微生物对苦草氨氮耐受性的影响及机制
发布时间：2021-12-23 17:04
近年来,越来越多的沉水植物从我国湖泊中退化甚至消失,而水体中高浓度氨氮被认为是沉水植物衰退的一个重要因素。传统的氨氮毒性测试均是在开放有菌体系中进行的,测试结果经常出现重复性低、时空差异性大等现象。本文重点探究了微生物对氨氮毒性测试的影响,以沉水植物苦草作为受试生物,通过比较有菌开放体系与无菌体系下苦草对氨氮耐受的差异,阐明微生物对氨氮毒性测试的重要影响。进一步在特定条件下,通过向体系中外加碳源,促进微生物在短期内迅速生长,着重观察苦草的生理响应、体系理化指标的改变以及微生物群落结构的变化,以期探明微生物对苦草氨氮耐受性影响的机制。研究结果表明:（1）在无菌条件下,苦草对氨氮的耐受值（>75.94 mg/L）要远高于有菌开放体系下的耐受阈值（22.50 mg/L）。在有菌开放体系暴露下,7.50 mg/L的氨氮已经对苦草体内的碳和氮代谢造成干扰,22.50 mg/L的氨氮暴露则使苦草叶片出现枯黄症状。（2）氨氮可促进体系微生物的增殖,尤其当体系中存在有利于微生物生长的环境因子时（如外加碳源）,短暂的暴露（2d）即造成苦草的衰亡。同时,水体的DO迅速降低（低至0 mg/L）以及NO...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２无菌氨氮暴露对苦草叶片叶绿素含量（Ａ）、植物根系活力（Ｂ）、丙二醛含量（Ｃ）??和Ｔ－ＳＯＤ活力（Ｄ）的影响??Ｆｉｇ．２．２?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ａｍｍｏｎｉｕｍ?ｅｘｐｏｓｕｒｅ?ｏｎ?ｔｏｔａｌ?ｃｈｌｏｒｏｐｈ?
?第二章无菌及有菌条件下苦草对氨氮的耐受性???２．３．２．３有菌条件下氨氮暴露对苦草生理生化的影响??在氨氮浓度１５?ｍｇ／Ｌ时苦草根系活力最强，随后苦草根系活力随着氨氮浓??度的升高显著下降，但与对照组（ｌｍｇ／Ｌ）不存在显著性差异〇７＞０．０５）（图２．５－??Ｂ）。苦草叶片中积累的膜脂质过氧化产物ＭＤＡ在氨氮浓度７．５０?ｍｇ／Ｌ时积累??最多，在更局気氣浓度暴露下体内ＭＤＡ积累量减少（图２．５－Ｃ）。苦草叶片Ｔ－??ＳＯＤ活力随氨氮浓度升高有所降低，最高浓度组（７５．９４?ｍｇ／Ｌ）?Ｔ－ＳＯＤ活力显??著低于对照组（ｌｍｇ／Ｌ）?（ｐ＜０．０５）（图?２．５－Ｄ）。??１０?（Ａ）?１００?［?（Ｂ）?ａ??＾?．８?ａ?３?ａ?＿?８〇?ｐｎ??￣Ｍ?Ａ?［Ｉ?ｆ１］?Ｊ？?Ｉ?．?＾?ｂｅ??＾?．６?ｎ?ｂ?ｓ６〇?ｂｃ?ｈｉｃ??—?—?Ｕ?ｒ－＾－ｊ?ｃ??ｉ－?，?Ｃ?ｃ?＇?ｃ??Ｉ－?－４?：?．ｉ，?Ｖ?＾?ｐ－，?ｒ—｜??ｉ?ｎ?５??＾?．２?＾?２０??＂？３??（２??０．０???￣Ｊ￣￣ＬＪ??????ｏ???ｌ—１￣Ｌ－＊￣１—１￣１—１￣Ｌ－ｌ￣１—１￣——??１?２．５?７．５?１５?２２．５?５０．６?７５．９?１?２．５?７．５?１５?２２．５?５０．６?７５．９??６ｆ（Ｃ）?８０１（Ｄ）?ａ??Ｉ?５?＾?ｈ?ｆ?ａｂ?ｆ?门?ａＴｂ??－４?ｂ?ｂ?＾?＾?ｒ－１?Ａ?：?ｈ??？ｍ?ｔ?Ｉ?￥?ｈ?ｈ?ｒ?—?ｓ?ｂ??３?
