大型海藻及納米材料對(duì)赤潮中肋骨條藻的抑制作用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，近海污染日趨嚴(yán)重，有害赤潮發(fā)生頻率增加、規(guī)模擴(kuò)大，已經(jīng)給全球各地的漁業(yè)資源、生態(tài)環(huán)境及水產(chǎn)養(yǎng)殖均造成嚴(yán)重的損失，甚至危害到人類(lèi)的健康。赤潮已成為全球性的海洋公害。傳統(tǒng)的控制赤潮的方法由于固有缺陷，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們的要求。水生系統(tǒng)大型植物對(duì)微藻的化感抑制作用的發(fā)現(xiàn)以及當(dāng)前納米材料抑制微生物產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)為人們提供了控制赤潮的新思路。本文通過(guò)研究8種大型海藻及6種納米級(jí)金屬氧化物顆粒對(duì)中肋骨條藻的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)，篩選出

2、抑藻效果好的大型海藻或納米材料，分離提取大型海藻中的抑藻化感物質(zhì)并鑒定其結(jié)構(gòu)，初步探尋化感物質(zhì)及納米材料的抑藻機(jī)理，為利用大型海藻高效化感物質(zhì)以及新型納米材料進(jìn)行赤潮的防治提供科學(xué)依據(jù)。 本研究以微藻生長(zhǎng)抑制率(inhibition rate，IR)和半效應(yīng)濃度(50％effectiveconcentration，EC50)為評(píng)價(jià)指標(biāo)比較了8種大型海藻：孔石莼(Ulva pertusa)、長(zhǎng)滸苔(Enteromorpha cl

3、athrata)、紫菜(Porphyra tenera)、蜈蚣藻(Grateloupia filicina)、海帶(Laminaria japonica)、裙帶菜(Undaria pinnatifida)、羊棲菜(Sargassum fusiforme)、馬尾藻(Sargassum pathen)對(duì)中肋骨條藻的抑制作用，并采用液液萃取和硅膠柱層析方法分離長(zhǎng)滸苔中的化感物質(zhì)，用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)鑒定其主要成分，揭示大型海藻長(zhǎng)滸苔抑藻的化學(xué)

4、基礎(chǔ)。選擇乙酸乙酯萃取相B，通過(guò)考查其對(duì)藻細(xì)胞的超氧化物歧化酶(SOD)活力，丙二醛(MDA)含量和離子選擇透過(guò)性以及葉綠素a含量的影響，探討其抑藻機(jī)理。 研究結(jié)果表明8種大型海藻干粉末的水浸體液的抑藻120h的半效應(yīng)濃度值(EC(50，120h))依次為：紫菜0.6g/L，海帶0.9g/L，長(zhǎng)滸苔1.0g/L，孔石莼1.Og/L，羊棲菜1.1g/L，馬尾藻1.4g/L，蜈蚣藻1.5g/L，裙帶菜4.7g/L。結(jié)合7d的微藻生

5、長(zhǎng)抑制率結(jié)果，具有最強(qiáng)化感抑制作用的是長(zhǎng)滸苔和孔石莼兩種大型海藻。其中長(zhǎng)滸苔的化感抑制作用是首次報(bào)道。對(duì)長(zhǎng)滸苔的干粉末中的抑藻化感物質(zhì)提取分離，四種溶劑(石油醚，乙酸乙酯，蒸餾水和正丁醇)液液萃取組分抑藻實(shí)驗(yàn)表明乙酸乙酯相(B)的抑藻效果最好，EC50值僅為0.08mg/L。硅膠柱層析進(jìn)一步分離產(chǎn)物的抑藻結(jié)果表明環(huán)己烷洗脫相(1A)和環(huán)己烷/丙酮洗脫相(1B)具有抑藻效果，72h的EC50值分別3.81mg/L和4.09mg/L。氣相色

6、譜一質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)結(jié)果顯示長(zhǎng)滸苔乙酸乙酯相提取物中含有16種物質(zhì)等?；形镔|(zhì)的可能替代物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示供試的四種藥品中僅肉豆蔻酸具有較強(qiáng)的抑藻效果，72h的EC50值(EC(50,72h))為8.43mg/L。添加了乙酸乙酯相(B)的藻細(xì)胞培養(yǎng)液在處理濃度0.1mg/L時(shí)即開(kāi)始顯示出超氧化物歧化酶(SOD)活力下降，丙二醛(MDA)含量有應(yīng)激性升高，細(xì)胞K+含量滲出增加，葉綠素a降解。 長(zhǎng)滸苔可顯著抑制赤潮中肋骨條藻的生長(zhǎng)，從長(zhǎng)滸

7、苔中用乙酸乙酯提取的化感組分B是當(dāng)前報(bào)道的抑藻作用最強(qiáng)的化感組分。十四酸是其中可能的一種抑藻化感物質(zhì)；長(zhǎng)滸苔的抑藻機(jī)理可能通過(guò)降低藻類(lèi)抗氧化物酶活性，導(dǎo)致其體內(nèi)累積過(guò)量活性氧，從而引發(fā)一系列藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，正常的代謝功能逐漸喪失，最終引起藻細(xì)胞死亡。長(zhǎng)滸苔提取的化感組分B含有高效的抑藻化感物質(zhì)。 此外我們還初步探索了6種納米金屬氧化物二氧化鈦(銳鈦礦相HR3和金紅石相DJ3)，二氧化硅(球狀粒子型SS1和多微孔粒子型SP1)三

8、氧化二鋁(α相MC2A和γ相MC2R)對(duì)中肋骨條藻的生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)。以微藻生長(zhǎng)抑制率(inhibition rate，IR)和半效應(yīng)濃度(50％ effective concentration，EC50)和藻細(xì)胞的葉綠素a含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，篩選具有高抑藻能力的納米材料。結(jié)果表明僅HR3,DJ3和MC2R具有一定抑藻效果，144h半效應(yīng)濃度值(EC(50，144h))依次為：HR3 250.7mg/L，DJ3 757.6mg/L，MC2R