论文部分内容阅读
伴随着人们对水产品需求量的增加,水产养殖业发展迅速。由于集约化养殖和不科学的管理,养殖水体富营养化引起的藻相失衡和蓝藻水华问题日益突出。目前的应对方法各有优缺点。相对于传统化学控藻产品,植物源物质具有容易降解的环境友好特性而且资源丰富,成为藻华生态防控技术研究的热点之一。野菊花(Dendranthema indicum)是我们前期实验筛选出的对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)具有强抑制效果的陆生药用植物,本论文从控藻效果的藻种差异性、控藻活性物质特性和水生生物安全性三个方面,进一步评估野菊花的控藻潜力。主要的实验结果如下:
(1)通过设置不同浓度水平、不同浸提条件比较分析野菊花水浸提物对两株铜绿微囊藻和三株绿藻的控制效果,评估野菊花浸提物调控藻类群落结构的可行性。结果表明,野菊花对铜绿微囊藻和小球藻(Chlorella vulgaris)表现出不同的作用效果,在所设定的浓度下,野菊花对铜绿微囊藻的生长有抑制作用,野菊花浓度越高,抑制作用越强。野菊花对小球藻的生长则表现出低浓度(C≤2.0g·L-1)促进,高浓度(4.0g·L-1≤C≤8.0g·L-1)抑制,野菊花浓度为1.0g·L-1时,对小球藻生长的促进作用最大。野菊花水浸提时间8h后,其浸提物对铜绿微囊藻的抑制效果最好。野菊花与藻液共培养抑藻和野菊花水浸提液抑藻实验中,野菊花投放浓度为1.0g·L-1时,对两株铜绿微囊藻生长和光合作用产生明显抑制,而对三株绿藻的生长不同程度促进。
(2)从热稳性、分子量和极性三个方面探究野菊花抑藻活性组分的基本特性,并初步揭示野菊花水溶性物质对铜绿微囊藻的作用机制。野菊花水溶性物质沸水和常温水浸提抑藻效果无明显差异,表明野菊花抑藻活性物质具有较好的热稳定性。不同截留分子量的透析袋处理野菊花水浸提液,对铜绿微囊藻生长的抑制效果无显著差异,说明野菊花抑藻活性物质为分子量小于3500Da的小分子物质。不同极性有机溶剂洗脱固相萃取富集的野菊花水溶性物质,单次和梯度洗脱的结果均显示极性最强的甲醇洗脱组分对铜绿微囊藻生长的抑制效果最好,说明野菊花活性物质是极性相对较强的亲水性物质。野菊花水溶性物质会降低铜绿微囊藻叶绿素a含量,破坏PSⅡ反应中心的结构,导致原初光能转化效率降低,影响光合作用时电子传递效率。说明野菊花水溶性物质抑制铜绿微囊藻的光合作用。
(3)以大型溞(Daphnia magna)和黄河鲤(Cyprinus carpio)为受试对象,对野菊花控藻活性物质进行初步的安全性评价。选择幼龄期和成熟期大型溞以及黄河鲤幼鱼,对其进行野菊花水浸提液的急性毒性实验。结果显示,野菊花水提取物对幼龄期和成熟期大型溞24小时的LC50分别是3.415g·L-1和4.781g·L-1。野菊花水提取物对黄河鲤幼鱼24小时的LC50是1.518g·L-1。结果表明相对于幼龄期的大型溞,成熟期的大型溞对野菊花水浸提物有更高的耐受性。这些结果初步说明了幼龄期大型溞和黄河鲤幼鱼对野菊花水浸提物更敏感,因此我们在使用野菊花作为控藻物质之前,需要考虑使用剂量和使用时期,避开浮游动物孵育期和幼鱼期,应该进一步开展大型溞和黄河鲤的长期暴露实验,评测野菊花水溶性物质对非靶标水生生物生长繁殖的影响。
(1)通过设置不同浓度水平、不同浸提条件比较分析野菊花水浸提物对两株铜绿微囊藻和三株绿藻的控制效果,评估野菊花浸提物调控藻类群落结构的可行性。结果表明,野菊花对铜绿微囊藻和小球藻(Chlorella vulgaris)表现出不同的作用效果,在所设定的浓度下,野菊花对铜绿微囊藻的生长有抑制作用,野菊花浓度越高,抑制作用越强。野菊花对小球藻的生长则表现出低浓度(C≤2.0g·L-1)促进,高浓度(4.0g·L-1≤C≤8.0g·L-1)抑制,野菊花浓度为1.0g·L-1时,对小球藻生长的促进作用最大。野菊花水浸提时间8h后,其浸提物对铜绿微囊藻的抑制效果最好。野菊花与藻液共培养抑藻和野菊花水浸提液抑藻实验中,野菊花投放浓度为1.0g·L-1时,对两株铜绿微囊藻生长和光合作用产生明显抑制,而对三株绿藻的生长不同程度促进。
(2)从热稳性、分子量和极性三个方面探究野菊花抑藻活性组分的基本特性,并初步揭示野菊花水溶性物质对铜绿微囊藻的作用机制。野菊花水溶性物质沸水和常温水浸提抑藻效果无明显差异,表明野菊花抑藻活性物质具有较好的热稳定性。不同截留分子量的透析袋处理野菊花水浸提液,对铜绿微囊藻生长的抑制效果无显著差异,说明野菊花抑藻活性物质为分子量小于3500Da的小分子物质。不同极性有机溶剂洗脱固相萃取富集的野菊花水溶性物质,单次和梯度洗脱的结果均显示极性最强的甲醇洗脱组分对铜绿微囊藻生长的抑制效果最好,说明野菊花活性物质是极性相对较强的亲水性物质。野菊花水溶性物质会降低铜绿微囊藻叶绿素a含量,破坏PSⅡ反应中心的结构,导致原初光能转化效率降低,影响光合作用时电子传递效率。说明野菊花水溶性物质抑制铜绿微囊藻的光合作用。
(3)以大型溞(Daphnia magna)和黄河鲤(Cyprinus carpio)为受试对象,对野菊花控藻活性物质进行初步的安全性评价。选择幼龄期和成熟期大型溞以及黄河鲤幼鱼,对其进行野菊花水浸提液的急性毒性实验。结果显示,野菊花水提取物对幼龄期和成熟期大型溞24小时的LC50分别是3.415g·L-1和4.781g·L-1。野菊花水提取物对黄河鲤幼鱼24小时的LC50是1.518g·L-1。结果表明相对于幼龄期的大型溞,成熟期的大型溞对野菊花水浸提物有更高的耐受性。这些结果初步说明了幼龄期大型溞和黄河鲤幼鱼对野菊花水浸提物更敏感,因此我们在使用野菊花作为控藻物质之前,需要考虑使用剂量和使用时期,避开浮游动物孵育期和幼鱼期,应该进一步开展大型溞和黄河鲤的长期暴露实验,评测野菊花水溶性物质对非靶标水生生物生长繁殖的影响。