素含量不存在显著性差异。与对照组相比，??除了最高氨氮浓度组（７５．９?ｍｇ／Ｌ）植物组织中有一些ＦＡＡ的积累，其他各生理??指标均无显著性差异。而在进一步实验中，继续提高无菌条件下体系内的氨氮??浓度，当氨氮浓度上升到１００?ｍｇ／Ｌ、甚至１０００?ｍｇ／Ｌ时，测定植物组织中游离??氨基酸和可溶性糖含量发现，１０００?ｍｇ／Ｌ的高氨氮浓度组与对照组（１?ｍｇ／Ｌ）及??低氨氮浓度组（１０?ｍｇ／Ｌ、１００?ｍｇ／Ｌ）相比，苦草叶片组织内出现ＦＡＡ显著积??累以及ＳＣ大量消耗的现象（图２．７），这说明在无菌条件下，高浓度的氨氮也??是会造成植物体内Ｃ、Ｎ代谢的失调，但该氨氮浓度值要远高于有菌体系下造??成植物体内Ｃ、Ｎ代谢失调的浓度值（７．５?ｍｇ／Ｌ）。??２０???—???３００?－Ｉ?．２０??１８?Ａ?Ｃ??＇?■?２５０??１６?－?ｊ??一?ｒ?ｒｎ?ｒ?－１６??ｆ?Ａ?１?ｇ??６Ｘ１?１０?－?／?－?１６０?Ｍ?－?．１０?＾??Ｅ?８?．?／?ｆ?Ｅ?ｕ，??＜?＼?－１００Ｕ??平?／?．０６??４?ｒｌ．?Ｊ－?、?－ＳＯ??２?－?？一？??０?——＾——ＬＩ??１」??ＬＪ???０?Ｊ?０．００??１ｍ〇／Ｌ?１０？ｎ〇／Ｌ?１００ｍｇ／Ｌ?１０００ｍｇ／Ｌ??Ｔｒｅａｍｅｎｔ??图２．７高浓度氨氮的无菌暴露结束后，苦草叶片游离氨基酸、可溶性糖含量以及两者比值??Ｆｉｇ．２．７?Ｆｒｅｅ?ａｍｉｎｏ?ａｃｉｄｓ?（ＦＡＡ），?ｓｏｌｕｂｌｅ?ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?（ＳＣ）?
【参考文献】：
期刊论文
[1]光照强度及附植藻类对狐尾藻生理指标的影响[J]. 宋玉芝,孔繁璠,王敏,张艳娜. 农业环境科学学报. 2015(02)
[2]沉水植物茎叶微界面及其对水体氮循环影响研究进展[J]. 王文林,刘波,韩睿明,范婤,王国祥. 生态学报. 2014(22)
[3]水环境中亚硝酸盐聚集的原因及其对动植物的影响[J]. 陈卫民,戴树桂,张清敏. 安全与环境学报. 2011(06)
[4]氨氮对水生生物毒性的研究进展[J]. 董玉波,王轲,王林同. 天津水产. 2011 (Z1)
[5]水生植物的生态功能和资源应用[J]. 李冬林,王磊,丁晶晶,芮雯奕. 湿地科学. 2011(03)
[6]氧化亚铜和氢氧化铜对苦草抗氧化酶活性和叶绿素含量的影响[J]. 胡芳,浦海清,陈良燕,程树培. 生态与农村环境学报. 2011(05)
[7]植物叶片中叶绿素提取方法的比较研究[J]. 李志丹,韩瑞宏,廖桂兰,张美华. 广东第二师范学院学报. 2011(03)
