女貞子浸提液對銅綠微囊藻化感抑制作用與機理的研究.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)淡水富營養(yǎng)化程度不斷加劇，藻類水華不斷爆發(fā)，以銅綠微囊藻水華最為常見。尋求安全可靠、高效廉價的水華控制方法一直是水生態(tài)保護領(lǐng)域的熱點課題。陸生植物來源廣生物量大，其化感抑藻作用快速易控危害小，因而利用陸生植物進行化感抑藻成為水華控制的新途徑。本文以水華優(yōu)勢種----銅綠微囊藻為對象，首次系統(tǒng)地研究了女貞子浸提液對銅綠微囊藻的化感抑制作用及機理。通過女貞子浸提液及其制備條件對銅綠微囊藻生長影響的實驗確定了女貞子浸提液的抑藻作

2、用，并建立了化感抑藻模型。通過對女貞子浸提液的逐級分離和活性測試，篩選出了有效化感物質(zhì)并進行了結(jié)構(gòu)鑒定。同時，從銅綠微囊藻細胞的生理學和形態(tài)學等方面對女貞子浸提液的抑藻機理進行了探討。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了5個濃度水平的女貞子浸提液(0.25，0.5，1.0，2.0，4.0 g·L-1)對銅綠微囊藻的抑制作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：所有處理組的藻細胞密度、葉綠素熒光強度和比例、代謝活力在一定時間內(nèi)均出現(xiàn)較明顯下降，用濃度2.0g·

3、L-1和4.0 g·L-1的女貞子浸提液處理25天后的組分均檢測不出藻細胞； PI染色和電鏡觀察:處理一天后的組分中，細胞膜開始出現(xiàn)破裂，并隨著處理時間和劑量的增加而愈趨嚴重；濃度0.25 g·L-1的浸提液能夠減緩藻細胞生長，屬于“阻止型抑制劑”，濃度0.5g·L-1及以上的浸提液可以直接殺死藻細胞，屬于“殺死型抑制劑”。結(jié)果表明:女貞子浸提液能夠損壞藻細胞膜、影響藻細胞的光合作用效率和分裂增殖、降低藻細胞的酯酶活力，從而減緩藻細胞的

4、生長或直接殺死藻細胞。⑵研究女貞子浸提液的化感效應(yīng)和營養(yǎng)鹽效應(yīng)，建立化感抑藻模型。用不同前處理方法得到的女貞子浸提液，以梯度濃度方式加入相同接種量的銅綠微囊藻培養(yǎng)液中，進行化感抑藻測試。正交實驗結(jié)果表明，女貞子浸提液的不同前處理方式對其抑藻效果有很大影響，抑藻效果最好(EC50=0.344)的前處理方式為:滅菌后在光照條件下無氧浸提。梯度試驗表明，不同前處理方法得到的女貞子浸提液具有不同的營養(yǎng)鹽效應(yīng)，滅菌制備組中低濃度浸提液的營養(yǎng)鹽效應(yīng)

5、很弱;而不滅菌處理得到的浸提液特別在高濃度添加量時，營養(yǎng)鹽效應(yīng)相對較強。不同處理方法得到的女貞子浸提液的化感抑藻效果有顯著性差異;同組處理方法得到的浸提液，在不同添加濃度下也表現(xiàn)出差異顯著的抑藻效果。用8組不同前處理6組不同添加濃度的浸提液抑藻結(jié)果建立毒理數(shù)據(jù)庫，以An-Johnson-Lovetthormesis model與Logistic growth model相結(jié)合進行非線性擬合。結(jié)果顯示，女貞子浸提液最低濃度的輕度促進作用和

6、高濃度的快速抑制作用在擬合曲線中均有體現(xiàn)，各組的抑藻效果與模型有很好的擬合。⑶采用“萃取分離”與“活性跟蹤”相結(jié)合的方法對女貞子浸提液中的抑藻成分進行初分離。結(jié)果表明，石油醚相和氯仿相對銅綠微囊藻無抑制作用，乙酸乙酯相的抑藻效果不顯著，正丁醇相和水相在15天后的抑藻率分別為97.14％和100％。正丁醇相和水相對藻細胞中葉綠素a、藻藍蛋白、別藻藍蛋白、藻紅蛋白的抑制率超過80％，使Ca2+Mg2+-ATPase酶活顯著降低，使超氧化物歧

7、化酶活力先升后降、過氧化物酶與過氧化氫酶的活力升高;水相組分在10天后檢測不到藻細胞酶活。從而推斷，正丁醇相和水相的抑藻機制可能是其中的有效成分能夠消減藻細胞的光合色素，造成線粒體Ca2+外流，引起脂類過氧化，進而引起細胞膜損傷。PI染色證明，正丁醇相和水相能嚴重破壞藻細胞的細胞膜，其中的有效成分屬于殺死型抑藻劑。⑷利用天然產(chǎn)物分離手段，對女貞子浸提液中的有效化感物質(zhì)進行逐級分離。結(jié)果表明，水相7-1號細分組分的抑藻率近100％，經(jīng)純化