藻类化感作用
高等水生景观植物化感抑藻作用研究
高等水生景观植物化感抑藻作用研究我国富营养化水体比例不断上升,富营养化水平也随之加深,形势堪忧。
水生植物具有良好的景观功能、生态效应、净水功能和潜在的经济价值,利用水生植物修复富营养化水体前景十分广阔。
首先,本文对目前富营养化水体中藻类的处理途径与技术进行了阐述,讨论了各项技术的可行性及其优缺点。
其次,介绍了国内外化感作用的研究情况及研究趋势。
本文选取园林造景中运用广泛的三种湿地景观植物——美人蕉、鸢尾、香蒲,水华常见蓝藻(铜绿微囊藻)、绿藻(小球藻)作为研究对象,深入研究了美人蕉对铜绿微囊藻生长的影响和抑藻机理,并进一步比较了其不同部位的抑藻能力,从中筛选出抑制作用最强的植物组织进行活性组分萃取和生物性测定。
最后从应用的角度出发,对不同植物间组合的化感抑藻作用情况进行了比较,在此基础上研究了混合植物种植水对水华藻类的化感作用,为以后在园林建设中合理搭配各种类型的湿地植物,创造更好的环境效果奠定理论基础。
主要实验结果如下：①美人蕉种植水对铜绿微囊藻有很强的抑制作用,其抑制作用随着种植水浓度的增加而增强。
采用连续滴加种植水的方法可以显著的提高克藻能力。
在8d实验期中,抑制率最高达到92.7%。
不同灭菌方法抑藻效果有极显著性差异(sig<0.01),说明美人蕉化感物质中含有热不稳定物质。
②美人蕉四个部位中根部、叶部的浸提液抑藻能力最强,其对铜绿微囊藻的抑制率分别为93%、96%。
酶活性和电导率实验表明,美人蕉浸提液改变了藻细胞膜的通透性,提高了酶活性,通过干扰藻细胞正常代谢功能抑制铜绿微囊藻生长。
③利用快速溶剂萃取法提高了有机溶剂的萃取效率,叶部收率最高达到14.27%。
提取物中甲醇叶部和丙酮叶部的抑藻活性较高,其半抑制剂量150分别为2.03mg/ml、2.31mg/ml,甲醇叶部的抑制作用最强,超过了化学抑藻剂硫酸铜。
④鸢尾种植水对小球藻的生长有促进作用,美人蕉种植水则表现出低促高抑现象,香蒲种植水抑制作用最强,抑制率达50.7%；三种植物对小球藻叶绿素a含量影响差异显著(P<0.05),鸢尾种植水60%浓度时叶绿素a含量最高达到1035g/L,香蒲80%浓度处理组叶绿素a含量最低,仅为对照组的41%；不同植物组合后种植水的抑藻活性有所改变,组合后种植水抑藻效果明显。
赤潮期间藻类的化感效应
赤潮期间藻类的化感效应Allelopathic effects in algal blooms彭喜春1,杨维东2,刘洁生2(1.暨南大学食品科学与生物工程系,广东广州510632;2.暨南大学生命科学技术学院,广东广州510632)中图分类号:Q93 文献标识码:A 文章编号:100023096(2007)022******* 海洋环境条件的变化导致浮游生物(微藻、原生动物或细菌)暴发性增殖或高度聚集使局部水体改变颜色产生赤潮。
海洋浮游微藻是引发赤潮的主要生物,在4000多种浮游微藻中有260多种能形成赤潮,中国沿海的赤潮生物有148种,其中43种曾引发过赤潮。
赤潮的暴发是海洋生物、营养物质、各种自然环境条件等内、外部因素综合作用的结果,其内因是海水中存在赤潮生物[1]。
非赤潮期间与赤潮发生时浮游植物的种类不同,发生赤潮时,并不完全是由浮游植物群落中平时的优势种群增殖而成为赤潮生物,而是赤潮生物的聚集或增殖[2]。
两次赤潮发生期间的优势种不一定相同,赤潮发生前后存在藻种的演变,一次赤潮期间也经常存在这种变化,关于这种演变目前主要有两种观点:一种观点认为是水体中营养盐含量的变化引起藻种的变化;另一种观点认为藻类之间的相互作用———化感效应引起藻种的更替[2]。
化感效应广泛存在于自然界中。
化感作用是生物在进化过程中产生的一种对环境的适应性机制,是生态系统中自然的化学调控现象。
一般认为,化感物质的产生和释放是生物在环境胁迫的选择压力下形成的[3～5]。
1 赤潮藻的化感效应赤潮发生前的海域中生活着较丰富的浮游植物的种群,各种群间以一定的比例构成该区域海洋浮游植物的群落,但在赤潮形成的过程中,种类将朝着单一化的方向发展,个别种类的异常增殖,使它成为该海域的绝对优势种,并经常伴随对其它各类的排除作用(exclusion),虽然这种现象是十分复杂的,但种间的化感效应显然是重要原因之一[6]。
研究表明,赤潮藻由于细胞外有机物质(化感物质)的分泌而导致的浮游生物间的交互作用被认为是一种影响浮游植物继发的重要因素[7],Keating[8]报道cyanobacte2 ria分泌的有毒物质抑制硅藻的生长;同样,定鞭藻纲(Prymnesiophyceae)及双鞭藻纲(Dinoflagellate)的藻类也有报道分泌一些物质抑制与其共存的其它浮游生物。
化感物质抑藻作用研究进展
收稿日期：2013-08-05项目来源：国家支撑计划课题（2012BAJ25B07）作者简介：汪文斌（1980－），男，浙江湖州人，高级工程师，主要从事节能减排技术服务工作，E-mail ：wwb121212@163．com 化感物质抑藻作用研究进展汪文斌1，孔赟2，郑昱3，朱亮2（1．湖州南太湖环保科技发展有限公司，浙江湖州313000；2．浙江大学环境与资源学院，浙江杭州310058；3．湖州市能源监察支队，浙江湖州313000）摘要：有效控制湖库水华、治理富营养化水体是当前环境领域研究热点，关键藻种在地球CO 2固定和循环、产油产氢方面具有优势，但其过量增殖造成的环境生态风险较大。
化感物质因其高效抑藻性、选择作用性以及环境无害性，是一种具有应用价值的生物抑藻安全技术。
文章从藻细胞密度、叶绿素含量、超微结构及生长代谢、抗氧化酶活性等方面综述了化感抑藻作用及其性能评估方法，并重点阐述化感物质对水华藻、赤潮藻主要藻种的抑制作用及其机理，从而在基因表达、遗传机制等层面进行展望，以期为开发安全高效的抑藻化感物质、富营养化水体安全治理提供理论基础。
关键词：化感物质；抑藻；富营养化控制；机理中图分类号：X52文献标志码：A文章编号：1000－1166（2014）03－0040－08Ｒesearch Progress of the Algal Inhibition by Allelochemicals /WANG Wen-bin 1，KONG Yun 2，ZHENG Yu 3，ZHU Liang 2/（1．Huzhou Nantaihu Environmental Production Technology Company ，Huzhou 313000，China ；2．College of Environmental and resource sciences ，Zhejiang University ，Hangzhou 310058，China ；3．Huzhou Ener-gy Supervising Division ，Huzhou 313000，China ）Abstract ：Effective control of Lake Eutrophication is the hot research topic in the field of environment in recent decades．The allelochemicals ，because of their abilities of high algal inhibition ，selectivity ，and environmental harmlessness ，are ex-pected to achieve application in algal inhibiting field．In this paper ，the usage of plant allelopathy inhibiting the growth of harmful algae was summarized ，and the evaluation methods of algal inhibition effect were analyzed based on the algal cell density ，chlorophyll content ，ultrastructure ，growth metabolism and antioxidant enzyme activity．Furthermore ，the inhibi-tion mechanism of allelochemicals to the flos-aquae and aquaered tide algae were mainly expounded ，and the gene expres-sion of allelochemicals was proposed．Key words ：Allelochemicals ；algal inhibition ；eutrophication control ；mechanism近年来，藻类在地球CO 2固定和循环、产油产氢以及污水处理中的作用日益受到国内外研究者关注。
