缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻对东海原甲藻克生效应的初步研究

摘要

随着沿海水域富营养化的加剧，赤潮在世界范围内的沿海频繁爆发，已成为一种严重的海洋灾害。自上世纪90年代以来，我国赤潮的发生呈现出“大范围、高频率、多种类、快节奏”的特点，并有连年增加的态势，这对原本已经非常严峻的近岸水域生态环境和沿岸水产业的可持续发展造成了极大的威胁。采用切实有效的赤潮防治措施是赤潮研究的重要内容之一。许多学者提出了一些有效的方法，包括物理法(絮凝法，如粘土)、化学法(药剂法，如硫酸酮)和生物防治法(微生物，如细菌、病毒)等治理有害藻华。虽然这些方法在短期内可能有效，但实际应用的尚少，但总体来说，物理和化学法都是治标不治本，只能暂时杀死或除掉水体中的赤潮生物(甚至其它生物)，并不能为水体中的营养物质提供一个输出渠道，因此也就无法防止赤潮的再次发生。鉴于添加外来物质可能对海洋生态系统产生可知或不可预见的影响，利用海洋环境中的生态因子进行赤潮的防控已经越来越引起人们的重视，在这种情况下，如果能找到一种既能抑制赤潮微藻生长又能吸收水体中营养盐的经济型水生生物，达到治标治本，应是最为理想的赤潮防治途径。其中利用大型海藻与微藻间的相互作用来预防或控制赤潮是一个新的研究方向。 本文研究三种代表性的大型海藻缘管浒苔(Ulva linza)(绿藻)、蜈蚣藻(Grateloupia turuturu)(红藻)和鼠尾藻(Sargassum thunbergii)(褐藻)对东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的克生作用，并初步提取、分离和鉴定了蜈蚣藻和缘管浒苔组织内抑制东海原甲藻生长的克生物质，探讨了蜈蚣藻和缘管浒苔对东海原甲藻克生作用的化学物质本质，为利用沿海区域的各种大型海藻来治理赤潮生物提供了科学依据。主要实验结果如下： 1．缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻对东海原甲藻克生效应的比较研究 通过排除营养盐、光照和pH等因素的影响，利用共培养系统研究了大型海藻缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻的新鲜组织、干粉末、水溶性组织抽提液及培养水过滤液对东海原甲藻生长的作用，共存的实验结果表明，三种大型海藻的新鲜组织和干粉末对东海原甲藻的生长均有强烈的抑制作用，在较高的浓度下还能完全杀死东海原甲藻细胞，证明了三种大型海藻对东海原甲藻具有克生效应，并且三种大型海藻对东海原甲藻的克生效应具有普遍性。各个浓度缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻水溶性抽提液对东海原甲藻的生长皆有抑制作用，抑制作用随浓度的升高而加强，这表明三种大型海藻组织中具有抑制东海原甲藻生长的克生物质，这进一步证明克生物质的存在是三种大型海藻对东海原甲藻产生克生效应的主要方式之一。东海原甲藻无论在一次性三种大藻培养水过滤液添加方式下还是在半连续培养水添加方式下其生长均受到了显著抑制，表明这三种大型海藻新鲜组织能够向环境中释放克生物质来抑制东海原甲藻的生长。从EC<,50>可以看出，三种大型海藻新鲜组织和干粉末对东海原甲藻的克生效应由强到弱依次为：蜈蚣藻>缘管浒苔>鼠尾藻，表明大型海藻对东海原甲藻的克生效应具种的差异件。 2．缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻组织提取物对东海原甲藻的生长抑制作用 通过研究不同浓度的蜈蚣藻和缘管浒苔组织蒸馏水及4种具有不同极性的有机溶剂(极性从高到低：甲醇>丙酮>乙醚>氯仿)提取物对东海原甲藻的生长作用可以得出，三种大型海藻组织甲醇提取物在5种提取物中具有最高的生长抑制活性，在相对较高浓度的此种提取物作用下，东海原甲藻均完全死亡，另外三种有机溶剂的提取物对东海原甲藻的生长无明显的影响。三种大型海藻组织中含有对东海原甲藻的生长有抑制作用的活性物质，且这些物质具有相对较高的极性，而且三种大型海藻的组织甲醇提取物对东海原甲藻的抑制作用依次为蜈蚣藻>缘管浒苔>鼠尾藻。对蜈蚣藻和缘管浒苔组织甲醇提取物进行了液液萃取，然后将其分离为石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和蒸馏水相。并用这4相对东海原甲藻进行克生物质的生物活性检测，结果表明石油醚相和乙酸乙酯相具有较强的杀藻活性，脂肪酸可能为蜈蚣藻和缘管浒苔组织内克生物质的主要成分。 3．温度、盐度、光照、pH值对蜈蚣藻和缘管浒苔克制东海原甲藻效果的影响 本实验共设置了4个环境因子：温度(T)、盐度(S)、光照(L)和pH值(P)。每两个不同的因子之间分别设计双因子实验，共6个处理组合，即温度和盐度、温度和光照、温度和pH值、光照和pH值及盐度和光照，以检验这4个因子对蜈蚣藻和缘管浒苔克制东海原甲藻效果的影响，得出了抑制率．并且检验这4个因子两两之间是否存在交互作用。每个因子分别设置4个处理水平，即：温度(15、20、25和30℃)、盐度(10、20、30和40)、光照(20、100、200和400μmol m<'-2>s<'-1>)和pH值(5.5、7、8.5、10)。实验结果表明，温度、盐度、光照和pH值这四个环境因子能显著影响蜈蚣藻和缘管浒苔克制东海原甲藻的效果。蜈蚣藻和缘管浒苔对东海原甲藻的最高抑制效果不是发生在东海原甲藻单养时的最适条件，而是发生在环境因子胁迫时，较低的温度(15℃)、较低的盐度(10)、较高的光照强度(400μmol m<'-2>s<'-1>)和高pH值(10)均能增强蜈蚣藻和缘管浒苔克制东海原甲藻的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

