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銅綠微囊藻生物防控過程中的藻毒素分析

發(fā)布時(shí)間:2018-03-08 23:25

  本文選題:藍(lán)藻水華 切入點(diǎn):生物操控法 出處:《揚(yáng)州大學(xué)》2016年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文


【摘要】:如今,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,藍(lán)藻水華的暴發(fā)也越來越頻繁,使水生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重的影響,直接威脅人類健康和其他動(dòng)植物的生存。其中,銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)是最為常見的水華藻類,在我國尤為嚴(yán)重。它所產(chǎn)生微囊藻毒素(Microcystins,簡(jiǎn)稱MC),是藍(lán)藻所產(chǎn)生藻毒素中最為普遍、危害最大、研究最多的一種,能引起肝癌等疾病。國內(nèi)外一直對(duì)藍(lán)藻水華問題予以高度重視,目前相關(guān)防治方法很多,其中以生物操控法最具潛力和發(fā)展前景;人們對(duì)藻毒素的檢測(cè)方法也一直有所研究,主要有生物學(xué)檢測(cè)方法、分析化學(xué)檢測(cè)法、生物化學(xué)檢測(cè)法。本文選擇椎實(shí)螺作為主要控藻生物,探討其對(duì)不同銅綠微囊藻的控制效果,探究了銅綠微囊藻在生長(zhǎng)過程中各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況,并與其他生物控藻方法對(duì)比分析,同時(shí)對(duì)該過程中藻毒素進(jìn)行檢測(cè)分析,找出一個(gè)既能很好抑制銅綠微囊藻生長(zhǎng)又能有效控制藻毒素含量的最適方法,且能夠用于實(shí)際養(yǎng)殖水體中。具體而言,本研究探討了椎實(shí)螺對(duì)它們的控藻效果,跟蹤測(cè)定了四種銅綠微囊藻生長(zhǎng)過程中的各項(xiàng)指標(biāo)變化情況;同時(shí)對(duì)此過程中水中毒素進(jìn)行檢測(cè)分析;在自然條件、模擬系統(tǒng)條件和實(shí)驗(yàn)室條件下,對(duì)不同營養(yǎng)鹽濃度下銅綠微囊藻的各項(xiàng)指標(biāo)跟蹤測(cè)定并分析,探討不同生物方法對(duì)銅綠微囊藻的影響,找出一個(gè)既能很好抑制銅綠微囊藻生長(zhǎng),又能控制藻毒素含量的最適方法。主要研究結(jié)果如下:(1)四種銅綠微囊藻生長(zhǎng)過程中各項(xiàng)指標(biāo)的分析選擇四種銅綠微囊藻(分別簡(jiǎn)稱T1343、T905、T942、T918)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),跟蹤測(cè)定其各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo),包括藻細(xì)胞數(shù)、OD值、葉綠素a濃度、藻藍(lán)蛋白含量、胞外MC-LR、總MC和總毒性,并進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明,這四種銅綠的藻細(xì)胞數(shù)均隨時(shí)間呈良好的指數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系,6天后增長(zhǎng)量為168.08×105cell/ml、41.70×105cell/ml、83.25 X 105cell/ml、 33.25×105cell/ml, T1343T942T905T918。 OD600nm(酶標(biāo)儀)、OD600nm(分光光度計(jì))、葉綠素a濃度和藻藍(lán)蛋白含量均與藻細(xì)胞數(shù)呈良好的線性關(guān)系,各指標(biāo)增長(zhǎng)系數(shù)(上述指標(biāo)和細(xì)胞密度關(guān)系曲線的斜率)最大值分別為T905=T918 (0.001). T905=T918 (0.0041)、 T918 (6.3018) 和 T905 (0.1508)。四種銅綠微囊藻的胞外MC-LR濃度、胞外總MC濃度、以及T905、T918的胞外總毒性均隨藻細(xì)胞數(shù)呈線性增長(zhǎng)關(guān)系,最大的增長(zhǎng)系數(shù)分別為T918(0.1968)、T918 (0.6938)、T905 (2.0593), T1343和T942的胞外總毒性隨藻細(xì)胞呈對(duì)數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系。由上可以看出,T918的OD值、葉綠素a濃度、胞外MC-LR、胞外總MC隨藻細(xì)胞的增長(zhǎng)速率均最大,可將其最為重點(diǎn)研究對(duì)象。(2)椎實(shí)螺控制銅綠微囊藻的效果及其過程中藻毒素的初步分析針對(duì)椎實(shí)螺對(duì)四種銅綠微囊藻(分別簡(jiǎn)稱T1343、T905、T918、T942)的控制效果進(jìn)行了探討驗(yàn)證并對(duì)比分析。結(jié)果表明,加螺實(shí)驗(yàn)組最后的藻細(xì)胞數(shù)均達(dá)到最低值分別為28× 105 cell/ml、17.25 X 105 cell/ml、21.50×105 cell/ml、4.75×105 cell/ml,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(1172.50×105 cell/ml、127.75×105 cell/ml、245.25 ×105 cell/ml、60.00×105 cell/ml)。說明椎實(shí)螺對(duì)這四種銅綠微囊藻均有顯著的控制效果。