植物化感作用抑制海洋赤潮的研究与机理_边归国
第32卷第4期海洋环境科学Vol．32，No．4 2013年8月MAＲINE ENVIＲONMENTAL SCIENCE August2013植物化感作用抑制海洋赤潮的研究与机理边归国（福建省环境保护厅，福建福州350003）摘要：较全面地介绍了陆生、淡水水生、大型海藻等各种植物化感作用抑制19种海洋赤潮藻类的方法、化感物质和抑制机理，初步分析了大型海藻和微藻之间的相互抑制作用，并对植物化感作用抑制海洋赤潮藻类技术进行展望。
关键词：化感作用；化感物质；海洋赤潮；机理中图分类号：X171．5文献标识码：A文章编号：1007-6336（2013）04-0636-05Ｒesearch and mechanism on plant allelopathy inhibitionmarine red tide：A reviwBIAN Gui-guo（Fujian Provincial Department of Environmental Protection，Fuzhou350003，China）Abstract：A fully introduce the terrestrial，freshwater aquatic，large algae and so on various plant allelopathy inhibit19species of ma-rine red tide algae method，allelochemicals and inhibition mechanism．Preliminary analysis of the large algae and micro algae mutual inhibition，and plant allelopathy inhibition Marine red tide algae technology was discussed．Key words：allelopathy；allelochemicals；marine red tide；mechanism国内外大量研究表明，海洋浮游藻是引发赤潮的主要生物。
水生植物化感抑藻作用研究与应用_洪喻
2009年 第54卷 第3期: 287 ~ 293 287《中国科学》杂志社SCIENCE IN CHINA PRESS水生植物化感抑藻作用研究与应用洪喻①②, 胡洪营②*①北京林业大学环境科学与工程学院, 北京 100083;② 清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084 * 联系人, E-mail: hyhu@ 2008-10-15收稿, 2008-12-17接受国家科技支撑计划(编号: 2007BAC22B02)、NSFC-JST 国际合作项目(编号: 50721140017)和国家杰出青年科学基金(批准号: 50825801)资助摘要 近年来, 水体富营养化及水华问题日益严峻, 水体的景观和生态功能受到严重影响. 如何有效控制水华, 治理富营养化水体是目前水环境领域的研究热点和前沿. 水生植物化感作用抑藻作为一种新型安全的生物抑藻技术近年来备受关注. 本文综述了国内外水生植物化感作用抑藻研究领域的主要研究成果, 包括已发现的抑藻水生植物种类、已分离鉴定得到的水生植物化感物质类型、化感物质抑藻机理等. 最后提出了水生植物化感作用抑藻技术的应用和发展, 及有待研究的问题, 希望为今后更好地利用水生植物资源进行水环境治理研究提供参考.关键词 富营养化水华控制水生植物化感作用2008年, 北京成功地举办了第29届夏季奥林匹克运动会. 以再生水为补充水源的北京奥林匹克森林公园也实现了对“绿色奥运”的承诺. 按照现有国家标准《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)中所界定的景观用水水质标准, 再生水中仍然含有较高浓度的氮、磷等营养物质, 有较大的水华爆发风险. 因此, 有效控制再生水水质条件下的水华藻类生长, 成为保障北京奥林匹克森林公园水质的关键问题和技术难点. 再生水补水的再次深度处理和水质稳定化是景观水体长效保持的前提.清华大学环境科学与工程系自主研发的基于湿生/水生植物的水质生态净化与保持技术, 成功地应用于奥林匹克森林公园可持续发展教育中心. 其水质净化工艺采取的关键技术主要包括生态脱氮水质净化技术、高效除磷技术、植物化感抑藻技术等, 其中水生植物化感抑藻技术的应用值得关注.关于藻类生长控制, 国内外开展了大量的研究, 根据控制原理主要分为物理、化学和生物三类方法. 物理方法如机械除藻、紫外线杀藻、遮光抑藻等, 虽见效快, 但耗时、费用高、操作困难, 因此不易大规模实施. 投加如重金属类杀藻剂(Cu, Fe 等)、氧化剂和有机类药剂(有机羧酸和有机胺), 虽能快速杀藻, 但是药剂二次污染严重, 生态风险高, 因而应用逐渐受到限制. 生物方法是利用鱼、菌、水生植物等直接或间接抑藻. 利用滤食性鱼类控藻效果较好, 但后期管理复杂, 高密度放养也可能破坏水体生态环境, 其技术稳定性仍有待研究[1].水生植物化感作用抑藻是利用水生植物产生的次生代谢物质(即化感物质)对水华藻类的生长进行控制的技术. 美国水生植物管理中心开发了一种利用大麦秸秆直接投入水体抑制藻类的方法, 这是目前为止最为成功的利用化感作用控制藻类的应用实例[2]. 化感物质对藻类的抑制作用具有明显的选择性, 对特定的藻类具有显著的抑制作用. 化感物质是植物次生代谢物质, 通常在自然条件下易降解, 在生态系统中不会积累, 生态安全性较好. 因此, 将水生植物及其化感物质应用于藻类控制具有良好的应用前景, 水生植物化感作用对藻类生长影响的研究更具有重要的环境和生态意义.1 水生植物的抑藻化感作用化感作用是指一种植物或微生物通过向环境中2009年2月 第54卷 第3期288释放化学物质影响其他生物生长的现象[3], 释放的化学物质称为化感物质. 植物化感作用的研究主要集中在农业、林业和环境生物治理三大领域. 化感作用在农业、林业、杂草控制与病虫害控制等方面的研究与应用较多, 直到20世纪末期, 才开始水生植物化感作用抑藻的研究, 并逐渐形成利用化感作用抑藻的研究领域[4].目前, 国内外关于水生植物化感作用的研究非常广泛, 目前已经发现几十种水生植物具有化感抑藻作用, 如苦草、金鱼藻、凤眼莲、穗花狐尾藻、马蹄莲、石菖蒲、芦苇、芦竹、浮萍、满江红、紫萍、灯芯草等水生植物都具有较强的抑藻作用[4~7]. 大量的现场试验以及实验室研究都表明水生植物对藻类的化感抑制作用是普遍存在的, 表1列出了常见的抑藻水生植物.2 水生植物的抑藻化感物质化感物质是供体植物(包括微生物)释放的作用于受体植物(包括微生物)的次生代谢物质. Rice [3]按照化感物质的化学结构, 将其分为14类: 水溶性有机酸、简单不饱和内酯、长链脂肪酸和多炔、苯醌、蒽醌和复醌、简单酚、苯甲酸及其衍生物、肉桂酸及其衍生物、香豆素类、类黄酮、单宁、萜类和甾类化合物、氨基酸和多肽、生物碱和氰醇、硫化物和芥子油苷、嘌呤和核苷. 在农业、林业、杂草及病虫害控制的化感作用研究中, 上述各类化感物质均有报道, 其中最为常见的是长链脂肪酸、酚酸以及萜类化感物质[3,27]. 