三種海洋微藻種群增長和種間競爭的動態(tài)變化對Cd2+脅迫增強(qiáng)的響應(yīng)-基于流式細(xì)胞術(shù)的研究探討.pdf

1、重金屬污染是全球普遍發(fā)生的環(huán)境問題,由于來源廣、殘留時(shí)間長、能沿食物鏈轉(zhuǎn)移富集、污染后不易被察覺、難以恢復(fù)等特征,越來越多的引起人們的關(guān)注。海洋生態(tài)系統(tǒng)不可避免的遭受到重金屬的污染。作為海洋生態(tài)系統(tǒng)的主要生產(chǎn)者,微藻也是污染物從海洋進(jìn)入食物網(wǎng)的重要途徑。流式細(xì)胞術(shù)(FlowCytometry,FCM)是一種在功能水平上對單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行定量分析的檢測技術(shù),通過同步高速分析大量細(xì)胞的多個(gè)參數(shù)而對細(xì)胞生理狀態(tài)進(jìn)行評價(jià),在藻類生態(tài)學(xué)和毒理學(xué)的研究

2、領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文選用三種具有代表性的特定目標(biāo)藻類:綠藻門的青島大扁藻(Platymonas helgolandica)、黃藻門的赤潮異彎藻(Heterosigma akashiwo)以及甲藻門的微小原甲藻(Prorocentrum minimum)為研究對象,在實(shí)驗(yàn)生態(tài)條件下,基于流式細(xì)胞術(shù)探討重金屬Cd2+對三種微藻種群增長和種間競爭動態(tài)變化的急性毒性作用,探討可能的機(jī)制,篩選能靈敏指示微藻生理響應(yīng)變化的生物標(biāo)志物。結(jié)果發(fā)

3、現(xiàn):
　　 一.Cd2+對三種海洋微藻的急性毒性作用研究
　　 (1)利用流式細(xì)胞術(shù)可以靈敏區(qū)分三種微藻:青島大扁藻、赤潮異彎藻和微小原甲藻種群中的活體細(xì)胞與細(xì)菌、死亡的細(xì)胞碎片以及培養(yǎng)液中的懸浮顆粒,為進(jìn)一步藻類生物學(xué)分析奠定了合理的基礎(chǔ)。
　　 (2)測定三種微藻在重金屬Cd2+急性毒性作用下的各種熒光信號,從而得到微藻的細(xì)胞體積、細(xì)胞內(nèi)容物復(fù)雜程度、葉綠素a含量水平、存活率以及活性氧水平等指標(biāo)的同步檢測數(shù)據(jù)

4、,結(jié)果表明,三種微藻的葉綠素a含量水平和存活率都伴隨著Cd2+脅迫濃度的增大而下降,而活性氧含量則不斷升高；Cd2+急性毒性作用對細(xì)胞體積和細(xì)胞內(nèi)容物復(fù)雜程度的影響則因種而異:隨著Cd2+脅迫濃度的升高,青島大扁藻細(xì)胞體積和內(nèi)容物復(fù)雜程度均增大,其他兩種微藻細(xì)胞體積均呈下降趨勢,但赤潮異彎藻的細(xì)胞內(nèi)容物復(fù)雜程度明顯下降；微小原甲藻細(xì)胞內(nèi)容物復(fù)雜程度上升。
　　 (3)分析研究發(fā)現(xiàn),基于流式細(xì)胞術(shù)的檢測,三種微藻的葉綠素a含量水平

5、、存活率和活性氧含量變化趨勢一致,可以考慮作為重金屬Cd2+脅迫的生物指標(biāo)。
　　 2.共培養(yǎng)體系中Cd2+脅迫增強(qiáng)對微藻的急性毒性作用研究
　　 (1)利用流式細(xì)胞術(shù)能夠區(qū)分開共培養(yǎng)體系中的兩種不同種類的微藻,為接下來的分析研究奠定了良好的基礎(chǔ)；
　　 (2)重金屬Cd2+對共培養(yǎng)體系中的兩種微藻產(chǎn)生了一定的抑制作用。根據(jù)前向角與側(cè)向角熒光所確定的R1和R2門,Cd2+脅迫的共培養(yǎng)體系中兩種微藻種群規(guī)模都發(fā)生了

6、明顯縮減。在細(xì)胞內(nèi)容物復(fù)雜程度和葉綠素a含量這兩個(gè)指標(biāo)水平上,除了與微小原甲藻共培養(yǎng)的青島大扁藻均沒有變化外,共培養(yǎng)體系中的微藻細(xì)胞內(nèi)容物復(fù)雜程度均上升,葉綠素a含量均下降。而在細(xì)胞體積指標(biāo)水平上,在青島大扁藻與赤潮異彎藻共培養(yǎng)體系中,加入重金屬后兩種微藻的細(xì)胞體積明顯縮??；在青島大扁藻與微小原甲藻共培養(yǎng)體系中,脅迫使青島細(xì)胞體積增大,而微小原甲藻的細(xì)胞體積減??；在赤潮異彎藻與微小原甲藻的共培養(yǎng)體系中,前者細(xì)胞體積沒有變化,后者細(xì)胞體積