小球藻（Chlorella vulgaris）與共棲異養(yǎng)細菌相互作用及其對UV-B輻射增強的響應.pdf

1、海水養(yǎng)殖過程中，由于過分注重生態(tài)系生物結(jié)構(gòu)中的部分因子(養(yǎng)殖對象)，削弱甚至排除了調(diào)節(jié)生態(tài)平衡的其它因子，簡化了生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，切斷了物質(zhì)循環(huán)路線，造成生態(tài)平衡破壞，環(huán)境惡化。給經(jīng)濟和社會發(fā)展帶來巨大損失。如何改善整個養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化養(yǎng)殖模式，促進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展，已成為世界各國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)共同關注的焦點問題。因臭氧衰減而導致的UV-B(280nm-320nm)輻射增強是目前頗受關注的全球性的重大環(huán)境問題之一。研究表明，UV-B輻

2、射增強對浮游植物和浮游細菌的生長有明顯的調(diào)控作用。 本文以我國常見餌料微藻-小球藻(Chlorella vulgaris)為實驗對象，采用實驗生態(tài)學的方法探討了微藻與共棲異養(yǎng)細菌之間相互作用以及對UV-B輻射增強的響應。以期為闡明UV-B輻射增強對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響機制提供科學依據(jù)，同時為海水養(yǎng)殖的生態(tài)修復技術(shù)提供理論支持。研究結(jié)果如下： 1.利用生態(tài)毒理學方法研究了小球藻和共棲異養(yǎng)細菌對抗生素的敏感性差異及建立小球

3、藻無菌體系的方法。結(jié)果表明：建立小球藻無菌系的適宜抗生素為青霉素、慶大霉素、卡那霉素、新霉素。通過涂平板挑取單克隆小球藻個體去除霉菌后，將小球藻培養(yǎng)液進行稀釋過濾處理，依次加入法加入100IU的青霉素、慶大霉素、卡那霉素，分別處理兩次，獲得了無菌的小球藻藻株。 2.小球藻除菌后，生長規(guī)律發(fā)生明顯變化。除菌藻的阻滯期、對數(shù)期和穩(wěn)定期都明顯延長，最大細胞密度增加。UV-B輻射脅迫改變了自然帶菌藻和除菌藻的生長規(guī)律。0.2 J/m2

4、-0.8J/m2的UV-B輻射促進自然帶菌藻和除菌小球藻的生長，相同劑量對自然帶菌藻的促進作用更大;大于1.6J/m2的UV-B輻射劑量，抑制二者的生長，相同劑量對除菌藻的抑制作用較大。 3.利用微生物學方法研究了小球藻不同生長時期共棲異養(yǎng)細菌的菌屬組成和數(shù)量特征。結(jié)果如下：小球藻對異養(yǎng)細菌有明顯的菌屬選擇性。小球藻的共棲異養(yǎng)細菌群落由芽孢桿菌屬、氣單胞菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬和產(chǎn)堿桿菌屬組成。革蘭氏陰性菌占據(jù)絕對優(yōu)勢，約為

5、91.9％；小球藻的阻滯期、穩(wěn)定期和衰退期的優(yōu)勢菌屬為假單胞菌屬，芽孢桿菌屬為小球藻對數(shù)期優(yōu)勢菌；總菌數(shù)由大到小的順序為：衰退期>穩(wěn)定期>阻滯期>對數(shù)期。 4.研究了小球藻不同生長時期共棲異養(yǎng)細菌的群落特征對UV-B輻射增強的響應變化。所有處理組3.2J/m2和小球藻對數(shù)期1.6J/m2的UV-B處理可以完全滅殺小球藻培養(yǎng)液中的氣單胞菌；隨UV-B輻射增強，小球藻阻滯期優(yōu)勢菌屬由假單胞菌屬逐漸被芽孢桿菌屬代替。穩(wěn)定期和衰退期則

6、為假單胞菌屬-黃桿菌屬-芽孢桿菌屬；隨UV-B輻射增強，各生長期總菌數(shù)逐漸下降，以對數(shù)期下降最為明顯。 5.運用生態(tài)毒理學方法和統(tǒng)計學方法研究了小球藻與共棲異養(yǎng)細菌之間的相互作用以及對UV-B輻射增強的響應變化。結(jié)果表明：正相互作用和負相互作用同時存在于共培養(yǎng)體系中。小球藻與共棲異養(yǎng)總菌數(shù)的相對增長率的變化總是對立的；隨小球藻起始密度的增加，對細菌的抑制作用逐漸增強；低密度的細菌對小球藻的生長有促進作用，大于10×106cel

7、l/ml時，抑制小球藻的生長。小球藻與不同的共棲異養(yǎng)單株菌的相互作用機制不同，小球藻通過干擾性競爭抑制H1菌株的生長；對H2菌株的作用為資源性競爭；H1和H2菌株對小球藻的作用則分別為資源性競爭和干擾性競爭。 6.UV-B輻射改變了小球藻與共棲異養(yǎng)細菌間的相互作用。低于0.8J/m2的UV-B輻射劑量處理有利于小球藻的生長而對異養(yǎng)細菌有抑制作用，且隨UV-B輻射劑量的增加，這種促進和抑制效應愈加明顯。UV-B輻射處理影響小球藻

8、與共棲異養(yǎng)單株菌的作用機制。小球藻濾液經(jīng)UV-B輻射處理后，對H1菌株的抑制作用減輕，對H2菌株生長沒有影響；H1，H2菌株濾液經(jīng)UV-B輻射處理后，培養(yǎng)的小球藻生長規(guī)律沒有發(fā)生明顯改變。 7.生態(tài)毒理學方法和交叉培養(yǎng)法研究了菌株H2的密度效應響應機制以及影響密度效應的因素。結(jié)果顯示：H2菌株通過分泌化學物質(zhì)來實現(xiàn)自我行為調(diào)節(jié)和對小球藻的抑制效應，細菌的密度和分泌到培養(yǎng)液中的化學物質(zhì)的濃度是能否啟動調(diào)節(jié)機制的必要條件。