而目前发现的水生植物抑藻化感物质的种类相对较少, 仅对少数植物抑藻化感物质进行了详细的研究和报道.Della Greca 等人[28]分离浮叶眼子菜的抑藻物质发现, 二萜呋喃类化感物质的半效应浓度值(EC 50)可低至2.84 µmol/L(见图1(a)). Waridel 等人[29]从蓖齿眼子菜极性提取物中分离到多个半日花烷型二萜类化感物质, 可显著抑制羊角月牙藻的生长, EC 50可低至6.1 µmol/L(见图1(b)). Li 等人[30]从芦苇极性提取物中分离并鉴定出化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(EMA), 发现其对铜绿微囊藻、蛋白核小球藻具有显著的抑制效果, EC 50为4.51 µmol/L(见图1(c)). 苦草叶片氯仿提取物对铜绿微囊藻的抑制率可达91%, 通过硅胶柱层析分离并经过高分辨率气相色谱-质谱分析发现其中含有的2-乙基-3-甲基顺丁烯二酰亚胺是其主要的抑藻化感物质[24]. 作者研究芦竹对多种藻类生长的影响, 发现芦竹水浸提液对产毒铜绿微囊藻的生长具有显著的抑制作用, EC 50(以干燥植物材表1 具有化感抑藻作用的常见水生植物及其有效抑制藻类生活类型植物名称有效抑制藻类文献 石菖蒲水华鱼腥藻, 四尾栅藻, 纤细裸藻等多种蓝藻, 绿藻 [5, 6] 香蒲小球藻, 铜绿微囊藻[7] 芦苇, 莲, 两栖蓼 铜绿微囊藻, 蛋白核小球藻 [8] 芦竹 铜绿微囊藻 [9] 马蹄莲 羊角月牙藻[10] 细果荸荠 雨生红球藻, 水华鱼腥藻, 链状鱼腥藻, 弱细颤藻 [11] 挺水 植物灯心草羊角月牙藻[12] 凤眼莲, 水花生, 水浮莲, 满江红, 浮萍, 紫萍 雷氏衣藻, 斜生栅藻 [13] 萍蓬草 隐藻[14] 大 多种蓝藻, 绿藻, 金藻, 红藻 [15] 浮水 植物槐叶萍铜绿微囊藻, 蛋白核小球藻 [16] 密刺苦草, 石龙尾, 菹草, 尖叶眼子菜, 穗状狐尾藻, 水蕴草铜绿微囊藻, 水华鱼腥藻, 小席藻 [4] 金鱼藻, 大茨藻鱼腥藻, 铜绿微囊藻 [17] 穗花狐尾藻, 互花狐尾藻, 轮叶狐尾藻, 巴西艽 铜绿微囊藻等蓝藻 [18] 微齿眼子菜 铜绿微囊藻 [19] 黑藻 铜绿微囊藻[20] 轮藻 羊角月牙藻, 微小小球藻[21] 水剑叶 谷皮菱形藻, 细长聚球藻, 斜生栅藻 [22, 23] 苦草 铜绿微囊藻[24] 沉水 植物川蔓藻羊角月牙藻, 普通小球藻[25, 26]289图1 水生植物化感物质结构(a) 浮叶眼子菜二萜呋喃类化感物质; (b) 蓖齿眼子菜半日花烷型二萜类化感物质; (c) 芦苇2-甲基乙酰乙酸乙酯料的等价质量浓度表示)为4.7 g/L, 较其他多种水生植物浸提液的抑藻效果更强[9]. 进一步比较不同溶剂提取的芦竹抑藻物质活性, 发现甲醇提取物和乙酸乙酯提取物的抑藻效果显现最快[31], 其中乙酸乙酯提取物的EC 50为50 mg/L. 对乙酸乙酯提取物活性物质采用多级分离分析发现, 仅酸性组分具有强抑藻活性, 且其中仍含有多组不同的抑藻物质, 在10 mg/L 时抑藻效果可达100%[32]. Nakai 等人[33,34]研究穗花狐尾藻对铜绿微囊藻的抑制作用中, 发现其分泌物中富含焦 酸、没食子酸、(+)-儿茶素等酚酸类化感物质, 以及正壬酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸在内的多种脂肪酸类化感物质. 穗花狐尾藻主要化感物质的EC 50见表2.表2 穗花狐尾藻化感物质对铜绿微囊藻生长抑制作用的EC 50化感物质 EC 50/µmol ·L −1文献五倍子酸 5.32 焦 酸 5.16 鞣花酸 16.89 原儿茶酸 19.47[33]正壬酸3.16 顺式十八碳-9-烯酸 5.66 顺式十八碳-6-烯酸11.68[34]目前得到的水生植物化感物质的类型主要为长链脂肪酸、简单酚酸、酯、醇、醚、酮、萜及菲类化合物、硫化物或单质硫、木质素类、苯基萘胺以及苯基丙烷类、简单不饱和内酯、苯甲酸及其衍生物等, 表3列出了主要的水生植物化感物质. 与Rice 提出的化感物质类型比较, 可见水生植物化感物质亦以长链脂肪酸、简单酚酸类最为常见; 但水生植物中仍未发现氨基酸、多肽、氰醇、嘌呤和核苷类化感物质.3 水生植物化感物质抑藻机理基于文献报道和已有的实验研究, 化感物质对藻类的生长抑制作用机理主要有以下5个方面:(1) 破坏藻细胞结构. 芦苇化感物质可破坏蛋白核小球藻以及铜绿微囊藻细胞膜结构. 分析藻细胞膜磷脂脂肪酸种类和相对含量发现, 蛋白核小球藻膜上不饱合脂肪酸C18:3和C18:2的含量分别从23.31%, 11.46%增加到37.68%, 25.91%; 铜绿微囊藻的C18:1和C18:2含量从30.26%, 18.85%增加为42.88%, 28.46%. 膜上不饱和脂肪酸的比例增加直接导致膜流动性增加、对物质选择能力降低, 细胞稳定性下降, 内含物(如K +, Mg 2+, Ca 2+)泄露. 除膜结构损伤外, 还导致类囊体片层结构消失、核区呈不规则状、淀粉粒增多、液泡体积增大[16]. 门玉洁等人[41]考察芦苇化感物质对斜生栅藻的影响发现, 细胞联体结构明显减少, 细胞核消失, 线粒体等细胞器解体. 水浮莲根系分泌物抑制雷氏衣藻时出现大量藻细胞的不规则碎片[13]. 黑藻分泌物可使铜绿微囊藻细胞质壁脱离、类囊体片层结构松散杂乱, 且损伤作用随时间延长而加剧[20].(2) 影响藻细胞光合作用. 目前已发现多种水生植物可抑制藻类光合作用. 藻细胞光合作用的损伤可分为光反应(类囊体反应)损伤和暗反应(碳固定反应)损伤. 凤眼莲根系分泌物可使栅藻叶绿体解体, 细胞叶绿素a 含量显著减少, 而降解产物脱镁叶绿素a 酸酯含量升高, 光合速率急剧下降, 类囊体反应严重损伤. 黑藻与铜绿微囊藻共培养时, 铜绿微囊藻细胞叶绿素a 含量显著低于对照, 培养9 d 时仅为对照的12.5%[20]. 五刺金鱼藻以及穗花狐尾藻分泌物均可通过抑制多种藻类的光系统Ⅱ[42]. Leu 等人[43]研究狐尾藻酚酸类化感物质发现特里马素Ⅱ可抑制光系统Ⅱ中电子受体与供体之间的电子传递过程. Wium- Andersen 等人[44]报道球状轮藻产生的不稳定硫化物或单质硫可抑制硅藻的碳固定反应.2009年2月 第54卷 第3期290表3 不同水生植物中已鉴定的主要化感物质及受抑制藻类水生植物 化感物质有效抑制藻类文献 香蒲 棕榈酸, 胆固醇油酸酯, 2-氯酚, 水杨醛, 亚油酸, α-亚麻酸, 20(S)-4α-甲基-24-亚甲基胆甾-7-烯-3β-醇斜生栅藻, 小球藻, 水华鱼腥藻, 蛋白核小球藻 [35]芦苇香豆酸, 阿魏酸, 香草酸, 芥子酸, 丁香酸, 咖啡酸, 原儿茶酚酸, 没食子酸, 豆蔻酸, 棕榈酸, 正壬酸, 硬脂酸, EMA铜绿微囊藻[30, 36] 石菖蒲 1,2-二甲氧基-4-(E-3′-甲基环氧乙烷基)苯, 1,2,4-三甲氧基-5-(E-3′-甲基环氧乙烷基)苯, β-细辛醚, α-细辛醚, γ-细辛醚水华鱼腥藻, 四尾栅藻, 纤细裸藻等 多种蓝藻及绿藻[5, 6]水菖蒲 α-细辛醚, β-细辛醚, γ-细辛醚, 反式-异丁子香酚甲酯 水华鱼腥藻, 四尾栅藻, 纤细裸藻等 多种蓝藻, 绿藻 [5] 马蹄莲环阿尔廷醇型三萜类, 固醇类, 新木质素类, 亚油酸, α-亚麻酸, 新木脂素类, 3-(4-羟基-3-甲氧基苯基-1,2-丙二醇; 1-(4-羟基-3- 甲氧基苯基-2-[4-(2,3-二羟丙基)-2-甲氧基苯氧基-1,3-丙二醇羊角月牙藻[10] 萍蓬草 间苯二酚隐藻 [14] 灯心草苯基丙烷类, 甘油脂肪酸酯类, 二氢菲类, 四氢芘, 二聚类苯基菲类羊角月牙藻[12, 37]凤眼莲 N-苯基-1-萘胺, N-苯基-2-萘胺, 亚油酸, 亚油酸甘油脂,苯并茚酮, 非那烯, 双非那烯雷氏衣藻[38, 39]苦草 4-氧代-β-紫罗兰酮, 二氢猕猴桃内酯, 2-乙基-3-甲基顺丁烯二酰亚胺铜绿微囊藻[24]丽藻 二硫环戊烷 谷皮菱形藻[40] 川蔓藻半日花烷二萜类普通小球藻, 羊角月牙藻 [25, 26] 轮藻 4-甲硫基-1,2-二噻茂烷, 5-甲硫基-1,2,3-三噻烷谷皮菱形藻[40](3) 影响藻细胞呼吸作用. 菖蒲化感物质α-细心醚可降低羊角月牙藻生长速率. 