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近年来,我国太湖富营养化程度不断加剧,水污染日趋严重,对太湖流域的人民生活和经济发展造成严重不利影响。太湖水华的优势藻种为铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa),由于它的胶鞘上常附生着细菌,微囊藻与附生细菌能构成一个独特的微环境,对彼此的生长产生相互影响。因此,研究铜绿微囊藻与其附生细菌之间的生长代谢关系对于研究太湖富营养化问题有着重要意义。
磷是一般湖泊初级生产力的限制因子,本论文以铜绿微囊藻和其附生假单胞菌X菌株作为研究对象,研究了铜绿微囊藻和假单胞菌吸磷及放磷的情况。为寻求克藻微生物,本论文还研究了几株从太湖中分离到的菌株对铜绿微囊藻生长的影响。
假单胞菌的吸磷能力约为铜绿微囊藻的3倍。铜绿微囊藻的吸磷速率与磷酸盐浓度的关系符合Michaelis-Menton方程,而假单胞菌的吸磷速率与磷酸盐浓度的关系则不符合Michaelis-Menton方程。温度对铜绿微囊藻和假单胞菌吸磷能力均有影响,随着温度的升高,吸磷能力均增强。
铜绿微囊藻中磷的释放受假单胞菌的影响。在铜绿微囊藻生长的延迟期和对数期,游离附生假单胞菌的加入抑制了微囊藻中磷的释放,而对微囊藻的生长没有明显的影响;在微囊藻生长的稳定期和衰减期,假单胞菌促进其细胞内的磷释放,同时也加速微囊藻的衰亡。假单胞菌对微囊藻中磷的释放的促进作用是由于其吸磷能力导致的。假单胞菌的吸磷量由假单胞菌生物量和细胞内磷浓度决定,假单胞菌在微囊藻的整个生长阶段生物量不断增加,而细胞内磷浓度在开始阶段很低,直到微囊藻进入稳定期才达到相对稳定。
假单胞菌中磷的释放同时也受到铜绿微囊藻的影响。在微囊藻加入水体后的初始阶段,微囊藻抑制了假单胞菌磷的释放和生长。当微囊藻生长进入稳定期特别是衰亡期后,微囊藻对假单胞菌磷释放的抑制作用减弱。在试验开始阶段,也即铜绿微囊藻生长处于延缓期和对数期时,铜绿微囊藻的存在抑制了假单胞菌的生长,也抑制了假单胞菌的32P的释放。假单胞菌对磷有再吸收,微囊藻的吸磷能力和生长抑制了假单胞菌对磷的再吸收。
假单胞菌X菌株能在微囊藻提取液中缓慢生长。对于不同时期的微囊藻的提取液,X菌株在衰亡期的微囊藻提取液中生长得最好,在稳定期的微囊藻提取液中其次,而在对数期的微囊藻提取液中最差。
另外,太湖水体中分离到的异养细菌对铜绿微囊藻生长影响的研究表明,当微囊藻处于对数生长初期时,A、B、C三株菌株的加入都对微囊藻的生长具有促进作用。E菌株的加入对微囊藻的生长没有明显的影响。A、B两株菌株对微囊藻的生长具有促进作用;C菌株在低浓度时表现出轻微的抑制作用,而且在菌浓度较高时对微囊藻的生长没有显著影响;E菌株对于微囊藻的生长没有显著影响。
以上研究结果表明,铜绿微囊藻和附生细菌之间磷代谢存在着相互作用,这种作用可能对水华暴发产生一定的影响。