細(xì)胞濃度和環(huán)境因子對(duì)銅綠微囊藻產(chǎn)微囊藻毒素的影響研究.pdf

1、目前我國湖泊富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重,藍(lán)藻水華已經(jīng)成為我國面臨的嚴(yán)峻環(huán)境問題之一。多種水華藍(lán)藻會(huì)產(chǎn)生毒素,微囊藻毒素(Microcystin, MC)是藍(lán)藻毒素中的主要類型,威脅人類的健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但它的自身生理功能和產(chǎn)生的誘因尚不明確,一直以來都被大多數(shù)研究者認(rèn)為是次生代謝產(chǎn)物。許多細(xì)菌次生代謝產(chǎn)物的生成都受到群體效應(yīng)的影響,但目前針對(duì)細(xì)胞密度與微囊藻毒素產(chǎn)生的關(guān)系的研究卻非常有限。本研究中使用國內(nèi)外研究較多的藻種銅綠微囊藻PCC780

2、6作為研究對(duì)象,首次研究了銅綠微囊藻PCC7806產(chǎn)微囊藻毒素(MC)是否存在群體效應(yīng)的問題。實(shí)驗(yàn)中使用高、低密度接種培養(yǎng),檢測(cè)在不同細(xì)胞濃度下單位細(xì)胞中微囊藻毒素的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了接種初期單位細(xì)胞MC(QMC)略有上升之外,整個(gè)培養(yǎng)過程中QMC基本維持同一水平,不因細(xì)胞濃度達(dá)到某一閾值而突然增加,沒有群體效應(yīng)現(xiàn)象。推測(cè)MC的產(chǎn)生貫穿于整個(gè)培養(yǎng)階段,是組成性合成的,在培養(yǎng)初期便已出現(xiàn),而不是像許多次級(jí)代謝產(chǎn)物那樣在對(duì)數(shù)期才大量產(chǎn)生。淀

3、山湖作為上海及周邊地區(qū)的飲用水水源之一,近二十年來逐漸呈現(xiàn)富營養(yǎng)化,藍(lán)藻水華中以銅綠微囊藻為優(yōu)勢(shì)種。本研究中首次使用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究了多個(gè)環(huán)境因素(光照、鐵、磷、氮)對(duì)淀山湖中分離的一株銅綠微囊藻(FACHB-911)單位細(xì)胞產(chǎn)MC的共同影響,尤其是考慮到了因素之間的交互作用。研究結(jié)果有助于今后根據(jù)環(huán)境變化對(duì)淀山湖中銅綠微囊藻產(chǎn)MC進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過全因子析因?qū)嶒?yàn)研究了環(huán)境因素對(duì)自淀山湖中分離的銅綠微囊藻FACHB-911單位細(xì)胞MC的影響,

4、發(fā)現(xiàn)光照、鐵、磷對(duì)其QMC有顯著的影響,氮的影響不顯著。根據(jù)全因子析因?qū)嶒?yàn)中得到的一階方程,使用最速上升法找到響應(yīng)曲面的最佳區(qū)域,經(jīng)中心復(fù)合設(shè)計(jì)(CCD)實(shí)驗(yàn)構(gòu)造了銅綠微囊藻FACHB-911QMC與光照、鐵、磷的二階方程: QMC=6.68+2.09×x1-15.56×x2+0.477×x3-0.215x1×x2-0.023x1×x3+2.22×x22(x1:光照,x2:鐵,x3:磷)由二階方程可知光照與鐵、光照與磷分別有顯著的交互作

5、用。各因素的影響不是始終不變的,即使只改變其中一個(gè)因素的水平,其對(duì)于QMC的影響方式也與其他因素有關(guān)。若只考慮光照的影響,當(dāng)培養(yǎng)基中Fe+0.107×P＜9.72時(shí),QMC隨著光照增強(qiáng)而增加。相反Fe+0.107×P＞9.72時(shí),光照會(huì)抑制MC的產(chǎn)生。若只考慮鐵的影響,當(dāng)Fe-0.048×light＞3.5時(shí),鐵元素對(duì)單位細(xì)胞MC產(chǎn)生有促進(jìn)作用。反之當(dāng)Fe-0.048×light＜3.5,較高的鐵元素含量會(huì)導(dǎo)致較低的QMC。若只考慮磷的