电子显微镜观察发现羊角月牙藻细胞内线粒体数目增多, 推测细胞呼吸作用可能受到影响; 测定结果也发现培养48 h 时呼吸速率仅为对照的60%, 但继续培养呼吸速率增大为对照的120%. Pollio 等人[45]认为磷氧比(ADP/O)的降低导致细胞氧化磷酸化解偶联, 因此呼吸速率增大、线粒体增多, 但细胞呼吸效率却未得到提高. 芦苇化感物质抑藻过程中也发现呼吸作用的损伤. 化感物质投加初期呼吸速率呈现低促高抑的现象, 随时间延长呼吸速率逐渐降低[16].(4) 影响藻细胞酶活性. 不同化感物质可影响藻细胞不同酶的活性. 由于酶功能的差异, 化感物质可提高某些酶的活性, 而抑制另一些酶的活性. 狐尾藻特里马素Ⅱ以及其他几种酚酸类化感物质可有效地抑制细胞碱性磷酸酶的活性, 并且混合的酚酸类物质对酶活的抑制作用较单一酚酸效果强烈[33]. 芦苇化感物质可损伤藻细胞抗氧化酶(包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶), 使细胞清除自由基的能力下降[8,46]. 芦竹化感物质可损伤铜绿微囊藻细胞内超氧化物歧化酶, 使超氧阴离子等自由基堆积,活性氧自由基水平显著提高; 期间过氧化氢酶出现初期增强后减少的现象, 短暂的应激增强反映了藻细胞试图抵御氧化胁迫[47]. 凤眼莲分泌物使栅藻细胞超氧化物歧化酶的活性应激升高后逐渐下降, 但过氧化物酶活性则持续升高[48].(5) 影响藻细胞内小分子物质的含量. 藻细胞内含有许多小分子物质, 行使着各自特殊的生理功能. 还原性小分子抗氧化物质与抗氧化酶功能相似, 承担着清除细胞内自由基的功能. 研究发现芦苇化感物质EMA 可破坏藻细胞抗坏血酸-谷胱甘肽循环, 抗坏血酸和还原型谷胱甘肽含量应激增加后开始降低, 清除自由基的能力降低. 同时, 发现活性氧自由基(ROS)的水平显著升高, EMA 使藻细胞氧化还原平衡紊乱, 细胞膜脂质过氧化产物丙二醛大量积累, 细胞膜完整性受损[46,49]. 芦竹化感物质作用于铜绿微囊藻细胞的过程中, 细胞中小分子物质的变化也具有类似规律[47].4 水生植物抑藻的应用方式水生植物化感物质的释放途径可能包括挥发、根系分泌、雨雾淋溶、腐败释放、种子、花粉传播等[27], 因此利用水生植物化感作用抑藻的方式主要有移植栽种植物、投放干燥植物体、从植物中提取化感物质和人工合成化感物质.移植栽种水生植物主要适用于城市景观水体等相对水域面积较小的水体. 通过植物之间景观功能的组合, 既可以实现水体景观的需求, 又可以在一定程度上满足抑藻的要求. 如北京奥林匹克森林公园的景观水系中通过组合搭配种植显花水生植物(如红蓼、千屈菜、鸢尾等)与具有较强抑藻化感作用的水生植物(如芦苇、香蒲、水葱、菖蒲等), 组成了具有抗击水华暴发风险的景观植物体系. 但此方法依赖植物生长过程, 技术周期长, 对一些已经暴发水华的水体不适用.干燥植物体腐败过程中仍可释放抑藻化感物质. 投加干燥植物体还可以为鱼虾等提供栖息环境, 改善水体生态环境; 但此方法影响水体美观, 必须做好投放后植物的管理工作, 防止植物投放时间过长引起的二次污染. 如大麦秸秆抑藻, 投放时间控制在藻类生长开始之前为最佳, 投放量要控制在25 g/m2左右, 投放1个月内一般即可产生抑藻活性, 此时宜迅速取出植物体, 抑藻效果通常可以保持半年左右[50].水生植物化感物质是天然的除藻剂. Rice[3]认为化感物质有可能取代化学农药, 大大减少农药用量. 从植物中提取化感物质施入水体进行藻类控制, 可控性好、作用迅速、生态危害小, 是一种非常有前景的方法, 结合其他资源化方法, 如造纸、发酵制沼气等还可同时解决植物提取后的剩余残渣处置问题.另外, 根据化感物质的结构进行人工合成, 也是今后的研究方向. 此方法不受水生植物的限制, 不需要进行物质的分离提取、也不存在其他有机物的污染和活性的干扰, 并且通过合理的人工修饰还可以进一步改良化感物质的抑藻特性, 更好地满足抑藻需求.5 水生植物抑藻今后有待研究的问题(1) 化感物质的降解特性. 化感物质的降解行为在农业等领域报道较多, 但水生植物抑藻化感物质的降解行为少见报道. Kong等人[51]在五色梅植物体(非水生植物)在抑制铜绿微囊藻的过程中研究了两种马缨丹烯化感物质的降解行为, 发现随着作用时间的延长马缨丹烯在水体中的含量逐渐减少, 30天时降至最大浓度的1/10左右. 了解水生植物化感物质的降解特性可以指导今后化感物质抑藻的实际应用, 如确定化感物质的降解特性后, 可以根据化感物质的有效作用浓度, 制定化感物质的投加方案和投加剂量, 因此相关的研究十分必要, 亟待加强.(2) 化感物质对产毒水华藻毒素产生和释放的影响. 早在1994年, Jones等人[52]发现投撒有机鳌合铜类杀藻剂控制铜绿微囊藻水华时, 水中微囊藻毒素(MC-LR)显著升高, 持续两周才逐渐被微生物降解. 因此, 投放杀藻剂控制产毒藻可能产生额外的风险. 化感物质抑藻过程中是否会引起同样的问题也值得关注. 门玉洁等[53]研究发现化感物质EMA和焦 酸均可增加铜绿微囊藻细胞内MC-LR的含量, 但焦 酸浓度高于4 mg/L时, 细胞产毒能力受到抑制; 并且发现当EMA达到一定浓度, 抑制率较高时, 由于培养液中藻密度显著降低, 单位培养液中MC-LR总量也显著减少. 目前, 关于化感物质对产毒水华藻毒素产生和释放的影响研究有限, 上述结论是否适用于其他化感物质, 仍有待系统、全面地研究.(3) 化感物质对其他水生生物的影响. 已有的化感物质抑藻研究大多是在实验室完成的, 研究体系中影响因素的设计单一, 考察范围有限. 而实际水体中藻类多种多样, 并且与其他水生生物共存. 因此, 研究化感物质对其他水生生物的影响十分必要, 有助于综合全面地了解化感物质抑藻应用的生态安全性. 李锋民[16]采用快速PFU微型生物群落毒性试验法研究了芦苇化感物质EMA对微型生物群落的急性毒性, 结果表明EMA对水中微型动物群落多样性影响不大. 上述研究仍需进一步开展, 而对其他化感物质、其他水生生物(包括有益藻类、鱼类等)的研究也将是今后研究的一个重要方面.总之, 将水生植物化感作用应用于水华藻类的生态治理, 仍需要从化感物质的分离鉴定、化感物质对藻类生长特性、化感物质抑藻机理、化感物质应用的生态安全性、降解特性及迁移转化特性等多个方面做更为深入、系统和全面的研究.参考文献1谢平. 鲢、墉与藻类水华控制. 北京: 科学出版社, 20032李锋民, 胡洪营. 植物化感作用控制天然水体中有害藻类的机理与应用. 城市给排水, 2004, 30(2): 1—42912009年2月 第54卷 第3期2923 Rice E L. 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Antialgal ent-labdane diterpenes from Ruppia maritime . Phytochemistry, 2000, 55(8): 909—91326 王卫红, 季民, 王苗苗, 等. 川蔓藻在再生水体中对普通小球藻的化感作用. 湖泊科学, 2007, 19(3): 321—325 27 孔垂华, 胡飞. 植物化感(相生相克)作用及其应用. 北京: 中国农业出版社, 200128 Della Greca M, Fiorentino A, Isidori M, et al. Antialgal furano-diterpenes from Potamogeton natans L. Phytochemistry, 2001, 58(2): 299—30429 Waridel P, Wolfender J L, Lachavanne J B, et al. ent-Labdane diterpenes from the aquatic plant Potamogeton pectinatus . Phytochem-istry, 2003, 64(7): 1309—131730 Li F M, Hu H Y. Isolation and characterization of a novel antialgal allelochemical from Phragmites communis . Appl Environ Micro-biol, 2005, 71: 6545—655331 洪喻, 胡洪营, 黄晶晶, 等. 