江蘺對(duì)N、P和重金屬Cd2+、Cr6+、Cu2+、Ni2+污染的去除效應(yīng)及其生理生化響應(yīng).pdf

1、江蘺對(duì)N、P和重金屬Cd2、Cr6、Cu2、Ni2污染的去除效應(yīng)及其生理生化響應(yīng)l江蘺對(duì)N、P和重金屬Cd2、Cr6、Cu2、Ni2污染的去除效應(yīng)及其生理生化響應(yīng)黃鶴忠指導(dǎo)教師：梁建生摘要江蘺屬(Gracilaria)海藻具有分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、易栽培等特點(diǎn)，具有重要的營(yíng)養(yǎng)、藥用和環(huán)保價(jià)值，并且在海洋環(huán)境污染的生物修復(fù)和監(jiān)測(cè)中具有重要的前景。針對(duì)當(dāng)今近海水域以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等水體所面臨的富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染問(wèn)題，本文在實(shí)驗(yàn)生態(tài)

2、條件下，以菊花江蘺(Gracilarialichenoides)為主要材料，研究了其對(duì)水體氮(N)、磷(P)和4種重金屬離子(Cd2、Cr6、Cu2、Ni2)的去除效應(yīng)及其生理生化響應(yīng)和耐受機(jī)制；同時(shí)，比較了菊花江蘺與龍須菜(Gracilaria彪聊硎P和rmis)對(duì)環(huán)境中Cu2的生理生化響應(yīng)機(jī)制。以期為江蘺作為環(huán)境污染的生物修復(fù)器或生物檢測(cè)器的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。研究的主要結(jié)果如下：1菊花江蘺對(duì)N、P短期(O_4h)和長(zhǎng)期

3、(第14d)吸收的最佳N：P比為16：1，最大N和P短期吸收速率(1285和0791xmolg-1DWh1)的環(huán)境N／P濃度分別為1200／75和960／60(!am01L。)，而最大N和P長(zhǎng)期吸收速率(423和031lanolg-lDwh‘1)的N／P濃度均為480／301ma01L～。2混合N源條件下，江蘺對(duì)NI-h-N的吸收速率顯著高于N03--N，長(zhǎng)期吸收更為明顯；光照條件有利于江蘺對(duì)NH4N和N03--N的吸收，尤其以N03-

4、-N更為明顯。硝酸還原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性分別受環(huán)境中N03--N和NH4-N的誘導(dǎo)并促進(jìn)江蘺對(duì)N03--N和NH4-N的吸收。3饑餓狀態(tài)下的菊花江蘺在N、P營(yíng)養(yǎng)鹽缺乏條件下，生長(zhǎng)減慢、各光合色素含量、蛋白含量、脯氨酸含量以及抗氧化能力均處于低水平，藻體顏色變淺，細(xì)胞內(nèi)葉綠體、線(xiàn)粒體萎縮但淀粉粒增加，出現(xiàn)負(fù)生長(zhǎng)；而在N／P為960／60和1200／751ma01L。濃度中57d，江蘺的抗氧化防御系統(tǒng)受到顯著抑制，引發(fā)

5、大量自由基和脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物積累，葉綠體增多但類(lèi)囊體腫脹、排列雜亂，線(xiàn)粒體數(shù)量減少，生長(zhǎng)率、各光合色素和蛋白質(zhì)含量顯著下降。4菊花江蘺在480／30750／451am01L。N／P濃度下的生長(zhǎng)率(SGR)最高，光合色素、生化、抗氧化防御系統(tǒng)和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)指標(biāo)均顯示，N／P750／451ma01LJ和N／P480／301ma01LJ分別是菊花江蘺短期(7d)和長(zhǎng)期(15d)內(nèi)適宜N／P濃度的上限。在N／P480／30pm01L。1條件江蘺對(duì)

6、N、P和重金屬Cd2、c，、c一、Ni2污染的去除效應(yīng)及其生理生化響應(yīng)Thebioremovalofnitrogen，phosphorus，cadmium，chromium，copperandnickelbyGracilariaanditsphysiologicaland’‘■‘’DiocnemicalresponsesByHuangHezhongDissertationSupervisor：ProfLiangjianshengAbst

7、ract3一Withhiigheconomical，medicalandenvironmentalprotectionbenefits，Gracilariaisthetypeofstrongadaptabilityandfast鏟owth，highyield，simplecultivationmethodandpromotioneasilyUndertheexperimentalecology,thisarticlemainlyinve

8、stigatedthebioremovalofnitrogen，phosphorusandfourheavymetalsironincludingcadmium，chromium，copperandnickelofGracilarialichenoides，aswellasitsphysiologicalandbiochemicalresponsesonitMeanwhile，themechanismofphysiologicaland

9、biochemicalresponsetoCustressinGracilarialichenoidesandGracilarialemaneifo力鐘西werealsocomparedtoprovidetheoreticalbasisandpracticalguidancefortheGracilariaasabioremediationorbioindicatoroftheenvironmentpollutionTheresults

10、showedthat：1Theuptakerates(SNURandLNUR)anduptakeefficiency(SNUEandLNUE)ofN(TIN)andP(P045-_p)byGracilarialichenoidesforshort-term(o_—4h)andlong-term(overa24hperiodat14thday)werestudied，showingthattheoptimalN：Pratioincultu

11、remediawhichSNURandLNURforNandPbyGlichenoidesreachedthehighestvalueamongdifferentN／Pconcentrations(P005)was16-1ThereachedmaximumSNURofNandPbyGlichenoidesWas1285and079I|mol／(gDWh)，respectively,whentheN／Pconcentrationinmed

12、iumwas1200／75and960／601xrnol／L；andthereachedmaximumLNURofNandPbyGlichenoideswere423and03llamol／(gDW‘h)，respectively,withtheN／Pconcentrationinmediumof480／30pmol／L2Ontreatmentwithmixednitrogensources，theuptakeratesofdiffer