統(tǒng)計(jì)最終椎實(shí)螺的存活數(shù),并對(duì)加入椎實(shí)螺控水中起止MC-L R、總MC和總毒性進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明,四種銅綠微囊藻實(shí)驗(yàn)組椎實(shí)螺的存活率分別為33.33%、60%、26.67%、75%。椎實(shí)螺對(duì)T1343、T942、T918的胞外MC-LR均有一定的控制效果,最后實(shí)驗(yàn)組MC-LR分別為0μg/L、0.106μg/L、28.867μg/L,均小于對(duì)照組(0199μg/L、25.349μg/L、34.99μg/L);對(duì)T1343、T905、T942的胞外總MC均有一定的控制效果,最后實(shí)驗(yàn)組總MC分別為0.856μg/L、159.210μg/L、2.090μg/L,均小于對(duì)照組(1785μg/L.177.622μg/L、221.080 μg/L);對(duì)這四種銅綠微囊藻的胞外總毒性均有一定的控制效果,最后實(shí)驗(yàn)組總毒性分別為4.827mg/L、2.448 mg/L、2.046 mg/L、0.796 mg/L的CuSO4毒性,均小于對(duì)照組(13.602 mg/L、 586.414 mg/L、542.260 mg/L、70.755 mg/L的C uSO4毒性)。綜上可以看出,椎實(shí)螺對(duì)T942的胞外總MC及T9O5、T942、T918的胞外總毒性的控制效果較顯著,T1343所產(chǎn)生的胞外毒素很少。(3)不同營養(yǎng)鹽濃度對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響探討了自然條件下不同N、P濃度對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響,以及實(shí)驗(yàn)室條件下不同N、P、Fe濃度對(duì)T918的生長(zhǎng)情況及此過程中胞外MC和總毒性的影響變化情況。自然條件下,選擇縮小10倍的BG-11培養(yǎng)基作為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,在此基礎(chǔ)上改變NaN03、KH2PO4的濃度,從而改變N、P濃度,分別記為NP、5NP、N5P。結(jié)果表明:第35天時(shí),T918藻細(xì)胞數(shù)大小為N5P (111.375×105cell/ml)NP (86.750×105cell/ml)5NP (43.125 ×105 cell/ml),即NaNO3和KH2PO4濃度分別在0.15 g/L和0.02 g/L時(shí)藻細(xì)胞數(shù)增長(zhǎng)最快,在0.75 g/L和0.004 g/L時(shí)增長(zhǎng)最慢。說明在一定濃度范圍內(nèi),P濃度越高,銅綠微囊藻生長(zhǎng)越好;而N濃度越大,有時(shí)卻會(huì)抑制它的生長(zhǎng),但由于影響因素過多,需要進(jìn)一步探究。選擇T918在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行研究,NPFe表示BG-11培養(yǎng)基,在此基礎(chǔ)上改變NaNO3、KH2PO4、檸檬酸鐵銨的濃度,從而改變N、P、Fe濃度,分別記為NPFe、1/5NPFe、 5NPFe、 N1/5PFe、N5PFe、NP1/5Fe、NP5Fe。第8天時(shí),藻細(xì)胞數(shù)最優(yōu)和最差濃度條件分別為5NPFe (147.50×105 cell/ml)和11/5NPFe(101.50×105 cell/ml); OD600nm(酶標(biāo)儀和分光光度計(jì))最優(yōu)條件為N5PFe(0.211和0.534),其他條件下區(qū)別不顯著。第10天時(shí),葉綠素a濃度最優(yōu)和最差濃度條件分別為N5PFe (810.92μg/L);和N1/5PFe (344.34μg/L);胞外MC-LR濃度最優(yōu)條件為1/5NPFe (8.830μg/L),其次為N1/5PFe (5.131μg/L),其他條件區(qū)別不明顯;胞外總MC濃度最優(yōu)條件為5NPFe(125.112μg/L),其次是N5PFe(99.346 μg/L),最差為TP1/5Fe (53.297μg/L)。第8天時(shí),胞外總毒性用CuSO4來表征,最優(yōu)條件為5NPFe (14.813 mg/L),其次為NPFe(7.834 mg/L),最差為N1/5PFe (1.676 mg/L)。綜上可以看出,對(duì)T918的OD600nm和葉綠素a影響最大的是P元素,在KH2P04濃度為0.008-0.200 g/L范圍內(nèi),N和Fe濃度不變時(shí),P濃度越大,兩者越大;對(duì)藻細(xì)胞數(shù)、胞外MC和毒性影響最大的是N元素,NaN03濃度為0.3-7.5g/L范圍內(nèi),P和Fe濃度不變時(shí),N濃度越大,藻細(xì)胞數(shù)、胞外MC-LR。總MC、總毒性越大。(4)不同生物方法對(duì)T918的控制效果及其過程中藻毒素的分析探討了實(shí)驗(yàn)室條件下,椎實(shí)螺、浮萍、EM菌、椎實(shí)螺+浮萍、椎實(shí)螺+EM菌、小球藻對(duì)T918的控制效果及其過程中胞內(nèi)外藻毒素的變化情況,并對(duì)最后椎實(shí)螺體內(nèi)的藻毒素進(jìn)行了檢測(cè),另外探討了相應(yīng)模擬生態(tài)系統(tǒng)條件下的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室條件結(jié)果如下:椎實(shí)螺、浮萍、浮萍+椎實(shí)螺、EM菌+椎實(shí)螺對(duì)T918藻細(xì)胞數(shù)均有顯著的控制效果,第8天的藻細(xì)胞數(shù)幾乎為0,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(105.50×105 