不同溶剂提取芦竹化感物质对铜绿微囊藻生长的影响. 环境科学, 2008, 29(11): 152—156 32 洪喻, 胡洪营, 黄晶晶, 等. 芦竹抑藻化感物质的初步分离及抑制铜绿微囊藻的效果. 环境化学, 2008, 27(6): 751—75533 Nakai S, Inoue Y, Hosomi M, et al. Myriophyllum spicatum -released allelopathic polyphenols inhibiting growth of blue-green algae Microcystis aeruginosa . 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The inhibitory allelopathy of aquatic plants on algae as a novel and safe alternative for algal-bloom control has aroused extensive concern recently. This article reviews the major researchachievements at home and abroad in the field of inhibitory allelopathy of aquatic plants on algae, in-cluding the species of aquatic plants discovered with inhibition on algae, the types of allelochemi-cals isolated and identified from these aquatic plants, and the inhibitory modes of action of al-lelochemicals on algae, etc. Finally, the technological application and research development as wellas the problems yet to be studied in the field of inhibitory allelopathy of aquatic plants on algae areraised to help make better use of aquatic plant resources for water environment research and mana-gement.eutrophication, algal-bloom control, aquatic plants, allelopathy293。
三种化感物质对水华混合藻类以及多刺裸腹蚤的毒性作用
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植物化感作用在控制水华藻类中的应用
植物化感作用在控制水华藻类中的应用邹华，邓继选，朱银(江南大学环境与土木工程学院．江苏无锡214122)摘要：伴随着水环境污染，水体中藻类疯长形成的“水华”、“赤潮”现象日益严重。
各种化学、物理、生物方法被用于抑制藻类的生长，但这些方法都存在不易控制、成本高、易破坏生态等问题。
利用植物化感作用抑制藻类生长具有生态安全和灵敏高效等优点，对湖泊富营养化的生态控制具有非常重要的意义。
作者介绍了植物化感抑藻的研究进展，归纳了化感作用的种类和化感物质的化学成分，并讨论了植物化感押藻的作用机制、抑藻机理，最后对植物化感作用在抑藻方面的研究前景进行了展望。
关键词：富营养化；化感作用；水生植物；抑藻中图分类号：X171．4文献标志码：A文章编号：1673—1689(2012)02一134一07A ppl i cat i on of Pl ant A l l el opat hy i n C ont r ol l i ng of A l gaIB l oomZ oU H“口，D EN G_，i—z“口咒，Z H U H n(S c h001of Env i r onm ent&C i v订Eng i neeri ng。
J i angn an U ni ver si t y，W uxi214122，C h i na)A bs t r act：W i t h t he se r i ous w at er pol l ut i on，t he”al gal bl oom”，”r ed t i de”f or m ed by t he ov e r—popul a t i on of al gal i s ge t t i ng w or s e。
A t pr ese nt，di f f e r ent m et hods i ncl udi ng chem i cal，phys i—caI，bi oI ogi cal w er e us e d t o i nhi bi t t he gr ow t h of a l gae i n pol l ut e d w at er．H ow ever，t he c har—act er i s t i c s of t he se m e t hods ar e di f f i cul t cont r ol l i ng，hi gh c os t，and dam ag i ng t he ecoI ogy．I n or der t o devel op a l ow cos t and ecol og i cal l y s af e m e t hod t o i nhi bi t t he gr ow t h of al gae，pl ant al—l el opat hy i s i nt r oduc ed．I n t hi s r evi e w，t he r e se ar c h pr ogr e ss of al gal—i nhi bi t i on w i t h pl ant aI～l el opat hy w as i nt r oduc ed，t he t ype s of pl ant al l el opa t hy and t he c he m i c al com po s i t i on of al l el o—c he m i c al s w er e s um m a“zed t he m ec hani s m s and pe r s pe ct i ve of pl ant a11e l opat hy w er e di s—cus s ed．K e y w or ds：e ut r ophi cat i on，a I I e I opa t hy，hydr ophyt e，a l ga l—i nhi bi t i on近年来水体富营养化现象愈演愈烈，导致藻华频发。
陆生植物化感作用的抑藻研究进展
于穗 花狐 尾藻 的生 物量 ，不 同的浮 游植 物 和蓝 藻对
是化感抑藻作用研究的中心和重点。Ｇ ｅａ等【Ｊ ｒｃ ２从 ｌ 石 菖蒲 （ｃｒｓ ｒｍｉ ｕ） Ａ ｏｕ ａ ｎ ｓ中分离鉴 定 了 ６ 具有 化 ｇ ｅ 种 感作用 的苯丙烷类物质 ，可以抑制某些绿藻和蓝藻 的生长 。 ９９ ， １８ 年 孙文浩等 】 在治理城市富营养化
中图分类号 ：Ｑ８ ９ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ７．９ ６（ ０ １ ６０．１ ６０ ６ ４５０ ２ １ ）０．７１７ ．７
由于人类 活动而引起 的富营养化 已成 为当今 大多数地表水体所面临的主要 问题 ，富营养化对淡 水 和沿 岸海 水 的生 态 系统产 生 了很 多负 面影 响 Ｌ。 ｌ Ｊ
菌所产生的二次代谢产物 。 利用水生植物 的化感作用或化感物质抑制水体中藻类 的爆发被认为是一种高效 、 低毒 、 环境 亲合
性好 的方法而备受关注 。然而 ，对于陆生植物应用于抑 制藻类生长 的研究却较少 。文章在对化感作用 的概念 的演化 、各种生 物对藻类化感抑制作用 、 化感物质抑藻机理等方面进行 了较 系统 的论述 ， 总结 了近年来国内外学者对于陆生植物化感作用抑
