【摘 要】
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有报道认为拟柱孢藻毒素(cylindrospermopsin,CYN)可作为化感物质诱导同域的浮游植物产生胞外碱性磷酸酶(ALP),促进水体无机磷升高,进而有利于产CYN的蓝藻(CYN-生产者)在低磷环境下获得磷,由此推测CYN的产生可能作为CYN-生产者获取磷营养的竞争策略之一。为验证上述假设,本论文通过观测产毒拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)在不同磷浓度
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有报道认为拟柱孢藻毒素(cylindrospermopsin,CYN)可作为化感物质诱导同域的浮游植物产生胞外碱性磷酸酶(ALP),促进水体无机磷升高,进而有利于产CYN的蓝藻(CYN-生产者)在低磷环境下获得磷,由此推测CYN的产生可能作为CYN-生产者获取磷营养的竞争策略之一。为验证上述假设,本论文通过观测产毒拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)在不同磷浓度下的生长及CYN产生特征,并进一步通过高/低磷浓度下的毒素添加实验,从而了解CYN对蓝藻铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、绿藻蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidesa)和双对栅藻(Scenedesmus bijuba)生长和ALP活性的影响。本论文的研究结果有助于阐明CYN的生态功能。主要结果如下:1.从广东省佛山市千灯湖分离出10株拟柱孢藻,它们的生长和形态存在显著的差异(LSD,P<0.05),经CYN毒素合成酶基因的PCR检测和毒素LC-MS/MS分析表明,仅QDH7为产毒株,其产生的毒素异构体主要为deoxy-CYN。2.产毒拟柱孢藻QDH7的生长与磷浓度呈显著正相关性(LSD,P<0.05),ALP活力以及CYN产量则呈相反变化,表现为低磷>中磷>高磷(LSD,P<0.05)。对产毒基因cyr A和cyr J的RT-q PCR结果表明,低磷条件下两基因在实验后期的表达显著高于高磷组(LSD,P<0.05)。对磷转运相关基因pst S和pit以及碱性磷酸酶基因pho A的RT-q PCR分析表明,与高磷组相比,产毒拟柱孢藻QDH7在中/低磷组下显著上调上述三个基因的表达(LSD,P<0.05)。由此可知拟柱孢藻在磷限制下会上调相关基因的表达,从而增加CYN的产量以及ALP活性。3.在高磷条件下,微囊藻的生长和ALP活性均不受CYN出现的影响;而小球藻的生长和ALP活性不受低浓度CYN添加的影响,但在中/高浓度的CYN处理下呈显著升高(LSD,P<0.05);栅藻的生长和ALP活性则在3个CYN浓度处理下均表现出显著升高(LSD,P<0.05)。这表明高磷条件下不同的CYN浓度能够对绿藻产生化感作用,而对蓝藻无显著影响。在低磷条件下,微囊藻的生长依然不受CYN出现的影响,但中/高毒素处理组中的ALP活性在显著高于对照组,RT-q PCR结果表明微囊藻的磷转运相关基因pst S和sph X以及碱性磷酸酶基因pho X的表达均在48h时明显上调。而小球藻在低磷下的生长和ALP活性在高浓度CYN处理下表现出显著升高(LSD,P<0.05),栅藻的生长在CYN处理组下和对照组间差异不显著,但ALP活力均显著高于对照组(LSD,P<0.05)。这表明低磷条件下CYN的添加对三种浮游植物都能产生化感作用,其中栅藻最为敏感,低浓度CYN即可增加ALP活性。4.在高/低磷条件下QDH7毒素粗提物对栅藻的生长和ALP活力均没有影响,表明从QDH7提取的以deoxy-CYN为主的粗提物对栅藻没有产生化感效应。
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