cell/ml);椎實(shí)螺、浮萍及椎實(shí)螺+浮萍均對(duì)OD600nm(酶標(biāo)儀和分光光度計(jì))均有顯著的控制效果,第8天的值分別為0.034和0.051、0.035和0.054、0.038和0.053,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(0.203和0.473);椎實(shí)螺、浮萍、椎實(shí)螺+浮萍、椎實(shí)螺+EM菌對(duì)葉綠素a濃度均有顯著的控制效果,第8天值分別為31.24μg/L、41.89μg/L、52.14μg/L、67.25μg/L遠(yuǎn)小于對(duì)照組(370.02μg/L);椎實(shí)螺、浮萍、椎實(shí)螺+浮萍、椎實(shí)螺+EM菌對(duì)胞內(nèi)和胞外MC-LR均有顯著的控制效果,第8天的值均為0,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(153.018 gg/L和7.403 gg/L):椎實(shí)螺、浮萍、椎實(shí)螺+浮萍、椎實(shí)螺+EM菌均對(duì)胞內(nèi)和胞外總MC有顯著的控制效果,第8天的值分別為0.061 gg/L和8134 μg/L、0.019μg/L和7.067μg/L、 0.016μg/L和6.598μg/L、2.218μg/L和11.629 μg/L,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(108.903μg/L和116.006 μ.g/L);椎實(shí)螺、浮萍、椎實(shí)螺+浮萍對(duì)胞外總毒性具有顯著的控制效果,第3天的值分別為10.578mg/L、8.699mg/L、5.892mg/L的CuSO4毒性,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(635.118 mg/L的CuS04毒性)。模擬生態(tài)系統(tǒng)結(jié)果如下:未加鯉魚時(shí),椎實(shí)螺+浮萍對(duì)T918藻細(xì)胞數(shù)控制效果最佳,第4天值為1.25×105cell/m1,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(13.25×105cell/ml);加鯉魚時(shí),椎實(shí)螺+浮萍控制效果最佳,其值為2.25×105cell/ml,小于加鯉魚對(duì)照組(5.75×105 cell/ml)。未加鯉魚時(shí),椎實(shí)螺+浮萍控制OD600n,m(分光光度計(jì))效果最佳,第5天值為0.047,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(0.091):加鯉魚時(shí),鯉魚對(duì)OD600nm起到了顯著的控制作用,其值達(dá)到0.052,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(0.091),其他條件控制效果不顯著,酶標(biāo)儀測(cè)得OD600m情況與之一致。未加鯉魚時(shí),椎實(shí)螺+浮萍對(duì)葉綠素a控制效果最佳,第4天值為36.14μtg/L,遠(yuǎn)小于對(duì)照組(74.16μg/L);加鯉魚時(shí),椎實(shí)螺+浮萍控制葉綠素a效果最佳,其值為58.07μg/L,小于加鯉魚對(duì)照組(77.06μg/L)。實(shí)驗(yàn)最后椎實(shí)螺體內(nèi)殘留MC和毒性情況:實(shí)驗(yàn)室條件下,第2組(T918+椎實(shí)螺)、第5組(T918+椎實(shí)螺+浮萍)和第6組(T918+椎實(shí)螺+EM菌)椎實(shí)螺存活率分別為40%、77%和0%,說明一定量的浮萍有利于椎實(shí)螺的生長(zhǎng),而EM菌嚴(yán)重危害了其生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)最后第2組和第5組椎實(shí)螺體內(nèi)殘留MC-LR幾乎均為0:總MC含量分別為15.551μg/kg和6.749μg/kg;總毒性殘留量分別為2332.982 mg/kg和1789.718 mg/kg的CuS04毒性,說明一定量的浮萍不僅提高了椎實(shí)螺的存活率,且能減少其體內(nèi)毒素殘留量。模擬生態(tài)系統(tǒng)條件下,2號(hào)水缸(T918+鯉魚)、4號(hào)水缸(T918+椎實(shí)螺+鯉魚)和6號(hào)水缸(T918+椎實(shí)螺+浮萍+鯉魚)鯉魚存活率分別為80%、60%和80%,說明一定量的浮萍有利于鯉魚的生長(zhǎng)。3號(hào)水缸(T918+椎實(shí)螺)中椎實(shí)螺存活率為52%;4號(hào)、5號(hào)(T918+椎實(shí)螺+浮萍)、6號(hào)水缸中椎實(shí)螺存活率均為48%,說明一定量的浮萍不會(huì)對(duì)椎實(shí)螺造成嚴(yán)重的傷害。實(shí)驗(yàn)最后3、4、5、6號(hào)水缸中椎實(shí)螺體內(nèi)幾乎沒有殘留MC-LR;總MC含量分別為17.453μg/kg.22.515μg/kg.6.535μg/kg.10.69μg/kg;總毒性含量分別為2534.472 mg/kg.2526.969 mg/kg、1732-377 mg/kg.1743.984 mg/k(g的CuSO4毒性,說明加入鯉魚水缸中椎實(shí)螺殘留總MC含量要高于未加鯉魚的水缸,加入浮萍的水缸中椎實(shí)螺體內(nèi)殘留總MC含量和總毒性均低于未加浮萍的水缸。綜上說明,一定量的浮萍能使椎實(shí)螺體內(nèi)毒素殘留量減少。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,椎實(shí)螺能顯著抑制銅綠微囊藻的生長(zhǎng),但高濃度藻細(xì)胞也使得椎實(shí)螺大量死亡,水體變成黃色,水中藻毒素殘留量偏高。考慮結(jié)合其他生物方法來進(jìn)行控藻,與椎實(shí)螺控藻效果進(jìn)行對(duì)比分析,可以看出,椎實(shí)螺與浮萍混合得方法既能很好地控制銅綠微囊藻的生長(zhǎng),又能提高椎實(shí)螺及鯉魚的存活率,并且使得胞內(nèi)外的藻毒素和毒性得到了更為顯著的控制,同時(shí)又使得最后椎實(shí)螺體內(nèi)藻毒素的殘留量減少,是其中最合適的控藻方法。但具體最合適的量化關(guān)系還需要更進(jìn)一步的探究。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X52