第二章缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻对东海原甲藻克生效应的比较研究

引言

2.1材料与方法

2.1.1供试材料

2.1.2东海原甲藻对三种大型海藻生长的作用实验

2.1.3三种大型海藻新鲜组织对东海原甲藻生长的实验

2.1.4三种大型海藻干粉末对东海原甲藻生长的影响

2.1.5三种大型海藻水溶性抽提液对东海原甲藻的作用实验

2.1.6三种大型海藻培养水过滤液对东海原甲藻的作用实验

2.1.7三种大型海藻新鲜组织与东海原甲藻共培养体系中环境因子的测定

2.1.8数据统计

2.2结果与分析

2.2.1东海原甲藻对三种大型海藻生长的作用

2.2.2缘管浒苔、蜈蚣藻及鼠尾藻新鲜组织对东海原甲藻生长的作用

2.2.3缘管浒苔、蜈蚣藻及鼠尾藻干粉对东海原甲藻的作用

2.2.4三种大型海藻水溶性抽提液对东海原甲藻的作用

2.2.5三种大型海藻培养水过滤液对东海原甲藻的作用

2.2.6三种大型海藻与东海原甲藻共培养体系中环境因子的测量结果

2.3讨论

2.4本章小结

参考文献

第三章缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻组织提取物对东海原甲藻的生长抑制作用

引言

3.1材料与方法

3.1.1供试材料

3.1.2缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻组织提取物制备

3.1.3缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻组织蒸馏水提取物对东海原甲藻的作用实验

3.1.4缘管浒苔、蜈蚣藻和鼠尾藻组织有机溶剂提取物对东海原甲藻的作用实验

3.1.5缘管浒苔、蜈蚣藻组织甲醇提取物的液液萃取分离

3.1.6蜈蚣藻和缘管浒苔组织甲醇提物分离4相的克生物质的活性检测

3.1.7数据处理及统计分析

3.2结果与分析

3.2.1三种大型海藻组织蒸馏水和4种有机溶剂提取物对东海原甲藻的作用

3.2.2蜈蚣藻和缘管浒苔组织甲醇粗提物各组分生物活性检测结果

3.3讨论

3.4小结

参考文献

第四章温度、盐度、光照和pH对蜈蚣藻和缘管浒苔克制东海原甲藻效果的影响

引言

4.1材料与方法

4.1.1供试材料

4.1.2实验设计

4.1.3数据处理和统计分析

4.2结果与分析

4.3讨论

4.4小结

参考文献

第五章结论

致谢