两种海洋常见硅藻间的他感作用研究及他感物质初探

发布时间：2018-12-07 20:57

【摘要】：海洋浮游植物间的他感作用可能是赤潮藻相对竞争者取得生长优势的关键因素,在赤潮形成过程中发挥重要作用。他感物质是浮游植物产生他感作用的媒介,是他感作用研究中的关键问题。由于很难对滤液中的有效化学物质进行分离和纯化,尽管浮游植物他感作用的研究日益广泛,目前他感物质的性质和结构仍存在很多未知。并且,目前对常见赤潮浮游植物他感物质的研究多集中于蓝藻和甲藻,对硅藻他感物质的研究很少。本文选取两种中国近海常见的赤潮肇事硅藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus),作为研究对象,探讨二者之间的他感作用和他感物质。首先,本实验采用滤液培养的方法,研究这两种硅藻之间是否存在他感效应。结果表明,在f/2培养条件下,旋链角毛藻指数后期的无藻细胞滤液对中肋骨条藻的生长有显著抑制作用,随着旋链角毛藻滤液比例的增大,中肋骨条藻的细胞粒径有减小的趋势；同样培养条件下,中肋骨条藻指数末期滤液对旋链角毛藻的生长速率和细胞粒径均无显著影响,表明中肋骨条藻对旋链角毛藻没有他感作用。本实验结果可作为硅藻间存在他感现象的证据。第二,在已知存在他感作用的前提下,进行了温度、生长时期、光照、细菌等因素对旋链角毛藻他感物质的影响实验,以及滤液中他感物质的萃取和效应检验。结果表明,旋链角毛藻的他感物质在50℃以下保持稳定；旋链角毛藻指数期滤液他感作用强于衰亡期,表明旋链角毛藻指数期产生并释放更多他感物质：光和细菌均能引起旋链角毛藻他感物质的降解,二者相比,细菌能够降解更多的他感物质;旋链角毛藻的乙酸乙酯萃取物具有明显的他感活性,且该萃取物在255-260nm处有最大吸收峰；建立了一个数学模型,来拟合中肋骨条藻的抑制率与旋链角毛藻他感物质浓度的关系,计算得到模型中各参数的物理意义,模型拟合结果与实验结果较为符合。综合以上实验结果,推测旋链角毛藻他感物质可能为分解温度在50℃以上的易被光和细菌降解的含氮苯衍生物。本实验为进一步提取旋链角毛藻他感物质提供实验基础。第三,在保证他感物质稳定存在的前提下,从旋链角毛藻藻体中提取活性物质,并研究各提取物对中肋骨条藻生长的影响。结果表明：旋链角毛藻的酚类、萜类、生物碱提取物抑制中肋骨条藻的生长;旋链角毛藻的多糖提取物对中肋骨条藻的生长没有影响；根据中肋骨条藻在提取物中的生长曲线与滤液中生长曲线的对比,结合中肋骨条藻细胞形态的变化,推测旋链角毛藻对中肋骨条藻起作用的他感物质是生物碱。本实验考察了旋链角毛藻藻体中对中肋骨条藻有他感活性物质的类型。第四,通过条件摸索和生物效应检验,对旋链角毛藻滤液中的他感物质进行了分离与富集,并对他感物质的结构进行了鉴定。结果表明：小体积培养和easy计数方法可以应用于他感物质的生物效应检测：Si-SPE柱对旋链角毛藻滤液的分离效果较好,洗脱剂为乙酸乙酯；Sephadex-25柱对旋链角毛藻乙酸乙酯组分的分离效果较好,洗脱剂为Q水；旋链角毛藻Sephadex-25柱分离的F-1Ⅱ组分经C18柱分离,选取保留时间为10-14min的组分进行成分鉴定;旋链角毛藻他感物质可能的分子量为314,他感物质可能为酰胺类物质2-((2-cyanophenyl)amino)-2-oxoethyl,3-cyclohexyl propanoate。综上所述,本论文系统研究了海洋常见赤潮硅藻旋链角毛藻和中肋骨条藻间的他感作用现象和性质,建立了一套从滤液中提取、分离、富集他感物质的方法,对有效的他感物质组分进行了筛选和成分鉴定。以上工作对于评估他感效应在海洋浮游植物种间竞争以及赤潮过程中的作用具有重要意义,并可以为赤潮生物治理提供思路。
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【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X55

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