通信作者 ：陈世金。Ｅｍａ ：４２ ３ １＠ｑ． ｍ － ｉ ８ １８ ９８ ｑｔ ｌ ｏ
收稿 日期 ：２ １－５２ ０１０ －５
倪利 晓等 ： 陆生植物化感作用 的抑藻研究进展
中，土著的植物 、捕食者以及土壤 中的微生物缺乏 这种机制而无法适应 ， 造成其独 占优势。例如在我 国南方 泛 滥成 灾 的豚草 （ｍｂｏｉ ｒ ｍｉｉ ｌ ） 微 Ａ ｒｓａ ｔ ｓｆ ｉ 、 ａ ｅ ｉｏ ａ 甘 菊 （ ｔｃｒ ｅｕｉ ） Ｍａｒ ａｉ ｒｃｔａ、马缨 丹（ａｔｎ ａ ａａ ｉ ａ ｔ Ｌ ｎａ ａｃｍ ｒ） 和凤眼莲（ｉ ｈ ｒｉ ｃａｓ ｅ 等 ， Ｅｃ ｏｎ ｓｉ ｓ ｈ ａ ｒ ｐ ） 均已被证明具有 强烈的化感作用【 ４ Ｊ 。 １４ 年 Ｈ ｓ ｒ 【首 次 报 道 了 大 型水 生 植 物 对 ９９ ａｌ 等 ５ ｅ 】 藻 类 的化 感 克制效 应 ，１６ 年Ｆｔｇｒｌ［发 现水 生 ９９ ｉ ｅａｄ ［ ｚ ６ 植物的代谢产物可能控制藻类的生长 。随着研究 的 不断深入 ， 化感抑藻作用 的研究从早期 的挺水Ｌ 、 ７ 沉水［－］ １１、浮水㈣ 和巨型藻类［ 等大型水生植物 ， ２３ 逐渐扩展到微藻和蓝藻［－］ 甚至异氧细菌［． １１、 ６８ １。 ９ 等
杜氏盐藻与4种海洋微藻间的化感作用
Hale Waihona Puke 长 ， 已成 为一 个 世界 性 的环境 问题 Ｌ １ 】 ．传 统 的藻 ｉ ｎ ｏ ｒ ｎ ａ ｔ ａ ） 、湛 江等 鞭 金藻 （ Ｉ ｓ ｏ ｃ ｈ ｒ ｙ ｓ ｉ ｓ ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｅ ｎ ｓ ｉ ｓ 类 控 制方 法 主要 有化 学 、物 理 和微 生物 抑 藻 、动 物 捕 食等 ． 这些 方法 都 不 同程度 地 存在 缺 陷 ，如 产生 次 二次 污 染 、费用 高 等 ．而 藻类 的化 感 作用
液 ，运 用 交叉 培养 的方 法 ［ ４ 】 ，探 讨 分析 了球 等鞭
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ ７ — １ ０
项 目来源 ：深 圳市 科技 项 目 （ Ｊ Ｃ ２ ０ １ ０ ０ ５ ２ ８ ０ ５ ３ ４ Ａ，Ｊ ＣＹ ２ ０ １ ３ ０ ３ ３ １ １ ５ １ ０ ２ ２ ２ ７ ６ ）；广 东省 自然 科 学基金 资 助项 目 （ １ ０ １ ５ １ ８ ０ ５ ５ ０ １ ０ ０ ０ ０ ０ ７ ） 作者简介：潘远健 （ １ ９ ８ ７ 一 ） ，男，汉族，广西梧州人，硕士研究生，主要从事生物学研究．
中图分类号：Ｏ１ ７ ８ ． ５ ３ ２ 文献标志码：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ — ０ ３ １ ８（ ２ ０ １ ５ ）０ ３ — ０ ０ ４ ７ — ０ ７
由水 体 富 营 养 化 导致 的 有 害 藻 类 暴 发 性 生
金藻 （ １ ｓ ｏ ｃ ｈ ｒ ｙ ｓ ｉ ｓ ｇ ａ ￣ ａ ｎ ａ ）、叉鞭 金藻（ Ｄｉ ｃ ｒ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ
杜氏盐藻与4种海洋微藻间的化感作用
杜氏盐藻与4种海洋微藻间的化感作用潘远健;金刚;代建国;丁莉;张丽君;栾崇林;于化泓【摘要】利用交叉培养结合高效液相色谱分析的方法，研究了杜氏盐藻与球等鞭金藻、叉鞭金藻、湛江等鞭金藻和小球藻之间的化感作用，并测定了受试后球等鞭金藻和杜氏盐藻的SOD活力。
结果表明：（1）杜氏盐藻与球等鞭金藻、青岛叉鞭金藻、湛江等鞭金藻及小球藻之间存在着显著的化感作用，其中，湛江等鞭金藻、青岛叉鞭金藻胞外滤液对杜氏盐藻的生长有明显的抑制作用，杜氏盐藻胞外滤液明显地抑制小球藻的生长；（2）青岛叉鞭金藻、湛江叉鞭金藻、球等鞭金藻和小球藻胞外滤液萃取物分别至少由6种、8种、6种和6种物质组成；（3）微藻胞外滤液对受试藻SOD酶活性有明显影响。
%Together with high performance liquid chromatography (HPLC) analysis, the method of cross culture is applied to research the allelopathy among the Dunaliella salina, Isochrysis galbana,Dicrateria inornata, Isochrysis zhangjiangensis and Chlorella vulgaris. Besides, the SOD activity ofI. galbana and D. salina is measured. Results indicate that:① a significant allelopathy exists among theD. salina, I. galbana,D. inornata, I. zhangjiangensis and C. vulgaris, in which the extracellular filtrate of Isochrysis zhangjiangensis and Dicrateria inornata distinctively inhibits the growth of D. salina; the extracellular filtrate of D. salina inhibits the growth of C. vulgaris.② The extracellular filtrate ofD. inornata, I. zhangjiangensis, I. galbana and C. vulgaris respectively consists of at least 6, 8, 6, 6 kinds of components;③ The extracellular filtrate has obvious influence on the SOD enzyme activity of the subjected algae.【期刊名称】《深圳职业技术学院学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】7页(P47-53)【关键词】微藻;杜氏盐藻;化感作用【作者】潘远健;金刚;代建国;丁莉;张丽君;栾崇林;于化泓【作者单位】深圳职业技术学院深圳市大规模细胞培养技术和细胞资源库公共技术服务平台，广东深圳 518055; 南昌大学生命科学与食品工程学院，江西南昌330031;深圳职业技术学院深圳市大规模细胞培养技术和细胞资源库公共技术服务平台，广东深圳 518055;深圳职业技术学院深圳市大规模细胞培养技术和细胞资源库公共技术服务平台，广东深圳 518055;深圳职业技术学院深圳市大规模细胞培养技术和细胞资源库公共技术服务平台，广东深圳 518055;深圳职业技术学院深圳市大规模细胞培养技术和细胞资源库公共技术服务平台，广东深圳518055;深圳职业技术学院深圳市大规模细胞培养技术和细胞资源库公共技术服务平台，广东深圳 518055;南昌大学生命科学与食品工程学院，江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】Q178.532由水体富营养化导致的有害藻类暴发性生长，已成为一个世界性的环境问题[1]．传统的藻类控制方法主要有化学、物理和微生物抑藻、动物捕食等．这些方法都不同程度地存在缺陷，如产生次二次污染、费用高等．而藻类的化感作用为解决上述问题提供了一种新颖的思路．化感作用是物种之间的基本生态关系之一，通过分泌至周围环境的化感物质来调节物种的数量或者产生其它生态效应．化感物质通常是植物生长过程中产生的次级代谢物，它们对藻类的化感作用专一性较好，并且一般都能在自然条件下降解[2]．因此，植物化感作用控藻方法是一种生态安全性好，有良好的应用前景的方法．