不同氮浓度下螺旋霉素和铜绿微囊藻的相互作用研究

发布时间：2017-09-17 18:39

  本文关键词：不同氮浓度下螺旋霉素和铜绿微囊藻的相互作用研究

  更多相关文章： 复合污染 微囊藻毒素 抗氧化系统 生物降解 发光细菌试验

【摘要】：通常认为蓝藻暴发受到多种水环境因子调控,其中以氮营养为最主要的水环境因子。蓝藻的原核生物属性导致其对抗生素十分敏感。抗生素类污染物可能是调控蓝藻暴发的新兴环境因子。但水环境因子和抗生素对蓝藻的联合调控效应和机制尚未见报道。本论文选定螺旋霉素作为目标抗生素,选定水华蓝藻模式种铜绿微囊藻为目标藻种,选定氮作为目标水环境因子。通过7天曝露试验,研究不同氮浓度下铜绿微囊藻和螺旋霉素污染物之间的相互作用效应和机制。在0.5～50 mg/L的氮浓度范围内,氮浓度(p0.05)显著影响螺旋霉素对铜绿微囊藻的毒性。在氮浓度为0.5 mg/L条件下,螺旋霉素毒性最低。此时,0.1μg/L的螺旋霉素在藻细胞中产生了毒物兴奋效应。方差分析表明,氮和螺旋霉素这两个因素在调控藻细胞叶绿素a和蛋白质的合成、微囊藻毒素的合成和释放、ntcA及mcyB基因的表达过程中,有显著的交互作用(p0.05)。氮通过调节藻细胞蛋白质合成,显著影响螺旋霉素对藻细胞的毒性(p0.05)。叶绿素a、psbA基因和rbcL基因对螺旋霉素的响应,表明光合系统在螺旋霉素调控藻细胞生长的过程中发挥重要作用。此外,氮浓度显著调控(p0.05)铜绿微囊藻对螺旋霉素的抗氧化应激及其对螺旋霉素的生物降解。在0.5 mg/L的氮浓度下,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的上升可以有效减轻0.1和0.4 μg/L的螺旋霉素对藻细胞造成的氧化损伤,降低螺旋霉素的毒性和藻细胞中丙二醛的含量。在5-50mg/L的氮浓度下,0.4 μg/L的螺旋霉素抑制过氧化氢酶的活性。藻细胞中过氧化氢累积导致比生长速率显著下降(p0.05),丙二醛含量上升。谷胱甘肽含量及谷胱甘肽S转移酶的活性上升,伴随着藻细胞对螺旋霉素的降解,表明可能与降解存在关联。铜绿微囊藻对螺旋霉素的7天降解百分比在8.9%到29.6%之间,降解百分比随着氮浓度上升和螺旋霉素浓度下降而出现上升趋势。根据发光细菌实验,0.1 μg/L的螺旋霉素在0.5 mg/L的氮浓度下,可以通过刺激藻细胞的生长和促进藻毒素的合成和释放,显著增强铜绿微囊藻的生物毒性p0.05)。0.4 μg/L的螺旋霉素在5-50 mg/L的氮浓度下,通过抑制藻细胞生长、藻毒素的合成、ntcA和mcyB基因的表达,显著降低了铜绿微囊藻的毒性(p0.05)。研究结果表明,在低氮条件下,治理铜绿微囊藻污染时需要去除共存的螺旋霉素污染物。
【关键词】：复合污染 微囊藻毒素 抗氧化系统 生物降解 发光细菌试验
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52;X173
【目录】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 引言11-22
• 1.1 概述11-12
• 1.2 蓝藻水华12-16
• 1.2.1 蓝藻水华的危害12-13
• 1.2.2 水环境因子对蓝藻水华的影响13
• 1.2.3 蓝藻毒素13-16
• 1.3 水环境中的抗生素污染16-18
• 1.3.1 水环境中的抗生素类污染物16-17
• 1.3.2 抗生素污染物的检测17-18
• 1.4 有机物与藻类的相互作用18-19
• 1.5 抗生素污染物对蓝藻的调控效应19
• 1.6 研究目的、研究内容和技术路线19-22
• 1.6.1 研究目的19-20
• 1.6.2 研究内容20-21
• 1.6.3 技术路线21-22
• 第二章 试验材料与方法22-28
• 2.1 生长抑制试验22-23
• 2.2 细胞响应试验23-25
• 2.3 抗氧化系统的响应分析25
• 2.4 螺旋霉素降解试验25-26
• 2.5 发光细菌毒性试验26-27
• 2.6 数据分析27-28
• 第三章 不同氮浓度下螺旋霉素对铜绿微囊藻生长和细胞合成的作用效应28-45
• 3.1 概述28
• 3.2 试验结果28-40
• 3.2.1 不同氮浓度下螺旋霉素对藻细胞的生长抑制效应28-33
• 3.2.2 氮和低浓度螺旋霉素对藻细胞的联合效应33-40
• 3.3 讨论40-43
• 3.3.1 氮浓度对螺旋霉素毒性的影响40-41
• 3.3.2 氮和低浓度螺旋霉素对铜绿微囊藻光合作用的调控41-42
• 3.3.3 氮和低浓度螺旋霉素对MCS合成和释放的调控42-43
• 3.3.4 氮和低浓度螺旋霉素调控下微囊藻污染变化规律43
• 3.4 结论43-45
• 第四章 不同氮浓度下铜绿微囊藻对螺旋霉素的抗氧化应激和降解效应45-55
• 4.1 概述45
• 4.2 试验结果45-52
• 4.2.1 铜绿微囊藻在不同氮浓度下对螺旋霉素的抗氧化应激45-50
• 4.2.2 不同氮浓度条件下铜绿微囊藻对螺旋霉素的降解50-51
• 4.2.3 铜绿微囊藻和螺旋霉素的联合毒性变化规律51-52
• 4.3 讨论52-54
• 4.3.1 抗氧化应激与螺旋霉素毒性的关系52-53
• 4.3.2 抗氧化应激与藻细胞对螺旋霉素的降解53
• 4.3.3 铜绿微囊藻与螺旋霉素的联合毒性53-54
• 4.4 结论54-55
• 第五章 结论及建议55-57
• 5.1 结论55-56
• 5.2 建议56-57
• 参考文献57-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间发表论文情况69-70
• 学论文评阅及答辩情况表70

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本文编号：871072