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重金属汞、铜和镉对三种大型经济海藻毒性效应的研究

作　者: 朱喜锋
导　师: 杜虹；邹定辉
学　校: 汕头大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 龙须菜羊栖菜坛紫菜相对生长速率光合作用色素汞铜镉
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

人类活动导致海洋环境中的重金属污染日益严重,重金属对藻类的影响越来越引起人们的重视。本论文以三种大型经济海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)、羊栖菜(Hizikia fusiformis)和坛紫菜(Porphyra haitanensis)为实验材料,通过测定藻体的相对生长速率(RGR)、光合色素含量、最大光化学效率(Fv/Fm)、光合作用、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和硝酸还原酶(NR)活性及丙二醛(MDA)含量等生理生化指标,来研究和探讨不同浓度Hg2+、Cu2+和Cd2+处理对三种海藻的毒性效应,其主要结果如下:龙须菜在Hg2+、Cu2+和Cd2+作用下生长受到显著抑制的最低浓度分别是0.02 mg·L-1、0.05 mg·L-1和4 mg·L-1。龙须菜的Fv/Fm和光合放氧速率随Hg2+、Cu2+和Cd2+浓度的增加逐渐下降,而MDA含量则逐渐增加。在Hg2+和Cu2+作用下,龙须菜光合色素含量(Chl a、Car、PE和PC)先升高后下降,而在较高浓度Cd2+作用下光合色素含量增加。龙须菜的两种抗氧化酶(SOD和CAT)在Hg2+、Cu2+和Cd2+作用下活性增加,而NR在高浓度重金属离子作用下活性受到显著抑制。三种重金属离子对龙须菜的毒性强弱顺序为:Hg2+>Cu2+>Cd2+,龙须菜对低浓度Cu2+和Cd2+污染具有一定的耐受性。羊栖菜在Hg2+、Cu2+和Cd2+处理下生长受到显著抑制的最低浓度分别是0.04 mg·L-1、0.05 mg·L-1和4 mg·L-1。随着Hg2+、Cu2+和Cd2+浓度的增加,羊栖菜的Fv/Fm和光合放氧速率逐渐下降,而MDA含量则逐渐增加。羊栖菜光合色素(Chl a和Car)含量在Hg2+和Cu2+作用下先升高后下降,而在高浓度Cd2+作用下色素含量增加。羊栖菜的SOD活性在Hg2+和Cd2+胁迫下先升高后下降,在Cu2+作用下活性升高,而CAT活性在Hg2+、Cu2+和Cd2+作用下先升高后下降。NR活性在低浓度Cu2+和Cd2+刺激下活性增加,而在Hg2+和高浓度Cu2+、Cd2+作用下活性下降。三种重金属离子对羊栖菜的毒性强弱顺序为:Hg2+>Cu2+>Cd2+,羊栖菜对低浓度Hg2+、Cu2+和Cd2+污染具有一定的耐受性。0.04 mg·L-1 Hg2+、0.10 mg·L-1 Cu2+和4 mg·L-1 Cd2+是坛紫菜生长受到显著抑制的最低浓度。坛紫菜的Fv/Fm和光合放氧速率随Hg2+、Cu2+和Cd2+浓度的增加逐渐下降,而MDA含量则逐渐增加。在高浓度Hg2+作用下,坛紫菜光合色素(Chl a、Car、PE和PC)含量显著下降;在Cu2+作用下光合色素含量先升高后下降;PE和PC含量随Cd2+浓度的增加先升高后下降,而Chl a和Car含量在最高Cd2+浓度(10 mg·L-1)处理下显著下降。SOD活性在Hg2+和Cu2+作用下升高,在Cd2+作用下先升高后下降,而CAT活性在Hg2+作用下升高,在Cu2+和Cd2+作用下则先升高后下降。NR活性在低浓度Hg2+、Cu2+和Cd2+刺激下增加,而在高浓度重金属离子作用下活性受到显著抑制。三种重金属离子对坛紫菜的毒性强弱顺序为:Hg2+>Cu2+>Cd2+,坛紫菜对低浓度Hg2+、Cu2+和Cd2+污染具有一定的耐受性。综合实验结果,可以看出,龙须菜、羊栖菜和坛紫菜对Hg2+的耐受性顺序为:坛紫菜≈羊栖菜>龙须菜;对Cu2+的耐受性顺序为:坛紫菜>羊栖菜≈龙须菜;三种海藻对Cd2+的耐受性大致相当。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-7
