论文部分内容阅读
近年来,我国太湖富营养化程度不断加剧,水污染日趋严重,对太湖流域的人民生活和经济发展造成严重不利影响。太湖水华的优势藻种为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),由于它的胶鞘上常附生着细菌,微囊藻与附生细菌能构成一个独特的微环境,对彼此的生长产生相互影响。虽然磷是湖泊水体中藻类种群生长的第一限制因子,但在其他环境因子适宜的时候,即使水体中溶解性磷浓度很低,微囊藻也能够利用内源性磷大量生长,最终造成水华暴发,附生细菌在这个过程中可能起到了非常重要的作用。因此,研究铜绿微囊藻与其附生细菌之间的磷代谢关系对于研究太湖富营养化的形成机理有着重要意义。
本论文以铜绿微囊藻和其附生假单胞菌X菌株作为研究对象,研究了不同磷形态和不同环境条件对微囊藻和假单胞菌之间磷代谢关系的影响。为了更接近自然环境中的实际情况,还研究了铜绿微囊藻与不同初始密度的x菌混合培养时藻的生长情况,以及附生细菌在微囊藻不同生长时期的数量差异。研究结果表明,附生假单胞菌的存在能促进铜绿微囊藻的生长,并可以将微囊藻不易直接吸收的磷形态转化为磷酸盐供微囊藻利用。碱性磷酸酶在微囊藻和x菌利用大分子有机磷的过程中起重要作用。不同形态的磷源对微囊藻细胞内的蛋白质和可溶性糖含量有一定影响,以卵磷脂作为磷源能够明显提高微囊藻体内的糖含量。
铜绿微囊藻的生长能使培养液的pH升高。在高pH条件下,铜绿微囊藻能吸收更多的磷,并且pH的升高能促进铜绿微囊藻的生长。短时间内,pH值能影响铜绿微囊藻对磷的吸收能力,pH越高,铜绿微囊藻的吸磷能力越强。当培养液中的磷浓度非常低,铜绿微囊藻也能利用自身细胞内积聚的磷继续进行生长代谢。假单胞菌对铜绿微囊藻起到了“磷库”的作用,所以能促进藻对磷的吸收,从而促进藻的生长。在藻一菌系统中,pH值越高,藻的生长速率越快,生长情况越好,系统中的磷代谢循环也越快。由于pH的升高能促进微囊藻的生长代谢,使藻的代谢产物增多,从而也促进了假单胞菌的生长。在外源性磷浓度很低的情况下,铜绿微囊藻体内的磷只有极小的一部分以可溶性磷酸盐的形式存在。
无论有无附生菌存在,铜绿微囊藻在氮磷比为16:1时,生长情况最好,此时微囊藻能迅速有效吸收水中的磷,藻细胞内蛋白的含量比较低,而且附生菌的存在能促进藻的生长。而在氮磷比为4:1时,藻的生长情况最差,在实验后期,
藻细胞死亡分解后把一些含磷化合物释放到了水中,细胞内积累的糖也释放到水中,所以藻细胞内可溶性糖的含量一直维持在较低的水平,氮磷比升高,藻细胞内糖含量也升高。附生菌的存在能够加速藻细胞的衰亡和藻体内磷的释放,而对藻细胞内蛋白和糖的含量没有明显的影响。 微囊藻与不同初始浓度的附生细菌混合培养,当附生菌初始浓度在10<6>-10<7>个/ml数量级时,对微囊藻的生长没有明显的促进作用。当附生菌初始浓度为10<8>个/ml,微囊藻的生长明显受到了抑制。在对数期、稳定期和衰亡期的微囊藻培养液中,附生菌的数目有差异。衰亡期的藻培养液中附生细菌最多,稳定期其次,对数期最少。
以上研究结果表明,铜绿微囊藻和附生细菌之间的磷代谢存在着相互作用,这种作用可能对水华暴发产生一定的影响。