定得知:菹草中主要化感物質(zhì)有異丙叉丙酮、雙丙酮醇、4-甲基苯戊酮、β-甲基萘、單硬脂酸甘油酯等。這些物質(zhì)結(jié)構(gòu)中均含不飽和雙鍵,易導(dǎo)致自由基的鏈