菹草的抑藻效應及其對富營養(yǎng)鹽脅迫的抗性機制.pdf

1、水體富營養(yǎng)化導致的藍藻水華頻繁暴發(fā)已成為全球極為重要的環(huán)境問題。利用高等水生植物化感作用進行抑藻已成為國內(nèi)外藍藻水華防治的熱點課題之一。
　　為尋找到既能分泌化感物質(zhì)有效抑藻、又能耐受富營養(yǎng)鹽脅迫的高等水生植物,本研究通過廣泛調(diào)查與分析,首次比較系統(tǒng)地探討了世界廣布種—大型沉水植物菹草(Potamogeton crispus)對富營養(yǎng)鹽脅迫的耐受能力及機制,比較研究了菹草與不同密度銅綠微囊藻和斜生柵藻混合藻類的化感互作效應及機理,

2、在此基礎上,分離與鑒定了菹草中的化感物質(zhì)。取得結(jié)果如下:
　　1.菹草對富營養(yǎng)鹽脅迫的耐性研究結(jié)果表明:菹草對富營養(yǎng)鹽脅迫具有比較強的耐性,特別是在中富營養(yǎng)鹽條件下,菹草生物量顯著增大,與對照組相比,增大了10.58％,具有明顯的統(tǒng)計學意義;但在重富 N,重富 P,重富 N、P環(huán)境下菹草生物量均明顯降低,與對照組相比,分別減少了7.58%,8.18%和9.93%。抗氧化酶 CAT和 POD活性以及 MDA含量測定提示,中富營養(yǎng)時,

3、菹草可能通過增強抗氧化酶的表達來抵抗營養(yǎng)鹽的脅迫,從而使其本身達到最好的生長狀態(tài);而在重富營養(yǎng)鹽條件下,CAT和 POD活性大幅下降, MDA含量明顯升高,說明重富營養(yǎng)鹽脅迫可能超過了菹草的抵抗能力,導致菹草生物量的下降。因此,菹草對于中度富營養(yǎng)鹽水體的生物修復有著極其重要的研究意義。
　　2.菹草與復合藻的化感互作效應及機理研究結(jié)果表明:菹草與藻類在中富營養(yǎng)鹽條件下存在相互的化感作用。在復合藻類起始藻密度為105 cells m

4、L-1時,菹草通過化感物質(zhì)的分泌強烈抑制藻類的生長,尤其是對銅綠微囊藻的抑制效果極為顯著;在起始藻密度為103 cells mL-1時,可能是未達到刺激化感物質(zhì)分泌的閾值,菹草和藻類均能正常生長,與各自對照組相比沒有顯著性差異;而當起始藻密度為107 cells mL-1時,抑藻效果大幅下降,菹草生物量減少,表現(xiàn)為藻類對菹草的化感抑制作用(排除了光照和營養(yǎng)的競爭)。抗氧化酶 CAT和 POD活性以及 MDA含量測定提示,在起始藻密度為1

5、05 cells mL-1時,菹草對藻類造成的氧化損傷明顯;而當起始藻密度為107 cells mL-1時,則是藻類使菹草氧化壓力增加。提示對水華藻類的治理應從預防著手,早期進行,才能收到較好的效果。
　　3.菹草中化感物質(zhì)的分離、鑒定通過有機溶劑萃取、大孔樹脂吸附、洗脫劑洗脫、GC-MS測定得知:菹草中主要化感物質(zhì)有異丙叉丙酮、雙丙酮醇、4-甲基苯戊酮、β-甲基萘、單硬脂酸甘油酯等。這些物質(zhì)結(jié)構(gòu)中均含不飽和雙鍵,易導致自由基的鏈