發(fā)布時(shí)間：2020-05-27 03:00

【摘要】：由于水體富營養(yǎng)化和氣候變暖,藍(lán)藻水華正成為全球性的環(huán)境問題。形成水華的藍(lán)藻會(huì)聚集在水體表面導(dǎo)致水體透明度和溶解氧下降并釋放惡臭,有些藍(lán)藻還會(huì)釋放毒素,嚴(yán)重威脅到水生食物網(wǎng)和人類的健康。因此,控制或消除藍(lán)藻水華已成為當(dāng)前急需解決的環(huán)境問題。植物化感抑藻技術(shù)因易獲取、含量豐富、對生態(tài)安全性高等優(yōu)點(diǎn)而受到關(guān)注。胡桃醌,5-羥基-1,4-萘醌,是胡桃楸屬樹木中最為熟知的化感物質(zhì)之一。本論文通過研究胡桃醌對水華優(yōu)勢種銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)的生長和生理特性的化感抑制效應(yīng),同時(shí)探究了對真核綠藻斜生柵藻(Scenedesmus obliquus)生長和光合的影響及對兩種藻種間競爭的影響,為植物化感抑藻的篩選及生態(tài)安全性評估提供理論支持。本研究取得的主要結(jié)論如下:1.胡桃醌對微囊藻生長的抑制和生理特性的影響胡桃醌對銅綠微囊藻(M.aeruginosa)和惠氏微囊藻(M.wesenbergii)有明顯的抑制作用,在為期11天的實(shí)驗(yàn)中,0.9 mg L~(-1)的胡桃醌對兩種藻的抑制率分別達(dá)到75%和67%。胡桃醌引起了兩種微囊藻細(xì)胞不同程度的氧化應(yīng)激反應(yīng)(SOD和CAT),細(xì)胞膜及細(xì)胞器均受到損傷。雖然銅綠微囊藻的胞內(nèi)和胞外藻毒素含量升高,但由于種群密度的顯著降低,總的藻毒素含量并沒有升高。2.胡桃醌對柵藻生長和光合活性的影響胡桃醌對斜生柵藻(S.obliquus)的種群增長有抑制作用,濃度越高對柵藻種群密度增長的抑制效果越明顯。0.9 mg L~(-1)的胡桃醌對柵藻的抑制率為40%。不同種群密度的柵藻受到的抑制效果隨時(shí)間變化的規(guī)律也存在差異,胡桃醌對斜生柵藻的群體大小有影響,對光合活性無明顯影響。柵藻在群體形成和胡桃醌作用下對資源利用之間存在權(quán)衡。3.胡桃醌對種間競爭的影響胡桃醌對單獨(dú)培養(yǎng)和混合培養(yǎng)的銅綠微囊藻種群增長的抑制效果強(qiáng)于斜生柵藻。混合培養(yǎng)的微囊藻和柵藻的生長均受到抑制,抑制效果隨胡桃醌濃度的增強(qiáng)而增加,但胡桃醌對競爭結(jié)果無明顯影響。不同初始比例混合時(shí),兩種藻的競爭優(yōu)勢不同,具有密度依賴性。在光合作用方面,胡桃醌促進(jìn)了柵藻的光合活性,但對微囊藻的光合活性無影響。綜上所述,胡桃醌在抑制有害藍(lán)藻微囊藻的同時(shí)還會(huì)對真核綠藻柵藻產(chǎn)生不利影響。以上結(jié)果為抑藻化感物質(zhì)的篩選及安全性評估提供了科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

的黑胡桃土壤培養(yǎng)番茄，，番茄的生長受到了影響，認(rèn)為這是土壤中有毒物質(zhì)所造成的。圖1.1 胡桃醌的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Figure 1.1 The chemical structure of juglone1.3.2 胡桃醌的生物有效性研究進(jìn)展胡桃醌是植物長期自然選擇和進(jìn)化過程中產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物。在臨床醫(yī)藥領(lǐng)域，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有抗氧化、抑制腫瘤細(xì)胞、抗菌、抗病毒、降血糖等多種生物活性。研究發(fā)現(xiàn)，胡桃醌對小鼠自發(fā)性乳腺癌[71]、大鼠腸腫瘤[72]有明顯的抑制作用。通過影響DNA[73-74]和mRNA[75]的合成，線粒體空泡化[76]，使增殖的腫瘤細(xì)胞能量供給缺乏而受到增長限制，從而達(dá)到抑制作用。Byung[77]發(fā)現(xiàn)胡桃醌及其衍生物對HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶相關(guān)的核糖核酶H有抑制作用，可以成為HIV-1蛋白水解酶的有效抑制劑，該酶在艾滋病毒復(fù)制時(shí)扮演著重要角色。胡桃醌還作為一種抑菌物質(zhì)

之后的 7 天 Fv/Fm 逐漸增加至對照水平（圖2.2B）。實(shí)際光合速率（φPSII）對胡桃醌反應(yīng)顯示出與 Fv/Fm 相似的變化趨勢。然而，它的變化程度相對小于 Fv/Fm。在胡桃醌處理 5 天后，0.9 mg L-1的胡桃醌對 φPSII 影響顯著，降低率高達(dá) 17％。之后，由胡桃醌處理的 φPSII 與對照組的水平相當(dāng)（圖 2.2C）。圖 2.2 不同濃度胡桃醌處理下銅綠微囊藻每細(xì)胞葉綠素含量（A）、最大光合量子產(chǎn)量（Fv/Fm）(B)和光系統(tǒng) II 的光合效率（φPSII）(C) 。Fig 2. 2 Chlorophyll content per cell (A), maximum quantum yield (Fv/Fm) and the efficiency ofphotosystem II (φPSII) of M. aeruginosa exposed to different levels of juglone.2.3.1.3 不同胡桃醌濃度對銅綠微囊藻抗氧化活性的影響從圖 2.3A 可以看出，銅綠微囊藻的蛋白含量受到胡桃醌處理的顯著影響，在 0.3～0.9 mg L-1的胡桃醌處理下蛋白含量均減少，其中 0.3 mg L-1胡桃醌處理組減少最多，比對照組減少了 25%。胡桃醌對銅綠微囊藻細(xì)胞內(nèi) MDA 含量的影響如圖 2.3B 所示
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X52

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本文編號：2682842