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三种海洋微藻种群增长和种间竞争的动态变化对Cd~(2+)胁迫增强的响应

作　者: 苏婧
导　师: 唐学玺
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 海洋微藻重金属胁迫流式细胞术种群生长种间竞争
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

重金属污染是全球普遍发生的环境问题,由于来源广、残留时间长、能沿食物链转移富集、污染后不易被察觉、难以恢复等特征,越来越多的引起人们的关注。海洋生态系统不可避免的遭受到重金属的污染。作为海洋生态系统的主要生产者,微藻也是污染物从海洋进入食物网的重要途径。流式细胞术（Flow Cytometry, FCM）是一种在功能水平上对单个细胞进行定量分析的检测技术,通过同步高速分析大量细胞的多个参数而对细胞生理状态进行评价,在藻类生态学和毒理学的研究领域具有广泛的应用前景。本文选用三种具有代表性的特定目标藻类:绿藻门的青岛大扁藻（Platymonas helgolandica）、黄藻门的赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）以及甲藻门的微小原甲藻（Prorocentrum minimum）为研究对象,在实验生态条件下,基于流式细胞术探讨重金属Cd²⁺对三种微藻种群增长和种间竞争动态变化的急性毒性作用,探讨可能的机制,筛选能灵敏指示微藻生理响应变化的生物标志物。结果发现:一.Cd²⁺对三种海洋微藻的急性毒性作用研究（1）利用流式细胞术可以灵敏区分三种微藻:青岛大扁藻、赤潮异弯藻和微小原甲藻种群中的活体细胞与细菌、死亡的细胞碎片以及培养液中的悬浮颗粒,为进一步藻类生物学分析奠定了合理的基础。（2）测定三种微藻在重金属Cd²⁺急性毒性作用下的各种荧光信号,从而得到微藻的细胞体积、细胞内容物复杂程度、叶绿素a含量水平、存活率以及活性氧水平等指标的同步检测数据,结果表明,三种微藻的叶绿素a含量水平和存活率都伴随着Cd²⁺胁迫浓度的增大而下降,而活性氧含量则不断升高;Cd²⁺急性毒性作用对细胞体积和细胞内容物复杂程度的影响则因种而异:随着Cd²⁺胁迫浓度的升高,青岛大扁藻细胞体积和内容物复杂程度均增大,其他两种微藻细胞体积均呈下降趋势,但赤潮异弯藻的细胞内容物复杂程度明显下降;微小原甲藻细胞内容物复杂程度上升。（3）分析研究发现,基于流式细胞术的检测,三种微藻的叶绿素a含量水平、存活率和活性氧含量变化趋势一致,可以考虑作为重金属Cd²⁺胁迫的生物指标。2.共培养体系中Cd²⁺胁迫增强对微藻的急性毒性作用研究（1）利用流式细胞术能够区分开共培养体系中的两种不同种类的微藻,为接下来的分析研究奠定了良好的基础;（2）重金属Cd²⁺对共培养体系中的两种微藻产生了一定的抑制作用。根据前向角与侧向角荧光所确定的R1和R2门,Cd²⁺胁迫的共培养体系中两种微藻种群规模都发生了明显缩减。在细胞内容物复杂程度和叶绿素a含量这两个指标水平上,除了与微小原甲藻共培养的青岛大扁藻均没有变化外,共培养体系中的微藻细胞内容物复杂程度均上升,叶绿素a含量均下降。而在细胞体积指标水平上,在青岛大扁藻与赤潮异弯藻共培养体系中,加入重金属后两种微藻的细胞体积明显缩小;在青岛大扁藻与微小原甲藻共培养体系中,胁迫使青岛细胞体积增大,而微小原甲藻的细胞体积减小;在赤潮异弯藻与微小原甲藻的共培养体系中,前者细胞体积没有变化,后者细胞体积下降。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
0 前言  11-13
1 文献综述  13-24
  1.1 重金属污染  13-19
    1.1.1 重金属污染的国内外现状  13-16
    1.1.2 重金属污染对生物的影响  16-19
  1.2 流式细胞术在藻类生态学与生态毒理学检测中的应用  19-24
    1.2.1 利用流式细胞术建立多指标毒理检测的必要性与可行性  20-21
    1.2.2 利用流式细胞术建立多藻共培养体系毒理检测的必要性与可行性  21-22
    1.2.3 流式细胞术在水生生态系统与藻类毒理学领域应用现状  22-24
2 不同浓度的 Cd~(~(2+))对三种海洋微藻的急性毒性影响  24-55
  2.1 材料与方法  25-27
    2.1.1 实验仪器及试剂  25
    2.1.2 藻种及培养  25-26
    2.1.3 制备样品并进行毒性实验  26
    2.1.4 流式细胞仪指标分析  26-27
    2.1.5 统计分析  27
  2.2 结果与分析  27-51
    2.2.1 青岛大扁藻对Cd~(2+))急性毒性作用的响应  27-35
    2.2.2 赤潮异弯藻对Cd~(2+)急性毒性作用的响应  35-43
    2.2.3 微小原甲藻对Cd~(2+)胁迫急性毒性作用的响应  43-51
  2.3 讨论  51-53
  2.4 小结  53-55
3 Cd~(2+)胁迫的急性作用对共培养体系中微藻的影响  55-72
  3.1 材料与方法  55-56
    3.1.1 实验仪器与试剂  55
    3.1.2 实验微藻来源与培养  55
    3.1.3 Cd~(2+)胁迫增强对共培养微藻生长的急性毒性作用  55-56
    3.1.4 流式细胞技术测试指标与方法  56
    3.1.5 统计分析  56
  3.2 结果与分析  56-69
    3.2.1 青岛大扁藻-赤潮异弯藻共培养体系中微藻对Cd~(2+)急性毒性作用的响应  56-60
    3.2.2 青岛大扁藻-微小原甲藻共培养体系中微藻对Cd~(2+)急性毒性作用的响应  60-65
    3.2.3 赤潮异弯藻-微小原甲藻共培养体系中微藻对Cd~(2+)急性毒性作用的响应  65-69
  3.3 讨论  69-70
  3.4 小结  70-72
4 结论  72-73
参考文献  73-80
致谢  80-81
学术论文发表情况  81

三种海洋微藻种群增长和种间竞争的动态变化对Cd~(2+)胁迫增强的响应

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