蓝藻和抗生素对萼花臂尾轮虫种群生态学的影响研究

摘要

近年来,人类活动的加剧与社会的进步使得水污染问题变得更加严重,特别是在封闭或者交换性能差的水体中。水污染问题已经成为世界需要解决的环境问题之一。蓝藻的爆发和抗生素的滥用等构成了水源污染的主要因素。本文通过室内实验研究了在不同环境下抗生素和蓝藻对萼花臂尾轮虫( Brachionus calyciflorus)生长和繁殖的影响。主要研究结果如下:
　　1.通过生命表实验研究发现铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对轮虫的生长和繁殖有一定影响。结果表明,铜绿微囊藻浓度对内禀增长率(rm)、净生殖率(R0)、平均寿命(L)和后代数有显著影响(P<0.05)。温度对世代时间(T)、平均寿命(L)和后代数有显著影响(P<0.05)。温度和铜绿微囊藻浓度的交互作用仅对后代数有显著影响(P<0.05)。铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫的生长和繁殖有抑制作用,特别是在高浓度(106 cells/mL)下。106 cells/mL组的轮虫rm值相比对照组下降了约200％。但是,在低浓度(104 cells/mL)下,铜绿微囊藻可能为轮虫提供一定的营养。另外,在105 cells/mL和106 cells/mL下,铜绿微囊藻对轮虫的抑制作用随着温度的增加而增强。
　　2.应用群体培养法,以浓度为5.0×105 cells/mL的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为食物,研究了在不同温度(15、25、30和35°C)下,不同浓度的铜绿微囊藻(M. aeruginosa)(0、104、105、106 cells/mL)对萼花臂尾轮虫(B. calyciflorus)种群增长的影响。结果表明,温度和铜绿微囊藻浓度对萼花臂尾轮虫的种群密度均有极显著影响(P<0.01),温度、铜绿微囊藻浓度和两者的交互作用都对种群增长率有极显著影响(P<0.01)。随温度升高,轮虫种群密度最大值、种群增长率呈现先增大后减小的趋势;15°C下种群增长率最小,30°C下能达到最大的种群密度;同温下,在所研究的铜绿微囊藻浓度范围内,随着藻浓度的增大,轮虫的种群密度和种群增长率明显下降。
　　3.利用单个体培养实验和群体累积培养实验研究了不同温度下集胞藻PCC6803(Synechocystis sp. PCC6803)对萼花臂尾轮虫的生长和繁殖的影响。群体累积培养实验结果显示,在15°C下,集胞藻组和蛋白核小球藻(C. pyrenoidosa)组的种群增长率都高于饥饿组的种群增长率,并且集胞藻比小球藻更能促进萼花臂尾轮虫种群的增长。然而在25°C和35°C下,集胞藻组的种群增长率却远远低于小球藻组。单个体培养实验结果显示,在15°C下,萼花臂尾轮虫存活率随着集胞藻浓度的增加而逐渐增强;反之,在25°C和35°C下,存活率随着集胞藻浓度的增加而降低。轮虫的繁殖率在集胞藻浓度为106 cells/mL时达到最大。温度对轮虫的世代时间、内禀增长率(rm)、后代数和平均寿命(L)均有显著影响;集胞藻的浓度对轮虫的后代数有极显著的影响,但对净生殖率(R0)、世代时间、内禀增长率和平均寿命无显著性影响;集胞藻的浓度和温度之间的交互作用对轮虫的后代数和平均寿命在统计学上都有显著性影响。综合得知,集胞藻能为轮虫提供一定的营养,特别是在低温条件更为明显,集胞藻对轮虫生长和繁殖的抑制作用可能与集胞藻的形态有关,主要表现在集胞藻的聚集对轮虫产生机械干扰作用。
　　4.采用群体累积培养法,分别研究了红霉素(Erythromycin)和氯霉素(Chloramphenicol)对萼花臂尾轮虫种群增长和繁殖的影响。结果表明,不同浓度的红霉素和氯霉素对轮虫种群增长率均有显著影响(P<0.05),而对种群密度无显著性影响(P>0.05)。当红霉素和氯霉素浓度为6.25μg/mL时促进轮虫种群增长,当浓度增加到12.5～50μg/mL时,则有不同程度的抑制作用,抑制作用随着浓度的增大而增大,当浓度达到100μg/mL时,抑制作用最为明显。
　　5.应用单个体培养实验方法,分别设计不同浓度的红霉素和氯霉素(0μg/mL,6.25μg/mL,12.5μg/mL,25μg/mL,50μg/mL,100μg/mL)对萼花臂尾轮虫个体生长和繁殖的影响。结果表明,低浓度的红霉素(6.25μg/mL)对萼花臂尾轮虫的生长和繁殖没有抑制作用,反而可以促进其生长和繁殖。当浓度达到12.5μg/mL以及更高时,红霉素对萼花臂尾轮虫的生长和繁殖具有抑制作用,并且随着浓度的增加,抑制作用越来越明显。同样,氯霉素在6.25μg/mL浓度和12.5μg/mL时对萼花臂尾轮虫的生长和繁殖都具有促进作用,在高于12.5μg/mL时对萼花臂尾轮虫的生长和繁殖表现出抑制作用。然而,两种抗生素在6.25μg/mL时,氯霉素比红霉素的促进作用更加明显。在较高浓度下(12.5μg/mL～100μg/mL),氯霉素对萼花臂尾轮虫的抑制作用也比红霉素的强。

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第1章 绪论

1.1水体富营养化

1.2抗生素

1.3轮虫（Rotifer）

1.4蓝藻对轮虫实验种群的影响

1.5抗生素对轮虫实验种群的影响

1.6选择轮虫作为实验材料的原因

1.7本实验研究的目的和意义

第2章 不同温度下铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫生活史的影响

2.1前言

2.2材料和方法

2.3结果与分析

2.4讨论

第3章 不同温度下铜绿微囊藻对萼花臂尾轮虫种群的影响

3.1前言

3.2材料和方法

3.3结果与分析

3.4讨论

第4章 不同温度下集胞藻对萼花臂尾轮虫种群和生活史的影响

4.1前言

4.2材料和方法

4.3结果与分析

4.4讨论

第5章 不同浓度的氯霉素和红霉素对萼花臂尾轮虫种群的影响

5.1前言

5.2材料和方法

5.3结果与分析

5.4讨论

第6章 不同浓度的氯霉素和红霉素对萼花臂尾轮虫生活史的影响

6.1前言

6.2材料和方法

6.3结果与分析

6.4讨论

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文