碱性磷酸酶对针杆藻摄磷的作用及其影响因素

发布时间：2017-08-18 06:06

  本文关键词：碱性磷酸酶对针杆藻摄磷的作用及其影响因素

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【摘要】：三峡水库自2003年蓄水以来,一部分支流库湾出现了富营养化和藻华的现象。嘉陵江是三峡库区的最大支流,也是重要的饮用水源,近年来频繁爆发硅藻水华,导致自来水厂出现严重堵塞滤池的问题,水质安全受到威胁,因此需要对嘉陵江回水区藻华爆发机理进行深层次的研究。以往研究发现总磷比总氮能更好的预测藻类密度的变化,但是其相关性并不显著。碱性磷酸酶在藻类利用有机磷的过程中扮演的很重要的角色,它能水解部分有机磷转化为无机正磷酸盐。因此研究嘉陵江回水区优势藻种的碱性磷酸酶活性及其与生长的关系对理解藻类爆发的机理有重要意义。本文研究了无磷条件及三种不同形态的有机磷对嘉陵江回水区优势藻种针杆藻和常见水华优势藻种铜绿微囊藻的生长,碱性磷酸酶活性及有机磷吸收的影响,并研究了pH值、温度、初始磷浓度、氮磷比及流速对针杆藻的生长、碱性磷酸酶活性及有机磷吸收的影响。分析了碱性磷酸酶在针杆藻利用有机磷过程中的作用及其成为优势藻种的原因,主要得出了以下结论:(1)在无磷或者磷限制的环境中,针杆藻比铜绿微囊藻更易存活,这是因为针杆藻吸收大量磷源储存在细胞内,使针杆藻在磷限制条件下仍有可利用的磷源,而且无磷条件诱导针杆藻提高碱性磷酸酶的活性,这使得针杆藻在无磷和磷限制条件下占据生存优势。针杆藻表达碱性磷酸酶的敏感度和能力都要强于铜绿微囊藻,这使针杆藻在与其他藻种竞争生物可利用的有机磷源的过程中占据优势。(2)针杆藻组在有磷源的条件下碱性磷酸酶(APA)和细胞密度显著或极显著正相关,这说明APA在细胞利用磷源生长的过程中的作用很重要,而且在藻类可利用的有机磷源条件下,这种相关性越显著。但是这种相关性的得出是在针杆藻处于正磷酸盐缺乏及环境中的有机磷为其可利用的形态的条件下。(3)藻类细胞的存活状态也会影响碱性磷酸酶的表达。当细胞生长状况不佳时也会抑制碱性磷酸酶的表达,从而影响对有机磷的吸收利用。针杆藻的细胞生长情况较好时,一般对有机磷的吸收情况也较好,但是其碱性磷酸酶活性并不一定最高,因为碱性磷酸活性受环境中正磷酸盐浓度诱导或者抑制。(4)两种藻类的细胞密度和上清液总磷浓度呈显著或极显著负相关。这是因为针杆藻和铜绿微囊藻都可以利用这4种磷源进行生长。但是当胞外总磷的形态中存在其他生物不可利用的有机磷源时,这种相关性不一定存在。(5)根据以往对嘉陵江水环境指标的长期监测,可以看出嘉陵江3-5月份水温保持在20摄氏度左右,水体呈弱碱性,全年氮营养也满足生长需求,因此温度,pH,总氮都有利于藻类的生长。嘉陵江部分采样点在3月份表现出磷限制,而且3月份开始流速有所升高,此时也是嘉陵江硅藻水华爆发的时间,针杆藻的碱性磷酸酶对水体中的磷含量地变化很敏感,能够及时诱导,提升碱性磷酸酶的活性,增加了其在磷限制条件下的利用有机磷的能力,较其他藻种具有生长优势,而且针杆藻在较高流速下也可以较好地生长,比其他的藻类更能适应流速的变化,这也许是其成为优势藻种的原因之一。
【关键词】：嘉陵江回水区 藻华 针杆藻 碱性磷酸酶 有机磷利用
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52;X173
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 研究背景10-11
• 1.1.1 三峡水库简介10
• 1.1.2 三峡水库水环境现状10-11
• 1.2 国内外研究现状11-20
• 1.2.1 三峡库区水华研究现状11-14
• 1.2.2 磷对藻类生长的影响14-16
• 1.2.3 碱性磷酸酶的生态功能16
