论文部分内容阅读
滇池处于严重的富营养化状态，以微囊藻(MicrocystisaeruginosaKütz)为优势种的水华爆发是其中最主要的问题之一。关于蓝藻水华生消的研究已成为国内外的热点。已有研究发现蓝藻的生长与微量金属元素有一定的关系，但对于其机理还不甚清楚，尤其缺乏对水华蓝藻的研究。研究金属元素Ni对铜绿微囊藻生长、光合的影响及其机理，将在一定层面上揭示金属元素与滇池蓝藻生消的关系，为以后其它同类研究提供一定的经验积累，为水体污染生态学增加基础知识，同时为滇池蓝藻水华的控制提供一定的理论依据。
本研究以滇池产铜绿微囊藻MicrocystisaeruginosaFACHB905为材料，设定了不同浓度的Ni处理进行培养。研究了藻细胞的生长状况以及光合作用、呼吸作用的变化特征；通过测定几种光合色素的含量、藻细胞和藻胆蛋白的光谱特征以及几种糖类光合产物的含量，分析了它们与光合作用变化的关系；同时通过电镜观测藻细胞的超微结构研究了藻细胞光合细胞器的结构变化情况。得出以下结论：
(1)Ni元素对铜绿微囊藻的生长有影响，不同浓度的Ni对其生长产生的作用不同。低浓度(0.1μg/ml和0.3μg/ml)的Ni对铜绿微囊藻的生长有促进作用，高浓度(0.4μg/ml和1.0μg/ml)的Ni则抑制其生长。
(2)0.3μg/ml的Ni处理下，铜绿微囊藻生长最好，这可能是由于该种藻类对滇池水体中Ni浓度长期适应的结果；而适宜的Ni浓度可能是滇池水体中铜绿微囊藻大量繁殖的原因之一。
(3)较高浓度的Ni元素对铜绿微囊藻的光合作用和呼吸作用有显著的影响。较低的Ni浓度不会对铜绿微囊藻的光合放氧速率和呼吸耗氧速率产生明显的影响；但当Ni浓度≥0.4μg/ml时，铜绿微囊藻的光合放氧速率和呼吸耗氧速率都受到明显的抑制。
(4)Ni元素对铜绿微囊藻的几种光合色素含量均有影响。低浓度(0.1μg/ml和0.3μg/ml)的Ni元素处理下铜绿微囊藻的叶绿素a、藻蓝蛋白(PC)和别藻蓝蛋白(APC)的含量均显著增加，但高浓度(0.4μg/ml和1.0μg/ml)的Ni处理下叶绿素a含量并未显著降低，PC和APC含量在1.0μg/ml时才表现出较为明显的下降。在这三种光合色素中，PC受Ni的影响最大，然后依次是叶绿素a和APC。
(5)Ni元素未影响铜绿微囊藻的光合色素组成成分，但影响了铜绿微囊藻及其光合色素的吸光能力，造成整细胞和藻胆蛋白的吸收光谱峰值下降。
(6)从光谱特征和PC、APC的相对含量变化推测，PC可能是Ni元素对铜绿微囊藻的重要作用位点之一，Ni元素影响铜绿微囊藻的光合作用可能主要是由于它影响了PC的合成，或者改变了PC的分子结构，使得细胞的捕光能力下降，导致光能供给不足，从而影响了藻细胞的光合作用。
(7)Ni元素影响了铜绿微囊藻的糖类光合产物产量。随着Ni浓度的升高，胞外多糖含量也逐渐升高，这可能是胞外多糖对细胞的保护机制；但胞内多糖的含量随Ni浓度升高而降低；胞外多糖/胞内多糖的比值随着Ni浓度升高而明显升高。低浓度(0.1μg/ml和0.3μg/ml)的Ni处理下，铜绿微囊藻的淀粉含量降低，高浓度(0.4μg/ml和1.0μg/ml)下则升高，其原因尚不清楚。
(8)在本研究设定的Ni处理浓度范围内，Ni元素虽然已经使得铜绿微囊藻的生长和一些生理特性受到了影响，但这种影响还没有在藻细胞的超微结构上反映出来。