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随着海上石油的开发、海洋运输及排污,大量石油进入海洋,石油烃毒性严重影响了海洋生态系统。海洋微藻是海洋生物链的生产者,为海洋提供了首要初级生产力。因此研究石油烃对微藻的影响,有助于引起人们对石油污染严重性的重视,并为研究石油烃对微藻的毒性效应机制做好了理论基础。本文通过较大范围的藻种筛选,确定对石油烃具有较好耐受力的微藻,以实验室模拟培养为主要方式,研究了在石油烃胁迫下微藻的生长与生理生化指标(叶绿素a、叶绿素b、蛋白质、多糖、粗脂、SOD)的变化情况,并从细胞水平探讨了石油烃对微藻细胞形态的影响以及从分子生物学水平分析了石油烃对微藻有关基因的表达情况。主要结论如下:(1)通过对大量藻种进行急性毒性试验,最终筛选出4种石油烃耐受力较好的藻种,分别是绿藻门的海洋微藻微绿球藻(Nannochloropsis Oculata)、绿藻门的淡水微藻普通小球藻(Chlorella vulgaris)、硅藻门的三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum Bohlin)和金藻门的球等鞭金藻(Isochrysis galbana)。(2)四种微藻的石油烃胁迫96h半数有效浓度EC50值分别为:微绿球藻59.43mg/L、三角褐指藻53.95mg/L、普通小球藻45.92mg/L、球等鞭金藻38.62mg/L。由此可见,对石油烃耐受性大小顺序为:微绿球藻>三角褐指藻>普通小球藻>球等鞭金藻。(3)石油烃对四种微藻的生长表现出“低促高抑”的现象:当石油烃浓度>30mg/L时,抑制微绿球藻的生长;当石油烃浓度>20mg/L时,则抑制三角褐指藻的生长;抑制普通小球藻的石油烃浓度范围为>10mg/L;实验所设置的石油烃处理浓度均抑制球等鞭金藻的生长,且浓度越大抑制作用越显著。但低浓度石油烃能促进微藻的生长。(4)实验以Logistic生长模型为基础,与Lorentz方程和Exponential方程结合,加入石油烃浓度项,建立了石油烃胁迫条件下的海洋微藻生长模型。Lorentz方程可描述石油烃对微藻生长速率参数的影响,Exponential方程可描述石油烃对微藻生物量的影响,实验结果验证该模型是合理的。(5)石油烃对同一种藻不同生理生化特征的影响:其各项生理生化指标的总体变化规律与其生长变化规律相似,即呈现“低促高抑”的现象。但对于不同的生理生化指标其促进的石油烃处理浓度和抑制的石油烃浓度却是各不相同的,也就是说石油烃对同一种藻不同生理生化特征的影响是不一致的。(6)石油烃对四种微藻不同生理生化特征的影响:石油烃对微藻生理生化特征的影响与石油烃处理浓度、生理生化特征的不同及微藻的种类都有一定的关系。(7)通过扫描电镜确定了石油烃对微绿球藻细胞形态的影响:细胞出现不规则变形,表面出现明显的皱缩,甚至有的细胞结构受损,出现破裂现象。(8)从分子生物学水平分析看,石油烃对微绿球藻光合作用、呼吸作用及脂肪代谢等均有影响。除EST01794基因外,石油烃对其它5个基因片段的相对表达量均有“低促高抑”的现象;EST01794基因的相对表达量则随石油烃浓度的增大而升高。