• 1.2.4 碱性磷酸酶对藻类生长的影响16-20
• 1.3 课题的提出20-21
• 1.4 课题研究的目的和意义21-22
• 1.5 技术路线22-24
• 2 试验材料与检测方法24-28
• 2.1 仪器和材料24-25
• 2.1.1 主要仪器和设备24
• 2.1.2 材料24-25
• 2.2 试验测量指标和检测方法25-28
• 2.2.1 常规指标的测定25
• 2.2.2 藻类生物量的测定25-26
• 2.2.3 碱性磷酸酶活性的测定26-28
• 3 无磷条件下针杆藻和铜绿微囊藻的生长和碱性磷酸酶活性的变化28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 试验步骤28
• 3.3 细胞密度的变化28-30
• 3.4 碱性磷酸酶活性变化30-31
• 3.5 各指标的相关性分析31-32
• 3.6 本章小结32-34
• 4 不同形态有机磷对针杆藻和铜绿微囊藻的生长、碱性磷酸酶活性及磷源吸收的影响34-44
• 4.1 引言34
• 4.2 实验步骤34
• 4.3 细胞密度的变化34-36
• 4.4 碱性磷酸酶活性的变化36-39
• 4.5 培养基中胞外总磷的变化39-40
• 4.6 各指标的相关性分析40-42
• 4.7 本章小结42-44
• 5 环境因子对针杆藻的生长、碱性磷酸酶活性和有机磷吸收的影响44-68
• 5.1 引言44
• 5.2 实验步骤44
• 5.3 PH对针杆藻的生长和碱性磷酸酶活性及有机磷吸收的影响44-49
• 5.3.1 细胞密度的变化45-46
• 5.3.2 碱性磷酸酶活性的变化46-47
• 5.3.3 胞外总磷的变化47-48
• 5.3.4 各指标相关性分析48-49
• 5.4 温度对针杆藻的生长、碱性磷酸酶活性及有机磷吸收的影响49-52
• 5.4.1 细胞密度的变化49-50
• 5.4.2 碱性磷酸酶活性的变化50
• 5.4.3 胞外总磷的变化50-51
• 5.4.4 各指标的相关性分析51-52
• 5.5 初始有机磷浓度对针杆藻生长、碱性磷酸酶活性及有机磷吸收的影响52-56
• 5.5.1 细胞密度的变化52-53
• 5.5.2 碱性磷酸酶活性的变化53-55
• 5.5.3 胞外总磷的变化55
• 5.5.4 各指标线相关性分析55-56
• 5.6 氮磷比对针杆藻生长、碱性磷酸酶活性及有机磷吸收的影响56-59
• 5.6.1 细胞密度的变化56-57
• 5.6.2 碱性磷酸酶活性的变化57-58
• 5.6.3 胞外总磷的变化58
• 5.6.4 各指标线相关性分析58-59
• 5.7 流速对针杆藻的生长、碱性磷酸酶活性及有机磷吸收的影响59-64
• 5.7.1 细胞密度的变化60-62
• 5.7.2 碱性磷酸酶活性的变化62
• 5.7.3 胞外总磷的变化62-63
• 5.7.4 各指标线相关性分析63-64
• 5.8 本章小结64-68
• 5.8.1 pH的影响64-65
• 5.8.2 温度的影响65
• 5.8.3 初始有机磷浓度的影响65-66
• 5.8.4 氮磷比的影响66
• 5.8.5 流速的影响66-68
• 6 结论与建议68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 建议69-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-80
• 附录80
• A. 作者在攻读硕士学位论文期间发表的论文80
• B. 作者在攻读硕士学位论文期间参与的科研项目80

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本文编号：692980