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3 張樹林;中草藥對(duì)銅綠微囊藻的抑制作用及機(jī)理研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

4 陳衛(wèi)民;亞硝酸鹽對(duì)銅綠微囊藻生理特性的影響[D];南開大學(xué);2009年

5 孔峗;溶藻菌分離鑒定、溶藻特性及作用機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 任晶;UV/H_2O_2對(duì)銅綠微囊藻抑制特性及其對(duì)微囊藻毒素降解機(jī)理研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

7 郝赤;銅綠微囊藻毒素對(duì)棉鈴蟲和菜青蟲的殺蟲活性及機(jī)制的研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

8 鄭賓國;輻照技術(shù)對(duì)藍(lán)藻生長(zhǎng)的抑制機(jī)理研究[D];南京大學(xué);2012年

9 劉志泉;水中銅綠微囊藻與硝基苯復(fù)合污染的特征和作用機(jī)制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 余游;稀土釹、釔對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)和生理特性影響研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

2 江林燕;擾動(dòng)對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響[D];上海交通大學(xué);2012年

3 朱金余;不同培養(yǎng)條件對(duì)產(chǎn)毒銅綠微囊藻和不產(chǎn)毒銅綠微囊藻生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)的影響[D];浙江大學(xué);2012年

4 郝中n\;十種常見藥用植物對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)抑制效果的研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2013年

5 洪旭鷺;有機(jī)農(nóng)藥對(duì)淡水水生生物毒性效應(yīng)研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

6 李婷;不同磷條件下高溫脅迫對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響及恢復(fù)研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

7 魯男;環(huán)境因子對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)及產(chǎn)毒的影響研究[D];遼寧大學(xué);2015年

8 陳識(shí)文;外加碳源對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)及養(yǎng)殖水體水質(zhì)的影響[D];長(zhǎng)江大學(xué);2015年

9 宋濤;一株氣單胞菌胞外物質(zhì)對(duì)銅綠微囊藻生理生化特性的影響[D];山東大學(xué);2015年

10 崔晗;兩種混合抗生素對(duì)銅綠微囊藻的生物效應(yīng)和作用機(jī)理[D];山東大學(xué);2015年

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本文編號(hào):1586030

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