富营养化条件下异丙甲草胺对铜绿微囊藻的毒性效应研究

发布时间：2017-10-04 03:15

  本文关键词：富营养化条件下异丙甲草胺对铜绿微囊藻的毒性效应研究

  更多相关文章： 异丙甲草胺 色谱分离 对映体选择性 富营养化 藻毒素 铁元素聚集 mcyD mcyH

【摘要】：因过量施用氮肥导致的富营养化是我国农田土壤和地表水体突出的主要生态环境问题之一,作为广泛使用的异丙甲草胺其生态毒性效应必将面临富营养化效应带来的对映体、养分的协同影响。铜绿微囊藻是淡水水域中形成“赤潮”的主要藻类之一,产生的藻毒素具有毒性大、分布广的特征。因此研究贴近真实环境氮元素浓度时异丙甲草胺的毒性效应及对铜绿微囊藻细胞完整性及微囊藻毒素产生与释放影响差异,有助于了解真实环境中异丙甲草胺的生态毒性效应,可为制定合理的异丙甲草胺水质标准提供理论依据。(1)异丙甲草胺的高效液相色谱分离。本次研究使手性农药异丙甲草胺四个色谱峰达到基线分离,通过改变流动相组成、流速、柱温,得到最佳分离条件为在Chiracel AY-H柱上使用流动相正己烷／乙醇=96：4,流速0.6mL/min,柱温25℃,紫外检测波长230 nm。为研究异丙甲草胺立体异构体的选择性环境行为提供了良好的分析基础。(2)不同氮素水平下Rac-异丙甲草胺与S-异丙甲草胺对铜绿微囊藻细胞完整性及微囊藻毒素产生与释放影响差异研究。氮元素浓度越高,两种构型的异丙甲草胺对铜绿微囊藻的毒性越大。固定氮元素浓度,随着S-异丙甲草胺暴露浓度的增高,extra-MC-RR浓度逐渐增高,而intra-MC-RR浓度逐渐降低,总毒素浓度不断降低,胞外毒素所占总毒素的比例不断增高。随着Rac-异丙甲草胺暴露浓度的增高,毒素外排能力同样呈现出不断增高的趋势。固定异丙甲草胺的暴露浓度,随着氮元素浓度的提高,各对照组中总毒素浓度不断增高,与对照组相比,S-异丙甲草胺与Rac-异丙甲草胺处理后,胞外毒素所占总毒素浓度的比例都随着氮元素浓度的提高而不断增高。且S-异丙甲草胺处理之后,其胞外毒素占总毒素浓度的比例增高的幅度更大。在S-异丙甲草胺与Rac-异丙甲草胺增强铜绿微囊藻毒素外排的过程中,氮元素的贡献能力产生了明显的差异。(3)S-异丙甲草胺对铜绿微囊藻的毒性大于Rac-异丙甲草胺,四个对映异构体对铜绿微囊藻的毒性大小依次是aRS aSS aSRaRR0。S-异丙甲草胺毒性明显大于其他四个异构体任何一个的毒性,我们推测aSS与aRS两异构具有协同作用。S-异丙甲草胺及其所包含的任何一个构型处理铜绿微囊藻细胞后,都会导致藻细胞内铁元素聚集,我们推测这可能其对铜绿微囊藻细胞产生毒性的一个原因。各个构型的异丙甲草胺处理铜绿微囊藻后,mcyD与mcyH的表达表现出了显著的对映体差异,aSS处理组的基因表达量显著高于aRR处理组的基因表达量,aRS处理组的表达量显著高于aSR处理组。表明异丙甲草胺可以促进微囊藻毒素形成过程中重要的Adda基团的合成,且可以可上调编码跨膜运输蛋白的mcyH基因的表达,促使MC外排。
【关键词】：异丙甲草胺 色谱分离 对映体选择性 富营养化 藻毒素 铁元素聚集 mcyD mcyH
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X592;X52
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 手性简介12-13
• 1.2 酰胺类除草剂简介13-15
• 1.2.1 酰胺类除草剂13-14
• 1.2.2 异丙甲草胺的使用及制毒机理14-15
• 1.3 手性化合物拆分方法及异丙甲草胺拆分现状15-18
