【摘要】：由于水體富營養(yǎng)化和氣候變暖,藍藻水華正成為全球性的環(huán)境問題。形成水華的藍藻會聚集在水體表面導致水體透明度和溶解氧下降并釋放惡臭,有些藍藻還會釋放毒素,嚴重威脅到水生食物網(wǎng)和人類的健康。因此,控制或消除藍藻水華已成為當前急需解決的環(huán)境問題。植物化感抑藻技術因易獲取、含量豐富、對生態(tài)安全性高等優(yōu)點而受到關注。胡桃醌,5-羥基-1,4-萘醌,是胡桃楸屬樹木中最為熟知的化感物質(zhì)之一。本論文通過研究胡桃醌對水華優(yōu)勢種銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)的生長和生理特性的化感抑制效應,同時探究了對真核綠藻斜生柵藻(Scenedesmus obliquus)生長和光合的影響及對兩種藻種間競爭的影響,為植物化感抑藻的篩選及生態(tài)安全性評估提供理論支持。本研究取得的主要結(jié)論如下:1.胡桃醌對微囊藻生長的抑制和生理特性的影響胡桃醌對銅綠微囊藻(M.aeruginosa)和惠氏微囊藻(M.wesenbergii)有明顯的抑制作用,在為期11天的實驗中,0.9 mg L~(-1)的胡桃醌對兩種藻的抑制率分別達到75%和67%。胡桃醌引起了兩種微囊藻細胞不同程度的氧化應激反應(SOD和CAT),細胞膜及細胞器均受到損傷。雖然銅綠微囊藻的胞內(nèi)和胞外藻毒素含量升高,但由于種群密度的顯著降低,總的藻毒素含量并沒有升高。2.胡桃醌對柵藻生長和光合活性的影響胡桃醌對斜生柵藻(S.obliquus)的種群增長有抑制作用,濃度越高對柵藻種群密度增長的抑制效果越明顯。0.9 mg L~(-1)的胡桃醌對柵藻的抑制率為40%。不同種群密度的柵藻受到的抑制效果隨時間變化的規(guī)律也存在差異,胡桃醌對斜生柵藻的群體大小有影響,對光合活性無明顯影響。柵藻在群體形成和胡桃醌作用下對資源利用之間存在權(quán)衡。3.胡桃醌對種間競爭的影響胡桃醌對單獨培養(yǎng)和混合培養(yǎng)的銅綠微囊藻種群增長的抑制效果強于斜生柵藻。混合培養(yǎng)的微囊藻和柵藻的生長均受到抑制,抑制效果隨胡桃醌濃度的增強而增加,但胡桃醌對競爭結(jié)果無明顯影響。不同初始比例混合時,兩種藻的競爭優(yōu)勢不同,具有密度依賴性。在光合作用方面,胡桃醌促進了柵藻的光合活性,但對微囊藻的光合活性無影響。綜上所述,胡桃醌在抑制有害藍藻微囊藻的同時還會對真核綠藻柵藻產(chǎn)生不利影響。以上結(jié)果為抑藻化感物質(zhì)的篩選及安全性評估提供了科學依據(jù)。
【圖文】：

的黑胡桃土壤培養(yǎng)番茄，，番茄的生長受到了影響，認為這是土壤中有毒物質(zhì)所造成的。圖1.1 胡桃醌的化學結(jié)構(gòu)式Figure 1.1 The chemical structure of juglone1.3.2 胡桃醌的生物有效性研究進展胡桃醌是植物長期自然選擇和進化過程中產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物。在臨床醫(yī)藥領域，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有抗氧化、抑制腫瘤細胞、抗菌、抗病毒、降血糖等多種生物活性。研究發(fā)現(xiàn)，胡桃醌對小鼠自發(fā)性乳腺癌[71]、大鼠腸腫瘤[72]有明顯的抑制作用。通過影響DNA[73-74]和mRNA[75]的合成，線粒體空泡化[76]，使增殖的腫瘤細胞能量供給缺乏而受到增長限制，從而達到抑制作用。Byung[77]發(fā)現(xiàn)胡桃醌及其衍生物對HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶相關的核糖核酶H有抑制作用，可以成為HIV-1蛋白水解酶的有效抑制劑，該酶在艾滋病毒復制時扮演著重要角色。胡桃醌還作為一種抑菌物質(zhì)

之后的 7 天 Fv/Fm 逐漸增加至對照水平（圖2.2B）。實際光合速率（φPSII）對胡桃醌反應顯示出與 Fv/Fm 相似的變化趨勢。然而，它的變化程度相對小于 Fv/Fm。在胡桃醌處理 5 天后，0.9 mg L-1的胡桃醌對 φPSII 影響顯著，降低率高達 17％。之后，由胡桃醌處理的 φPSII 與對照組的水平相當（圖 2.2C）。圖 2.2 不同濃度胡桃醌處理下銅綠微囊藻每細胞葉綠素含量（A）、最大光合量子產(chǎn)量（Fv/Fm）(B)和光系統(tǒng) II 的光合效率（φPSII）(C) 。Fig 2. 2 Chlorophyll content per cell (A), maximum quantum yield (Fv/Fm) and the efficiency ofphotosystem II (φPSII) of M. aeruginosa exposed to different levels of juglone.2.3.1.3 不同胡桃醌濃度對銅綠微囊藻抗氧化活性的影響從圖 2.3A 可以看出，銅綠微囊藻的蛋白含量受到胡桃醌處理的顯著影響，在 0.3～0.9 mg L-1的胡桃醌處理下蛋白含量均減少，其中 0.3 mg L-1胡桃醌處理組減少最多，比對照組減少了 25%。胡桃醌對銅綠微囊藻細胞內(nèi) MDA 含量的影響如圖 2.3B 所示
【學位授予單位】：南京師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X52

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本文編號：2682842