四种水华蓝藻磷吸收存储机制研究

发布时间：2017-06-22 16:16

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【摘要】：铜绿微囊藻、水华束丝藻、水华鱼腥藻以及群体微囊藻为滇池中的几种典型优势水华蓝藻,营养物质的过量、频繁输入引起蓝藻水华暴发,磷被认为是浮游植物生长的第一限制性营养元素,因此,深入研究不同磷源对不同水华蓝藻的生理生化响应,有助于进一步了解蓝藻磷代谢机制与其竞争关系。本文研究了四种水华蓝藻分别对正磷酸盐、聚磷酸盐、有机磷酸盐、复合磷源的吸收利用方式,以及四种水华蓝藻对三种不同形态磷的吸收存储动力学,试图揭示不同水华蓝藻对无机磷和有机磷的利用能力。研究结果如下：(1)通过测定不同培养时期铜绿微囊藻细胞内的正磷酸盐浓度和总磷浓度,发现正磷酸盐浓度均占总磷浓度的很大份额,说明在一定磷浓度范围内,铜绿微囊藻能够大量摄入正磷酸盐,且体内主要的磷形态是以正磷酸盐存在。比较单细胞和群体微囊藻两种不同形态微囊藻粘液层和细胞膜内正磷酸盐测定结果,表明微囊藻细胞吸收的正磷酸盐主要储存于细胞膜外的黏液层中。(2)分析研究了四种水华蓝藻分别对聚磷酸盐的吸收利用方式,结果表明,焦磷酸钠在四种水华蓝藻胞外能够很快的被降解为正磷酸盐,且其降解速率远大于自然光降解速率,培养一段时间后,胞外总磷浓度基本上等于正磷酸盐浓度,说明聚磷酸盐是在胞外先被降解为正磷酸盐再被四种水华蓝藻吸收利用。(3)比较β-甘油磷酸钠培养下,四种水华蓝藻胞外溶液中正磷酸盐浓度的变化,发现铜绿微囊藻和水华束丝藻胞外正磷酸盐浓度迅速增大,8天左右达到最大值并等于总磷浓度,对比藻细胞外正磷酸盐浓度与自然光降解下正磷酸盐浓度的变化,发现藻细胞的存在大大加剧了β-甘油磷酸钠的降解,说明铜绿微囊藻和水华束丝藻需将其先在胞外降解为正磷酸盐再吸收利用,而水华鱼腥藻和群体微囊藻细胞外正磷酸盐浓度增加量非常小,且在培养前期,其值小于自然光降解下的正磷酸盐浓度值,但总磷浓度一直随培养时间的增加而减小,最终保持不变,说明水华鱼腥藻和群体微囊藻对β-甘油磷酸钠的吸收利用方式有两种,一种是直接吸收利用,另一种是先降解再吸收利用,但以直接吸收利用为主。(4)不同配比的复合磷源处理下,铜绿微囊藻和水华束丝藻胞外总磷浓度在一直下降,同时正磷酸盐浓度均有一定幅度的增加,后与总磷浓度相等,说明铜绿微囊藻和水华束丝藻在吸收利用正磷酸盐的同时将胞外的有机磷降解为藻细胞可直接吸收利用的磷形态,水华鱼腥藻和群体微囊藻细胞外的总磷浓度和正磷酸盐浓度均同步减小,且总磷浓度的减小量远大于正磷酸盐浓度的减小量,说明水华鱼腥藻和群体微囊藻在吸收利用正磷酸盐的同时也直接吸收胞外有机磷；四种水华蓝藻在不同配比的复合磷源下的生长曲线表明,纯有机磷实验组藻细胞生物量最小,纯无机磷实验组次之,不同配比的复合磷源对四种水华蓝藻的生长均有一定的促进作用,说明适当配比的复合磷源下的藻类生长状况比单一形态磷源下更能促进藻类生长和繁殖,有利于水华的形成。(5)四种水华蓝藻分别在三种不同形态磷源下的吸收存储动力学常数Km和最大吸收速率Vmax、值表明, 铜绿微囊藻、水华束丝藻和水华鱼腥藻对正磷酸盐的亲和力最强,而群体微囊藻对β-甘油磷酸钠的Km值最小,对焦磷酸钠的Km值最大,但是对正磷酸盐的最大吸收速率Vmax最大,对焦磷酸钠的最大吸收速率也最小,说明群体微囊藻对正磷酸盐和有机磷的亲和力均大于焦磷酸钠,且在一定磷浓度范围内,随胞外磷浓度的增加,四种水华蓝藻对三种不同形态磷源的吸收存储量亦不断增大。几种水华蓝藻在三种不同形态磷源下的比生长速率实验结果显示,四种水华蓝藻在正磷酸盐下的比生长速率最大,生长状况最好,有机磷实验组的比生长速率最小,铜绿微囊藻在低磷浓度生长状况最好,其他三种藻类的比生长速率随胞外磷浓度增加稍有增大,但无显著性差异,说明在磷充裕时,藻类优先选择吸收利用的是正磷酸盐,在磷缺陷时期,四种水华蓝藻蓝藻均可吸收利用其他形态的磷(聚磷酸盐和有机磷),来供藻体正常生长繁殖,且胞外磷浓度的不同均对藻类生长无明显影响。
【关键词】：蓝藻水华 磷代谢 动力学 微囊藻 束丝藻
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52;Q945
【目录】：

