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硅藻是监测水体环境变化良好的生物指标,因为硅藻对水环境的变化极为敏感。一些硅藻种对重金属具有很指示作用。确定硅藻对重金属协迫的效应,有助于选出适合的硅藻种作为水环境生物监测的素材。用微吸管分离法对藻样进行4次分离培养,得到了纯种硅藻,筛选创制了较适合的培养基(NP培养基)对纯种藻进扩大行培养。通过形态学和分子生物学两种方法鉴定确定硅藻种为谷皮菱形藻(Nitzschia palea)。用不同浓度Cd2+、Cu2+对Nitzschia palea进行胁迫培养,观测藻的存活数、运动速度、叶绿素a含量及形态变异,发现Nitzschia palea可明显的体现Cd2+、Cu2+对其的胁迫效应,因而表明Nitzschia palea具有监测水体重金属Cd2+、Cu2+污染的潜力。 主要研究结果如下: 1、Cd2+胁迫藻种Nitzschia palea的效应较强。随着浓度及胁迫培养时间的增加,Cd2+对Nitzschia palea生长的抑制作用增强。Nitzschia palea存活数在96h的EC50值为4.989mg/L;亚急性毒性胁迫实验中,培养15d后Cd2+浓度为0.625mg/L、0mg/L的Nitzschia palea运动平均速度分别为2.5μm/s、5.56μm/s,Cd2+浓度大于0.625mg/L试验组均无运动迹象;培养15d后,Cd2+浓度与叶绿素a含量呈负相关性(r=-0.764,P<0.05),回归方程为y=-0.251x+4.782。通过扫描电镜观察Cd2+胁迫培养后Nitzschia palea的体表结构变化明显,体表孔的数目随Cd2+浓度的增加而减少,且在轮廓上出现凹陷。 2、Cu2+胁迫藻种Nitzschia palea的效应,在急性毒性实验中,Cu2+对Nitzschia palea胁迫培养96h的EC50为0.895mg/L,且低浓度Cu2+促进生长,高浓度抑制藻的生长;亚急性毒性实验中,培养15d后Cu2+浓度为0.112mg/L、0mg/L的Nitzschia palea运动平均速度分别为2.75μm/s、5.56μm/s,其余试验组无运动迹象;培养15d后,Cu2+浓度与叶绿素a含量呈负相关性(r=-0.864,P<0.05),回归方程为y=-0.053x+1.03。通过扫描电镜观察Cu2+胁迫培养后Nitzschia palea的亚显微结构中,发现其体表孔的数目随Cu2+浓度的增加而减少,且在外观轮廓上也有凹陷。 3、不同浓度Cd2+、Cu2+对Nitzschia palea的生长、运动速度,叶绿素a含量和形态有明显影响,这些影响数据可作为生物监测的信息补充。 4、在NP培养基中,Nitzschia palea的生长数量较多,说明它更适用于Nitzschia palea的培养基。 5、形态鉴定和DNA分子鉴定相结合是较可靠的硅藻鉴定方法,重金属协迫可造成硅藻形态变异,造成单一形态鉴定出现鉴定错误。 不同的重金属对不同藻类的胁迫效应不同,其他硅藻种也可通过本文方法来确定重金属的胁迫效应。