已有较多研究涉及陆生植物和大型水生植物的提取物对藻类生长的控制效果．例如 Nakai 等研究表明，水生植物可以通过连续释放化感物质来抑制藻类的生长[3]．但是，微藻之间的化感作用报道还不多．本实验以微藻的胞外滤液作为基础实验用液，运用交叉培养的方法[4]，探讨分析了球等鞭金藻（Isochrysis galbana）、叉鞭金藻(Dicrateria inornata)、湛江等鞭金藻(Isochrysis zhangjiangensis Hu. Var. sp)以及小球藻（Chlorella vulgaris）与杜氏盐藻（Dunaliella salina）间的化感作用，同时通过测定受试藻的SOD活力和高效液相色谱分析球等鞭金藻等4种海洋微藻胞外滤液的萃取物，以期获知胞外滤液中化感物质的相关信息，为利用化感作用原理应用于经济微藻的生产和水体富营养化的治理提供有价值的参考．1.1 藻种杜氏盐藻、球等鞭金藻、叉鞭金藻、湛江等鞭金藻和小球藻为本实验室保存，经传代培养后作为实验材料．1.2 主要仪器和试剂Spectra Max M2酶标仪（北京九宇鑫泰生物技术有限公司），高效液相色谱仪（深圳宝域科技有限公司），净化工作台（蚌埠净化设备厂），280高压灭菌锅（上海申安医疗器械厂），微量移液枪，小型离心机，SOD活力测定试剂盒（南京建成生物工程研究所）．1.3 微藻胞外滤液的制备采用PES培养液培养微藻，盐度为30.5‰，培养温度为（25±1）℃．培养液所用海水为人工配制海水，高温灭菌冷却后待用．所用试验器皿先经浸泡，烘干，高压灭菌，冷却后使用．试验操作均在超净工作台无菌条件下进行．培养液体积为150 mL．培养条件：光照强度3000 Lux，光暗周期12 L：12 D．每天摇动培养瓶3次并随机调换摆放位置，以防止藻细胞附壁沉淀和减少光照误差．微藻胞外滤液的收集方法：培养 15 d 后，将生长至衰退期的供体藻离心收集其藻液，用灭菌人工海水(盐度为30.5‰)离心洗涤l-2次．再往无菌藻体中加入50mL的无菌人工海水，混匀，置于光照培养架中浸提．3d后离心收集上清液．上清液需多次离心直至上清中镜检不出藻体，再用无菌0.22 μm微孔滤膜过滤一次，以完全去除藻体．所得上清液即为微藻胞外滤液，储存于4 ℃保存备用．1.4 微藻在胞外滤液中的培养1.4.1 杜氏盐藻在4种海洋微藻胞外滤液中的培养将4种微藻胞外滤液按不同体积比分别加入PES培养基，体积比分别为0、20%、40%、60%、80%，各配制100 mL，分别接种6×105/ mL的杜氏盐藻，置于组培架培养，温度25℃，光照强度3000 Lux，光暗周期为12 L：12 D，每个培养瓶设定3 个平行样．1.4.2 微藻的胞外滤液萃取物的制备以及萃取物对杜氏盐藻生长的影响将4 种微藻胞外液各 100 mL pH调至2.5，用乙酸乙酯萃取，50 ℃蒸干后，将萃取物分别加入100 mL PES培养基中，均用于培养杜氏盐藻，接种密度为6×105/mL ．培养条件同1.4.1．1.5 SOD酶活力的测定分别取球等鞭金藻和小球藻0～60%体积比胞外滤液作用后盐藻的待测藻液40 mL，6000 r/min离心5 min，倾去上清夜，加入5 mL的0.1mol/L的磷酸钠缓冲液(pH7.0)混匀，6000 r/min离心5 min，重复洗涤一次．再离心后得到的藻体当中加入5mL磷酸钠缓冲液(pH.70)．在冰水浴条件下用超声波细胞破碎机600W 破碎5min，再于4000 r/min离心10 min，上清液即为超氧化物歧化酶SOD粗酶液，用于SOD活力的测定．SOD活性按试剂盒说明测定．1.6 微藻胞外滤液萃取物的高效液相色谱分析取适量微藻胞外滤液萃取物，用乙酸乙酯溶解后，进行高效液相色谱分析．色谱条件：流动相为乙腈-水（体积比为70:30）；色谱柱ZORBAX Eclipse XDB-Cl8，ID 4.6 mm×150 mm，5 µm；0.3 mL / min恒流洗脱；检测波长：UV-235 nm，进样量10µL．2.1 四种海洋微藻胞外滤液对杜氏盐藻生长的影响通过测量藻细胞的光密度值，依据光密度值与细胞密度之间的关系，可简便快捷地得知微藻的生长情况[5,6]．图1显示了杜氏盐藻在4种海洋微藻胞外滤液不同体积比混合液中的生长曲线．从图1可以看出，当湛江等鞭金藻、叉鞭金藻胞外滤液体积比大于20%时，对杜氏盐藻的生长都有明显的抑制作用，并且这种抑制作用随胞外滤液体积比的增大而加强．球等鞭金藻胞外滤液体积比较低时，明显促进杜氏盐藻生长，而体积比大于60%时，抑制了杜氏盐藻的生长．小球藻胞外滤液体积比在0～20%时，对杜氏盐藻的生长起促进作用，而体积比大于20%时则抑制杜氏盐藻的生长．2.2 杜氏盐藻胞外滤液对四种海洋微藻生长的影响由图 2可以看出，杜氏盐藻胞外滤液明显地抑制了小球藻的生长，并且随胞外滤液比例的增大对小球藻生长的抑制作用更加明显．然而，当胞外滤液体积比大于20% 时，杜氏盐藻胞外滤液明显地促进了球等鞭金藻的生长．杜氏盐藻胞外滤液对叉鞭金藻和湛江等鞭金藻的影响有所不同，当滤液体积比在20%～40%范围时，杜氏盐藻胞外滤液促进了叉鞭金藻的生长，当滤液体积比在 20%～60%范围内，杜氏盐藻胞外滤液明显地促进湛江等鞭金藻的生长，仅当胞外滤液体积比大于80% 时对其生长才呈现抑制作用．2.3 微藻的胞外滤液萃取物对杜氏盐藻生长的影响4种海洋微藻胞外滤液的萃取物对杜氏盐藻生长的影响结果如图3所示．除了球等鞭金藻的胞外滤液萃取物可以促进杜氏盐藻的生长以外，其余均抑制杜氏盐藻的生长，且抑制作用类似于它们各自的胞外滤液对杜氏盐藻生长的抑制效果．2.4 SOD酶活性SOD对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用，它可以清除自由基，使细胞免受伤害，能够使植物在一定程度上忍耐、减缓或抵抗逆境胁迫．有研究发现，芦苇中分离得到的抑藻活性组分能够降低藻细胞中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性，引起某些脂类的过氧化①Li F M, Hu H Y. Isolation and characterization of a novel antialgal allelochemical from Phragmites communis[J]. Applied and Environmental Microbiology, (in press).．SOD酶活性越高，其抵抗力越强[7]．球等鞭金藻和小球藻胞外滤液体积比在0～60%范围内，对杜氏盐藻SOD活性的影响分别如图4和图5所示．从图4可以看出，在球等鞭金藻胞外滤液对杜氏盐藻的作用中，40%的胞外滤液SOD活性最大，说明藻体内抗氧化系统得到了增强，SOD活性上升，以清除体内产生的过量的自由基，进而减轻藻体所受到的伤害，提高其抵抗力和促进细胞增殖．在图5中，小球藻藻胞外滤液体积比为20%时，杜氏盐藻SOD活性最高，随后逐渐降低，表明细胞液中自由基由少变多，机体内受到了一定的伤害，从而抑制细胞增殖．2.5 微藻的胞外滤液萃取物的高效液相色谱分析结果利用高效液相色谱分析了4 种海洋微藻胞外滤液萃取物的成分（图6）．青岛叉鞭金藻胞外滤液萃取物产生6个主要峰（图6a），出现时间分别为6.768，8.013，9.846，10.630，12.924，26.017 min．湛江叉鞭金藻胞外滤液萃取物产生8个主要峰（图6b），出现时间分别为4.950，6.814，8.051，8.905，9.832，10.814，12.939，25.650 min．球等鞭金藻胞外滤液萃取物产生6个主要峰（图6c），出现时间分别为6.825，8.045，9.830，10.814，12.924，25.606 min．小球藻胞外滤液萃取物产生6个主要峰（图6d），出现时间分别为6.817，8.078，9.821，10.798，12.898，25.564min．由此可知，叉鞭金藻，湛江叉鞭金藻，球等鞭金藻和小球藻胞外滤液萃取物分别至少由6种、8 种、6 种和6种物质组成．这些物质的具体化学信息还有待进一步研究．化感效应包括3种类型：抑制效应、促进效应和中性效应[8]．