• 摘要3-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 水体富营养化与蓝藻水华12-15
• 1.1.1 水体富营养化12-13
• 1.1.2 水华蓝藻13-15
• 1.2 蓝藻水华磷代谢研究进展15-17
• 1.2.1 水体中的磷15-16
• 1.2.3 磷与水华蓝藻16-17
• 1.3 蓝藻对营养盐的吸收与响应17-19
• 1.3.1 营养盐对藻类生长及生理特征的影响17
• 1.3.2 影响营养盐吸收的内外因素17-18
• 1.3.3 藻类对磷限制响应的适应性机制18-19
• 1.3.4 藻类对营养盐吸收动力学模型19
• 1.4 本研究的基本思路19-21
• 第二章 滇池水华优势蓝藻磷存储位点研究21-29
• 2.1 材料与方法22-25
• 2.1.1 药品与仪器22
• 2.1.2 实验所用藻种及藻种培养22-23
• 2.1.3 实验设计23
• 2.1.4 单细胞铜绿微囊藻生长曲线测定23
• 2.1.5 P标准工作曲线的建立23-24
• 2.1.6 藻体内正磷酸盐测定24-25
• 2.1.7 藻细胞外粘液层或胶鞘的破坏25
• 2.1.8 藻细胞内总磷的测定25
• 2.1.9 数据分析25
• 2.2 结果25-27
• 2.2.1 铜绿微囊藻主要磷储存形态25-26
• 2.2.2 铜绿微囊藻蓄积正磷酸盐存储位点26-27
• 2.3 讨论27-28
• 2.4 小结28-29
• 第三章 滇池水华优势蓝藻磷吸收利用机制29-50
• 3.1 材料与方法29-31
• 3.1.1 药品与仪器29-30
• 3.1.2 藻种及藻种培养30
• 3.1.3 实验设计30
• 3.1.4 磷的测定30
• 3.1.5 藻细胞生长量的测定30-31
• 3.1.6 实验数据31
• 3.2 实验结果31-46
• 3.2.1 四种水华蓝藻对聚合磷酸盐的吸收利用方式31-35
• 3.2.2 四种水华蓝藻对有机磷酸盐的吸收利用方式35-41
• 3.2.3 四种水华蓝藻对复合磷源的吸收利用方式41-46
• 3.3 讨论46-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 滇池水华优势蓝藻磷存储动力学研究50-66
• 4.1 材料与方法50-51
• 4.1.1 药品与仪器50
• 4.1.2 实验设计50
• 4.1.3 藻细胞生长量的测定50
• 4.1.4 实验数据50-51
• 4.2 实验结果51-62
• 4.2.1 铜绿微囊藻磷吸收存储动力学51-53
• 4.2.2 水华束丝藻磷吸收存储动力学53-56
• 4.2.3 水华鱼腥藻磷吸收存储动力学56-59
• 4.2.4 群体微囊藻磷吸收动力学59-62
• 4.3 讨论62-64
• 4.4 本章小结64-66
• 第五章 结论与展望66-69
• 5.1 结论66-67
• 5.2 创新点67-68
• 5.3 研究展望68-69
• 参考文献69-78
• 致谢78

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1 宋立荣;张婷;郑凌凌;;水华蓝藻何以肆虐?[J];生命世界;2007年08期

2 林q

本文编号：472393