论文部分内容阅读
人类活动以及工业化的发展使得环境中污染日益严重，生物毒性对浮游植物包括蓝藻产生的毒性效应己引起广泛关注。所以寻求一种快速的检测方法迫在眉睫。藻体内发出的叶绿素荧光信号包含十分丰富的光合作用信息，此光合信号容易随外界环境条件的变化而变化。荧光性是表征藻类光合活性的重要因子，当毒性抑制藻光合活性时，表现为藻液的荧光强度增大，此方法就是利用荧光的变化来确定物质对植物的光合毒性的一种方法。荧光测定技术不需要破碎细胞，不伤害生物体，因此通过研究叶绿素荧光的变化来间接研究光合作用是一种简便、快捷、可靠的方法。表征光合活性的参数有：叶绿素、类胡萝卜素和藻蓝蛋白。本实验铜绿微囊藻作为实验藻，由于蓝藻细胞在结构上与高等植物叶绿体的相似性，因此研究生物毒性对光合作用的影响蓝藻是一极好的材料，并且通过培养斜生栅藻、蛋白核小球藻、铜绿微囊藻三种藻，发现铜绿微囊藻易培养、生长周期相对较短、藻液在对数期最均匀，无分层现象，符合做荧光实验的条件。铜绿微囊藻属蓝藻是普遍存在于地表水体中的一类自养型低等生物，除了含有所有藻类都存在的叶绿素，在淡水中还含有其独有的藻蓝蛋白，藻蓝蛋白有很强的荧光信号。所以本实验，要在这两个荧光信号下进行实验，比较哪个更适合作为测试指标。本文利用叶绿素荧光技术研究了四种重金属环境胁迫（汞胁迫、铜胁迫、锌胁迫、镉胁迫）和一种农药（莠去津胁迫）对铜绿微囊藻荧光的影响，以期了解铜绿微囊藻对不同环境胁迫的响应的规律，建立相应的荧光方法以检测生物毒性，并用发光细菌法进行对比。当铜绿微囊藻生长到对数生长期，将几种生物毒性物质配置一定的浓度梯度后添加到藻培养液中进行响应实验。通过重金属胁迫铜绿微囊藻荧光响应实验，研究了铜绿微囊藻对四种典型重金属离子Cd2+、Hg2+、Cu2+、Zn2+的荧光响应规律。发光细菌实验：通过实验我们选择青海弧菌Q67建立检测方法并与藻荧光方法进行对比。重金属实验研究结果表明：1)实验时间的确定：通过实验重金属与藻液混合25min后作为实验时间，因为此时荧光变化更明显利于实验。2)测试指标的选取：选取铜绿微囊藻最佳实验波长为叶绿素a荧光波长435/680nm。在435/680nm处，毒物对藻的荧光值影响更显著、更灵敏。其结果可以用抑制率来表示。3)通过研究四种重金属对铜绿微囊藻荧光影响规律的研究，我们得出四种重金属的毒性顺序为Hg2+>Cu2+>Cd2+>Zn2+。Hg2+对藻荧光的影响最显著、灵敏。随着胁迫浓度的增大藻光合作用受抑制明显增大，从荧光胁迫实验得到的结果证明藻种的荧光值变化能够反应重金属的毒性，利用藻的叶绿素荧光响应特性检测重金属浓度胁迫是可行的。4)HgCl2对铜绿微囊藻的毒性作用明显，藻光合作用抑制率与HgCl2的浓度呈正相关，显示明显的浓度-剂量相关性。回归方程为y=114.66x+13.008，R=0.9865。发光菌实验抑制标准曲线的线性范围为0.05-0.08mg/L，回归方程为y=2485x-102.06，R2=0.9310。农药实验选用莠去津研究了对铜绿微囊藻荧光影响规律，实验结果如下：1)测试时间为两者作用15min后，测试指标为叶绿素a荧光波长435/680nm。在435/680nm处，毒物对藻的荧光值影响更显著、更灵敏。其结果可以用抑制率来表示，利于和已有的文献中的结论进行比较。2)通过研究莠去津对铜绿微囊藻荧光影响规律的，我们发现，莠去津的质量浓度与藻液光合信号抑制率呈明显的正相关性，并在0.1-0.4mg/L之间呈明显的线性关系。回归方程为y=220.67x+11.550，r=0.9965。可以定量测定莠去津的浓度。