N-苯基-2-萘胺胁迫下铜绿微囊藻分泌物对四尾栅藻的化感效应特征研究

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富营养化导致蓝藻水华频繁爆发已成为世界性难题。凤眼莲(EichhoriniaCrassipes)因具有较强的水体污染物吸收能力及抑藻效应而被大规模应用于滇池等富营养化水体的生态治理。蓝藻化感效应是富营养化水体水华形成和维持的重要因子之一,并可导致沉水植物、其它浮游植物、微生物及鱼类等其它水生生物消亡。环境胁迫会改变化感作用植物对其它生物的化感效应。因此,凤眼莲的抑藻效应可能改变蓝藻与其它生物间的化学生态关系,蓝藻的化感效应可能被进一步诱导,并对其它水生生物产生有害作用,加剧蓝藻的二次污染及其生态危害。铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)作为滇池水华的优势蓝藻,凤眼莲胁迫可能会改变其化感效应,从而加剧对滇池水生生态系统的不利影响,但其程度及生理机制尚不清楚。本论文以滇池绿藻优势种四尾栅藻(Scenedesmus quadricanda)为研究对象,对比研究凤眼莲化感物质N-苯基-2-萘胺(N-phenyl-2-naphthylamine,PNA)胁迫条件下的铜绿微囊藻分泌物与纯培养条件下铜绿微囊藻分泌物对四尾栅藻的化感效应差异;近期研究发现对羟基苯甲酸乙酯(Ethyl4-hydroxybenzoate,EP)是铜绿微囊藻分泌物中的化感活性物质之一,本论文同时研究了EP和PNA联合作用对四尾栅藻的化感效应特征。结果表明:  (1) PNA对铜绿微囊藻的半抑制浓度为5.94mg/L,对四尾栅藻的半抑制浓度为0.43mg/L,通过对比半抑制浓度数值,推测种植凤眼莲可能会提高铜绿微囊藻对四尾栅藻的竞争优势。  (2)经PNA胁迫后,铜绿微囊藻分泌物对四尾栅藻生物量抑制效应显著增强,胁迫后的铜绿微囊藻分泌物对四尾栅藻72h藻密度、叶绿素a和可溶性蛋白的抑制率分别为49.33%、34.66%和30.15%;四尾栅藻上述指标与未经PAN胁迫时相比分别下降了19.15%、18.20%和18.10%。说明在PNA的胁迫下,铜绿微囊藻藻细胞能分泌出更多的化感物质,从而增强其对四尾栅藻的生长抑制作用。  (3)经PNA的胁迫后,铜绿微囊藻分泌物对四尾栅藻超氧阴离子和丙二醛(MDA)含量的增加程度均显著高于未经胁迫的铜绿微囊藻分泌物,上述指标与未经PNA胁迫时相比分别上升了23.83%和27.54%。经PNA的胁迫后的铜绿微囊藻分泌物对四尾栅藻超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性虽然小于未经胁迫时,但没有显著差异,上述指标与未经PNA胁迫时相比分别下降了29.51%和25.00%。说明经过胁迫后,铜绿微囊藻分泌物中化感物质增多,但对四尾栅藻抗氧化酶系统影响较小,化感物质主要是对四尾栅藻的过氧化胁迫增加,导致四尾栅藻细胞膜的损伤更大,脂膜过氧化反应更加强烈。  (4) PNA与EP共同添加培养对四尾栅藻72h叶绿素a含量的抑制率为22.18%,显著低于PNA和EP单独添加培养时的29.39%和28.74%。三种添加方式在藻数目和可溶性蛋白含量上没有差异;共同添加培养条件下的超氧阴离子含量显著低于两者单独添加培养; SOD和POD活性显著高于PNA单独培养,但是与EP单独培养没有差异。说明PNA与EP共同添加对四尾栅藻化感效应上表现为拮抗作用。
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