[8]高氨氮浓度下湿地植物筛选及脱氮效果研究[J]. 郭鑫,张列宇,席北斗,刘云,李晓光. 农业环境科学学报. 2011(05)
[9]巢湖沉水植物现状（2010年）及其与环境因子的关系[J]. 任艳芹,陈开宁. 湖泊科学. 2011(03)
[10]上海淀山湖水生高等植物现状及其近30年变化[J]. 施文,刘利华,达良俊. 湖泊科学. 2011(03)
博士论文
[1]在铜矿矿坑水微生物群落结构与功能研究中基因芯片技术的发展和应用[D]. 尹华群.中南大学 2007
硕士论文
[1]富营养化湖泊水生植被恢复及其生态效应研究[D]. 胡旭.华中农业大学 2013
[2]三种水生植物氨氮耐受性和冬季净水效果研究[D]. 纪庆亮.南京林业大学 2010
本文编号：3548853
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２无菌氨氮暴露对苦草叶片叶绿素含量（Ａ）、植物根系活力（Ｂ）、丙二醛含量（Ｃ）??和Ｔ－ＳＯＤ活力（Ｄ）的影响??Ｆｉｇ．２．２?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ａｍｍｏｎｉｕｍ?ｅｘｐｏｓｕｒｅ?ｏｎ?ｔｏｔａｌ?ｃｈｌｏｒｏｐｈ?
?第二章无菌及有菌条件下苦草对氨氮的耐受性???２．３．２．３有菌条件下氨氮暴露对苦草生理生化的影响??在氨氮浓度１５?ｍｇ／Ｌ时苦草根系活力最强，随后苦草根系活力随着氨氮浓??度的升高显著下降，但与对照组（ｌｍｇ／Ｌ）不存在显著性差异〇７＞０．０５）（图２．５－??Ｂ）。苦草叶片中积累的膜脂质过氧化产物ＭＤＡ在氨氮浓度７．５０?ｍｇ／Ｌ时积累??最多，在更局気氣浓度暴露下体内ＭＤＡ积累量减少（图２．５－Ｃ）。苦草叶片Ｔ－??ＳＯＤ活力随氨氮浓度升高有所降低，最高浓度组（７５．９４?ｍｇ／Ｌ）?Ｔ－ＳＯＤ活力显??著低于对照组（ｌｍｇ／Ｌ）?（ｐ＜０．０５）（图?２．５－Ｄ）。??１０?（Ａ）?１００?［?（Ｂ）?ａ??＾?．８?ａ?３?ａ?＿?８〇?ｐｎ??￣Ｍ?Ａ?［Ｉ?ｆ１］?Ｊ？?Ｉ?．?＾?ｂｅ??＾?．６?ｎ?ｂ?ｓ６〇?ｂｃ?ｈｉｃ??—?—?Ｕ?ｒ－＾－ｊ?ｃ??ｉ－?，?Ｃ?ｃ?＇?ｃ??Ｉ－?－４?：?．ｉ，?Ｖ?＾?ｐ－，?ｒ—｜??ｉ?ｎ?５??＾?．２?＾?２０??＂？３??（２??０．０???￣Ｊ￣￣ＬＪ??????ｏ???ｌ—１￣Ｌ－＊￣１—１￣１—１￣Ｌ－ｌ￣１—１￣——??１?２．５?７．５?１５?２２．５?５０．６?７５．９?１?２．５?７．５?１５?２２．５?５０．６?７５．９??６ｆ（Ｃ）?８０１（Ｄ）?ａ??Ｉ?５?＾?ｈ?ｆ?ａｂ?ｆ?门?ａＴｂ??－４?ｂ?ｂ?＾?＾?ｒ－１?Ａ?：?ｈ??？ｍ?ｔ?Ｉ?￥?ｈ?ｈ?ｒ?—?ｓ?ｂ??３?