缩略词 (Abbreviations)  7-12
第一章文献综述与研究意义  12-22
  第1节海藻的作用  12-13
  第2节重金属对海藻的影响  13-16
    2.1 海洋中的重金属及其来源  13
    2.2 重金属对海藻的毒性作用  13-16
      2.2.1 汞对海藻的毒性效应  14
      2.2.2 铜对海藻的毒性效应  14-15
      2.2.3 镉对海藻的毒性效应  15-16
  第3节海藻对重金属的耐性和解毒机理  16-18
  第4节龙须菜、羊栖菜和坛紫菜的研究现状  18-20
    4.1 龙须菜的研究现状  18-19
    4.2 羊栖菜的研究现状  19
    4.3 坛紫菜的研究现状  19-20
  第5节本文的研究目的和意义  20-22
第二章材料与方法  22-28
  2.1 实验材料  22
  2.2 培养条件及处理  22
  2.3 生长的测定  22-23
  2.4 色素的测定  23
    2.4.1 叶绿素a和类胡萝卜素含量的测定  23
    2.4.2 藻胆蛋白含量的测定  23
  2.5 PAM参数的测定  23-24
  2.6 光合作用的测定  24
  2.7 超氧化物歧化酶（S0D）活性的测定  24-25
  2.8 过氧化氢酶（CAT）活性的测定  25-26
  2.9 硝酸还原酶（NR）活性的测定  26
  2.10 丙二醛（MDA）含量的测定  26-27
  2.11 统计与分析  27-28
第三章结果  28-68
  第1节重金属汞、铜和镉对龙须菜的毒性效应  28-42
    1.1 龙须菜的生长  28
    1.2 龙须菜的色素含量  28-30
      1.2.1 叶绿素a和类胡萝卜素含量  28-30
      1.2.2 藻红蛋白和藻蓝蛋白含量  30
    1.3 龙须菜的F_v/F_m  30-34
    1.4 龙须菜的光合作用  34
    1.5 龙须菜的SOD和CAT活性  34-37
    1.6 龙须菜的NR活性  37-38
    1.7 龙须菜的MDA含量  38-42
  第2节重金属汞、铜和镉对羊栖菜的毒性效应  42-54
    2.1 羊栖菜的生长  42
    2.2 羊栖菜的色素含量  42-45
    2.3 羊栖菜的F_v/F_m  45
    2.4 羊栖菜的光合作用  45-49
    2.5 羊栖菜的SOD和CAT活性  49-50
    2.6 羊栖菜的NR活性  50
    2.7 羊栖菜的MDA含量  50-54
  第3节重金属汞、铜和镉对坛紫菜的毒性效应  54-68
    3.1 坛紫菜的生长  54
    3.2 坛紫菜的色素含量  54-56
      3.2.1 叶绿素a和类胡萝卜素含量  54-56
      3.2.2 藻红蛋白和藻蓝蛋白含量  56
    3.3 坛紫菜的F_v/F_m  56-59
    3.4 坛紫菜的光合作用  59
    3.5 坛紫菜的SOD和CAT活性  59-63
    3.6 坛紫菜的NR活性  63
    3.7 坛紫菜的MDA含量  63-68
第四章讨论  68-78
  4.1 汞、铜和镉对龙须菜、羊栖菜和坛紫菜生长的影响  68-69
  4.2 汞、铜和镉对龙须菜、羊栖菜和坛紫菜色素含量的影响  69-71
  4.3 汞、铜和镉对龙须菜、羊栖菜和坛紫菜F_v/F_m的影响  71-72
  4.4 汞、铜和镉对龙须菜、羊栖菜和坛紫菜光合作用的影响  72-73
  4.5 汞、铜和镉对龙须菜、羊栖菜和坛紫菜SOD和CAT活性的影响  73-75
  4.6 汞、铜和镉对龙须菜、羊栖菜和坛紫菜NR活性的影响  75-76
  4.7 汞、铜和镉对龙须菜、羊栖菜和坛紫菜MDA含量的影响  76-78
总结  78-80
参考文献  80-87
论文完成情况  87-88
致谢  88

重金属汞、铜和镉对三种大型经济海藻毒性效应的研究

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