中草藥對銅綠微囊藻的抑制作用及機(jī)理研究.pdf

1、銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)水華的發(fā)生,導(dǎo)致養(yǎng)殖水環(huán)境惡化、對養(yǎng)殖對象造成危害,破壞水體生態(tài)環(huán)境平衡,為此本文研究了中草藥對銅綠微囊藻的抑制作用及機(jī)理,為研制高效環(huán)保的銅綠微囊藻抑制劑提供參考。
　　 本文以中草藥化感物質(zhì)抑藻的新理念為基礎(chǔ),通過一系列的抑制銅綠微囊藻毒性實(shí)驗(yàn),篩選出抑藻能力較強(qiáng)的中草藥黃連,并就其主要成分生物堿對室內(nèi)外銅綠微囊藻、模擬微生態(tài)系統(tǒng)及主要環(huán)境因子對抑藻效果的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

2、研究,并對生物堿抑制銅綠微囊藻的機(jī)理從藻類光合作用、抗氧化系統(tǒng)及超微結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。獲得以下有價(jià)值的研究結(jié)果:
　　 (1)首次篩選出高效的銅綠微囊藻抑制劑中草藥黃連。室內(nèi)毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,黃連對銅綠微囊藻的有效抑制濃度為0.100％(W/V),96 h抑制率達(dá)到95.15％,線性方程為Y=1.6510-4.5192×C-0.008×T(Y:藻細(xì)胞密度,C:黃連濃度,T:作用時(shí)間)。
　　 (2)揭示了黃

3、連對銅綠微囊藻的抑制是通過其主要成分生物堿的化感作用完成的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,無論是從黃連中提取的還是工業(yè)合成的小檗堿對室內(nèi)培養(yǎng)及天然生長的銅綠微囊藻均有很好的抑制效果,其中0.020％的小檗堿96 h時(shí)對室內(nèi)培養(yǎng)及天然生長的銅綠微囊藻的抑制率均達(dá)90.00％以上。小檗堿對模擬微生態(tài)系統(tǒng)水體主要水化指標(biāo)和其它浮游生物雖然也有不同程度的影響,但總體對養(yǎng)殖對象草金魚(Carassius aurutus)的成活并沒有產(chǎn)生明顯的不良影響(p＞0.0

4、5)。實(shí)驗(yàn)表明,光照會降低小檗堿的抑藻效果,溫度30℃,pH為11.5時(shí)降低抑藻效果,因此,可以使用0.020％的小檗堿在夜間水溫低于30℃、pH低于11.5條件下控制銅綠微囊藻。
　　 (3)比較系統(tǒng)地揭示了生物堿抑制銅綠微囊藻的機(jī)理。經(jīng)生物堿處理后,銅綠微囊藻細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)和DNA受到破壞,藻細(xì)胞的類囊體數(shù)目開始減少,形態(tài)變得不規(guī)則,連接于類囊體上的藻膽體數(shù)目也相應(yīng)減少,出現(xiàn)藻青素顆粒、質(zhì)體小球及多磷酸鹽體,銅綠微囊藻細(xì)胞膜及

5、細(xì)胞壁出現(xiàn)破裂,使細(xì)胞膜選擇通透性發(fā)生改變,光合作用受到抑制;藻膽蛋白各組分相對百分含量發(fā)生變化,Ca2+Mg2+-ATPase酶活性受到抑制,同時(shí)引起藻細(xì)胞氧化損傷,藻細(xì)胞MDA含量和O2-活性隨生物堿濃度升高和處理時(shí)間延長而增加,低濃度的生物堿使SOD活性和GSH含量升高,高濃度的生物堿使二者降低。由此可見,生物堿可以破壞銅綠微囊藻細(xì)胞DNA和超微結(jié)構(gòu),改變藻細(xì)胞膜離子通透性,抑制Ca2+Mg2+-ATPase活性,使光合作用無法正