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浮游动物对产毒微囊藻以及微囊藻产毒的影响

作　者: 宋瑞峰
导　师: 王国祥
学　校: 南京师范大学
专　业: 环境地理学
关键词: 浮游动物 铜绿微囊藻 诱导防御 微囊藻毒素合成基因簇 微囊藻毒素 逆转录-实时定量PCR 酶联免疫检测
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


蓝藻毒素的产生和释放是蓝藻水华的主要危害之一。浮游动物控藻作为生物控藻的主要手段之一,在其控藻的同时,对产毒微囊藻及微囊藻产毒会产生何种影响近年来逐渐受到关注,其中有研究认为浮游动物能够诱导蓝藻产毒量变化。本研究将野外调查与实验室试验结合研究浮游动物捕食胁迫对产毒微囊藻及微囊藻产毒的影响。野外调查结果表明,调查区域产毒微囊藻在水体中常年出现,数量变化范围为2.41×102-3.20×105cells/ml。产毒微囊藻占微囊藻的比例冬季较低,春季最高,最高可达39.73%,水华暴发后这一比例显著下降,最低仅为1.53%。同时枝角类数目也是在春季达到高峰最高时为3210 int./L,而在有蓝藻水华的秋夏季以及温度较低的冬季数目都很低。相关性分析显示水体中枝角类的捕食强度提升导致产毒微囊藻占微囊藻的比例显著提升。首次利用RT-qPCR技术检测大型溞胁迫对产毒铜绿微囊藻PCC 7806微囊藻毒素相关基因转录水平的影响,结果显示大型溞胁迫可以导致铜绿产毒微囊藻PCC 7806产毒相关基因mcyB, mcyD, mcyH转录水平上调,且利用ELISA测得的微囊藻毒素含量变化与基因转录水平变化相吻合,证实了RT-qPCR方法可以较好地从基因转录水平反映微囊藻产毒变化情况。龄期为5天的成体大型溞可导致OD680为0.032的铜绿微囊藻PCC 7806产毒相关基因mcyB, mcyD, mcyH转录水平上调,但无法诱导OD680为0.094的铜绿微囊藻PCC 7806产毒相关基因转录水平上调,且微囊藻毒素含量变化与产毒相关基因转录变化相吻合。这一结果表明大型溞胁迫导致铜绿产毒微囊藻PCC7806产毒相关基因转录水平上调与铜绿微囊藻的浓度有关。龄期为1天的幼体大型溞无法诱导OD680为0.032的铜绿微囊藻PCC 7806产毒相关基因mcyB, mcyD, mcyH转录水平上调,但龄期为5天和10天的成体大型溞均可诱导OD680为0.032的铜绿微囊藻PCC 7806产毒相关基因转录水平上调,且龄期为10天的成体大型溞在实验进行第1天即可诱导产毒相关基因转录水平上调,同时微囊藻毒素含量变化与产毒相关基因转录变化相吻合。这一结果表明大型溞胁迫导致铜绿产毒微囊藻PCC 7806产毒相关基因转录水平上调与大型溞的龄期有关。通过野外调查及实验室研究我们发现,微囊藻毒素是微囊藻等浮游藻类抵抗浮游动物捕食的重要诱导防御手段,但这种诱导防御具有阈值特性,只有浮游动物的胁迫强度达到一定强度这种诱导防御才会发生,且呈现胁迫强度越大诱导防御也越强烈的趋势。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-20
  1.1 蓝藻水华及蓝藻毒素  9-12
    1.1.1 蓝藻水华及其成因  9-11
    1.1.2 蓝藻毒素的种类及结构  11-12
  1.2 蓝藻产毒基因及其结构  12-15
    1.2.1 蓝藻产毒基因  12-13
    1.2.2 微囊藻毒素合成基因结构  13-14
    1.2.3 节球藻毒素合成基因结构  14-15
  1.3 蓝藻产毒调节研究  15-17
    1.3.1 微囊藻毒素产毒调节  15-16
    1.3.2 节球藻毒素产毒调节  16-17
  1.4 诱导防御  17-19
    1.4.1 陆生植物的诱导防御  17-18
    1.4.2 浮游植物的诱导防御  18-19
  1.5 本论文研究思路  19
  1.6 技术路线  19-20
第2章 产毒微囊藻动态与枝角类动态相关性研究  20-33
  2.1 调查区域概况  20-21
  2.2 测定方法  21-22
    2.2.1 浮游动植物鉴定及相关环境因子测定  21
    2.2.2 产毒微囊藻分子监测  21-22
    2.2.3 数据分析  22
  2.3 营养盐及浮游动植物动态  22-33
    2.3.1 浮游植物生物量及营养盐动态变化  22-23
    2.3.2 浮游植物种类组成及其动态变化  23-27
    2.3.3 枝角类及轮虫数量动态变化  27-29
    2.3.4 产毒微囊藻动态变化及其与枝角类动态相关关系  29-33
第3章 大型溞对不同浓度铜绿微囊藻产毒影响  33-47
  3.1 微囊藻RNA提取及RT-qPCR实验方法探索  33-38
    3.1.1 RNA提取  34-35
    3.1.2 逆转录  35-36
    3.1.3 Real-time PCR所用引物设计及特异性检验  36-38
    3.1.4 Real-time PCR  38
  3.2 材料与方法  38-39
    3.2.1 枝角类及藻种的来源于培养  38
    3.2.2 试验设置  38-39
    3.2.3 微囊藻毒素的测定  39
    3.2.4 数据分析  39
  3.3 实验结果  39-44
    3.3.1 大型溞对铜绿微囊藻的牧食作用  39-40
    3.3.2 大型溞对低浓度组铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响  40-41
    3.3.3 大型溞对低浓度组铜绿微囊藻毒素含量的影响  41-42
    3.3.4 大型溞对高浓度组铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响  42-43
    3.3.5 大型溞对高浓度组铜绿微囊藻毒素含量的影响  43-44
  3.4 讨论  44-47
第4章 不同龄期大型溞对铜绿微囊藻产毒影响  47-57
  4.1 材料与方法  47-48
    4.1.1 枝角类及藻种的来源于培养  47
    4.1.2 试验设置  47
    4.1.3 微囊藻毒素的测定  47-48
    4.1.4 数据分析  48
  4.2 实验结果  48-54
    4.2.1 大型溞对铜绿微囊藻的牧食作用  48-50
    4.2.2 龄期为1天的幼体大型溞对铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响  50
    4.2.3 龄期为5天的成体大型溞对铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响  50-52
    4.2.4 龄期为10天的成体大型溞对铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响  52-53
    4.2.5 不同龄期大型溞对铜绿微囊藻毒素含量的影响  53-54
  4.3 讨论  54-57
第5章 结论与展望  57-59
  5.1 主要结论  57-58
  5.2 主要创新点  58
  5.3 展望  58-59
在读期间发表的学术论文及研究成果  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-75

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 水体污染及其防治
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