素含量不存在显著性差异。与对照组相比，??除了最高氨氮浓度组（７５．９?ｍｇ／Ｌ）植物组织中有一些ＦＡＡ的积累，其他各生理??指标均无显著性差异。而在进一步实验中，继续提高无菌条件下体系内的氨氮??浓度，当氨氮浓度上升到１００?ｍｇ／Ｌ、甚至１０００?ｍｇ／Ｌ时，测定植物组织中游离??氨基酸和可溶性糖含量发现，１０００?ｍｇ／Ｌ的高氨氮浓度组与对照组（１?ｍｇ／Ｌ）及??低氨氮浓度组（１０?ｍｇ／Ｌ、１００?ｍｇ／Ｌ）相比，苦草叶片组织内出现ＦＡＡ显著积??累以及ＳＣ大量消耗的现象（图２．７），这说明在无菌条件下，高浓度的氨氮也??是会造成植物体内Ｃ、Ｎ代谢的失调，但该氨氮浓度值要远高于有菌体系下造??成植物体内Ｃ、Ｎ代谢失调的浓度值（７．５?ｍｇ／Ｌ）。??２０???—???３００?－Ｉ?．２０??１８?Ａ?Ｃ??＇?■?２５０??１６?－?ｊ??一?ｒ?ｒｎ?ｒ?－１６??ｆ?Ａ?１?ｇ??６Ｘ１?１０?－?／?－?１６０?Ｍ?－?．１０?＾??Ｅ?８?．?／?ｆ?Ｅ?ｕ，??＜?＼?－１００Ｕ??平?／?．０６??４?ｒｌ．?Ｊ－?、?－ＳＯ??２?－?？一？??０?——＾——ＬＩ??１」??ＬＪ???０?Ｊ?０．００??１ｍ〇／Ｌ?１０？ｎ〇／Ｌ?１００ｍｇ／Ｌ?１０００ｍｇ／Ｌ??Ｔｒｅａｍｅｎｔ??图２．７高浓度氨氮的无菌暴露结束后，苦草叶片游离氨基酸、可溶性糖含量以及两者比值??Ｆｉｇ．２．７?Ｆｒｅｅ?ａｍｉｎｏ?ａｃｉｄｓ?（ＦＡＡ），?ｓｏｌｕｂｌｅ?ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?（ＳＣ）?
【参考文献】：
期刊论文
[1]光照强度及附植藻类对狐尾藻生理指标的影响[J]. 宋玉芝,孔繁璠,王敏,张艳娜. 农业环境科学学报. 2015(02)
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[3]水环境中亚硝酸盐聚集的原因及其对动植物的影响[J]. 陈卫民,戴树桂,张清敏. 安全与环境学报. 2011(06)
[4]氨氮对水生生物毒性的研究进展[J]. 董玉波,王轲,王林同. 天津水产. 2011 (Z1)
[5]水生植物的生态功能和资源应用[J]. 李冬林,王磊,丁晶晶,芮雯奕. 湿地科学. 2011(03)
[6]氧化亚铜和氢氧化铜对苦草抗氧化酶活性和叶绿素含量的影响[J]. 胡芳,浦海清,陈良燕,程树培. 生态与农村环境学报. 2011(05)
[7]植物叶片中叶绿素提取方法的比较研究[J]. 李志丹,韩瑞宏,廖桂兰,张美华. 广东第二师范学院学报. 2011(03)
[8]高氨氮浓度下湿地植物筛选及脱氮效果研究[J]. 郭鑫,张列宇,席北斗,刘云,李晓光. 农业环境科学学报. 2011(05)
[9]巢湖沉水植物现状（2010年）及其与环境因子的关系[J]. 任艳芹,陈开宁. 湖泊科学. 2011(03)
[10]上海淀山湖水生高等植物现状及其近30年变化[J]. 施文,刘利华,达良俊. 湖泊科学. 2011(03)
博士论文
[1]在铜矿矿坑水微生物群落结构与功能研究中基因芯片技术的发展和应用[D]. 尹华群.中南大学 2007
硕士论文
[1]富营养化湖泊水生植被恢复及其生态效应研究[D]. 胡旭.华中农业大学 2013
[2]三种水生植物氨氮耐受性和冬季净水效果研究[D]. 纪庆亮.南京林业大学 2010
本文编号：3548853
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