• 1.3.1 手性化合物拆分方法15-17
• 1.3.2 异丙甲草胺的拆分现状17-18
• 1.4 水体富营养化对污染物毒性的影响18-23
• 1.4.1 水体富营养化概述18-19
• 1.4.2 铜绿微囊藻概述19-20
• 1.4.3 环境因子对污染物毒性的影响20-23
• 1.4.3.1 环境因子对有机污染物毒性的影响20-22
• 1.4.3.2 不同营养条件下污染物对藻类的毒性效应差异22-23
• 1.5 文章研究目标基本思路技术路线23-24
• 第2章 异丙甲草胺的高效液相色谱分离24-32
• 2.1 前言24-25
• 2.2 材料与方法25-26
• 2.3 结果与讨论26-30
• 2.3.1 流动相中乙醇含量对分离度的影响26-29
• 2.3.2 流速对分离度的影响29-30
• 2.3.3 柱温对分离度的影响30
• 2.3.4 色谱条件优化30
• 2.3.5 绝对构型的判断30
• 2.4 小结30-32
• 第3章 不同氮素水平下Rac-异丙甲草胺与S-异丙甲草胺对铜绿微囊藻细胞完整性及微囊藻毒素产生与释放影响差异32-57
• 3.1 前言32
• 3.2 材料与方法32-36
• 3.2.1 实验材料与试剂32-33
• 3.2.2 铜绿微囊藻的培养及藻细胞密度的确定33-34
• 3.2.3 Rac-异丙甲草胺,S-异丙甲草胺在不同氮素水平下对铜绿微囊藻生长效应测定34-35
• 3.2.4 细胞完整性的测定35
• 3.2.5 藻毒素的测定35-36
• 3.3 结果与讨论36-52
• 3.3.1 不同氮素水平下异丙甲草胺对铜绿微囊藻的毒性差异36-39
• 3.3.2 不同氮素水平异丙甲草胺对铜绿微囊藻的细胞完整性的影响差异39-44
• 3.3.3 异丙甲草胺对铜绿微囊藻藻毒素MC-RR产生与释放影响44-50
• 3.3.4 不同氮素水平下异丙甲草胺对铜绿微囊藻藻毒素MC-RR产生与释放影响50-52
• 3.4 小结52-57
• 第4章 异丙甲草胺对铜绿微囊藻毒性的对映体差异57-70
• 4.1 前言57-59
• 4.2 材料与方法59-63
• 4.2.1 实验主要试剂与仪器59
• 4.2.2 异丙甲草胺的拆分及标准曲线的制定59-60
• 4.2.3 铜绿微囊藻的培养及藻细胞密度的确定60
• 4.2.4 不同构型的异丙甲草胺对铜绿微囊藻生长效应测定60
• 4.2.5 细胞完整性的测定60
• 4.2.6 叶绿素a的测定60
• 4.2.7 软X射线显微成像(STXM)60-61
• 4.2.8 铜绿微囊藻中微量金属元素Fe转运蛋白的基因表达分析61-63
• 4.2.9 不同构型的异丙甲草胺对铜绿微囊藻mcyD、mcyH转录水平的影响63
• 4.3 结果与讨论63-69
• 4.3.1 异丙甲草胺分离效果及标准曲线63-64
• 4.3.2 不同构型的异丙甲草胺对铜绿微囊藻生长效应测定64-65
• 4.3.3 不同构型的异丙甲草胺对铜绿微囊藻细胞完整性的影响65-66
• 4.3.4 不同构型的异丙甲草胺对铜绿微囊藻叶绿素a的影响66
• 4.3.5 不同构型的异丙甲草胺对铜绿微囊藻细胞内铁元素分布的影响66-68
• 4.3.6 不同构型的异丙甲草胺对铜绿微囊藻mcyD和mcyH转录水平的影响68-69
• 4.4 小结69-70
• 第5章 结论与展望70-72
• 5.1 研究结论70-71
• 5.2 创新点71
• 5.3 研究展望71-72
• 参考文献72-78

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