目前，已经有相关文献报道了雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）[9]、中肋骨条藻（Skeletonema costatum）[10]、强壮前沟藻（Amphidinum carterae Hulburt）、青岛大扁藻（Platymonas helgolondica var.tsingtaoensis）[11]和某些赤潮微藻[12,13]等微藻的化感作用．本研究利用交叉培养方法确定了杜氏盐藻与球等鞭金藻、叉鞭金藻、湛江等鞭金藻和小球藻之间存在着显著的化感作用（图1和图2）．其中，球等鞭金藻、杜氏盐藻胞外滤液对彼此之间的生长起相互促进作用．而湛江等鞭金藻和叉鞭金藻胞外滤液对杜氏盐藻，以及杜氏盐藻胞外滤液对小球藻的抑制作用则比较显著，说明同一种藻对不同的受体藻会产生多种的化感效应类型．杜氏盐藻与湛江等鞭金藻的相互化感效应类型不同，其中湛江等鞭金藻胞外滤液对杜氏盐藻的生长产生促进作用，而杜氏盐藻胞外滤液对湛江等鞭金藻的生长则产生抑制作用．本研究结果显示，在所选5种海洋微藻中，叉鞭金藻、湛江等鞭金藻和小球藻的胞外滤液的乙酸乙酯萃取物能明显抑制杜氏盐藻的生长，球等鞭金藻的胞外滤液的乙酸乙酯萃取物则能促进杜氏盐藻的生长．因此，这不仅证明杜氏盐藻与球等鞭金藻等4种海洋微藻间存在着显著的化感作用，同时也说明这4种海洋微藻胞外滤液中的化感物质可以通过有机溶剂提取获得．其它研究也有类似结果[1]．本研究还发现，受杜氏盐藻各个体积比胞外滤液作用的球等鞭金藻SOD酶活性均显著高于对照组，可能的原因是其SOD酶活性足以保护其免受伤害，使生物量免遭不利影响，该藻的抗逆性得到加强，提高了机体的生理生化机制，从而加快藻细胞的生长繁殖速度．杜氏盐藻SOD活力在高浓度（60%）的小球藻胞外滤液作用下低于对照组，SOD酶的平衡遭受破坏且新的平衡难以重新建立，从而导致细胞受到损伤，其细胞密度和生物量的增长受到抑制．因此笔者认为，微藻生长环境发生改变时，SOD酶活性间接的体现了受体藻的促进和抑制效应类型，即受体藻SOD酶活性高，滤液对其生长会产生促进作用，活性低则反之，二者间很可能存在某种线性关系．通过高效液相谱法（HPLC）较好地分离出小球藻，叉鞭金藻，球等鞭金藻和湛江等鞭金藻的胞外滤液萃取物的成分．由图6可知，这些微藻滤液中存在着数量不等和种类不同的化感物质．杜氏盐藻和球等鞭金藻均为营养价值和经济价值较高的微藻，两者之间的胞外滤液可以相互促进彼此的生长，同时杜氏盐藻胞外滤液还可以对小球藻产生抑制作用，为利用化感作用原理应用于经济微藻的生产和水体富营养化的治理上提供一定参考．【相关文献】[1] Paerl H W and Huisman J. Climate change: a catalyst for global expansion of harmful cyanobacterial blooms[J]. Environmental Microbiology Reports, 2009（1）：27-37．[2] 肖溪．大麦秸秆对蓝藻化感抑制作用与机理的研究[D]．浙江大学，2012．[3] Nakai S, Inoue Y, Hosomi M, et al. Growth inhibition of blue-green algae by allelopathic effects of marophytes[J]. Water Science and Technology, 1999，39（8）：47－53．[4] 孙颖颖，阎斌伦，王长海．球等鞭金藻与 4 种海洋微藻间的化感作用[J]．海洋通报，2009，28（5）：79-84．[5] 蔡卓平，段舜山，朱红惠．三角褐指藻在多波长下藻液吸光度与细胞密度的关系研究[J]．广东药学院学报，2012，28（6）：608-611．[6] 黄莉莉，代建国，金刚，等．鲎素和硫酸多黏菌素 B对小球藻的抑制效应及机理[J]．江苏农业科学，2011（3）：537-540．[7] 王海娟，段昌群，郭涛．不同污染经历的玉米在高低温胁迫下 SOD 酶活性的变化[J]．云南大学学报（自然科学版），2004，26（1）：80-84．[8] 张珍萍．四种海洋微藻间的化感作用效应研究[D]．暨南大学，2005．[9] 孙艳妮，殷明炎，刘建国．雨生红球藻的信号物质[J]．海洋湖沼通报，2001（3）：22-28．[10] Imada N, Kobayashi K, Tahara K, et al. Production of an Autoinhibitor by Skeletonema costatum and its effect on the growth of other phytoplankpyrenoidosa[J]. Nippon Suisan Gakkaishi, 1991，57（12）：2285-2290．[11] 郝雯瑾，王悠，唐学玺．两种海洋微藻——强壮前沟藻与青岛大扁藻之间的相互作用研究[J]．中山大学学报（自然科学版），2008（S1）．[12] Perez E, Martin D E, Padilla M. Rate of production of APONINs by Nannochloris oculata[J]. Biomed Lett, 1999，59：88-91．[13] Arzul G, Segue L M, Guzman L, et al. Comparison of allelopathic properties in three toxic Alexandrium species [J]. J Exp Mar Biol Ecol, 1999，232：285-295．。
化感作用对中肋骨条藻和东海原甲藻种间竞争的影响的开题报告
化感作用对中肋骨条藻和东海原甲藻种间竞争的影响的开题报告一、研究背景海洋生态系统中存在着多种藻类生长共存的竞争关系，其中化感作用是影响藻类竞争关系的重要因素之一。
化感作用是指物种之间的化学信号互作，通过化学物质的释放和接收来调节生长和存活。
化感作用的存在能够使得同一区域内的藻类物种发生竞争，从而影响生物多样性和海洋生态系统稳定性。
中肋骨条藻和东海原甲藻是两种常见海洋藻类物种，它们生长环境相同，同时都是非固着性浮游藻类。
两种藻类都分布在全球海洋中，都具有广泛的生态适应性。
中肋骨条藻的生长受到硝酸盐和硅酸盐的限制，而东海原甲藻则受到光照和氮源的控制。
这两种藻类在竞争中的相互关系和化感作用对藻类生长和分布的影响尚不清楚。
二、研究目的本研究旨在探究中肋骨条藻和东海原甲藻之间的竞争关系及其对化感作用的响应。
具体研究目的为：1. 观察中肋骨条藻和东海原甲藻在不同营养条件下的生长速率和生长阈值，并构建竞争模型。
2. 探究中肋骨条藻和东海原甲藻之间的化感作用机制，分析不同化感物质浓度对竞争的影响。
3. 评估中肋骨条藻和东海原甲藻的共存策略，探讨其对生态环境的适应性。
三、研究方法1. 实验材料的准备选取中肋骨条藻和东海原甲藻为主要研究对象，分别从野外海水中采集，通过筛网和离心获得单一菌株。
采集到后分别培养在硅酸盐和氮源充足的培养基中，待达到稳定生长状态后分别分装到培养皿中。
2. 实验设计（1）探究两者生长的速率和生长阈值将中肋骨条藻和东海原甲藻分别培养在硅酸盐和氮源充足的培养基中。
建立不同营养浓度的试验组（硅酸盐浓度为0.1mmol/L、0.3mmol/L、0.5mmol/L；氮源浓度为0.1mmol/L、0.5mmol/L、1mmol/L、2mmol/L、4mmol/L），并将两种藻类混合在一起进行评估，记录每组菌液的生长速率和生长阈值，构建竞争模型，通过分析竞争对比比率来评估两种藻类在不同营养条件下的适应性。
沉水植物化感作用控藻能力评述
为了在生态系统和群落水平上回答这个问题, 可以从沉水植物在湖泊中的生长状况, 到化感活性 物质的释放, 以及化感物质作用于浮游和附生藻类 的有效性几个层面对其进行逐一考察和综合评价:
2007年muller等化感物质对浮游藻类和附生藻类的抑制作用311化感抑制作用的研究方法在生态水平上证明化感作用抑制藻类并非易目前化感研究有很多种方法如植物纯提取物试验植物分泌物种植水试验植物藻类共培养试验渗析袋试验渗析袋原位试验等从研究采用方法与自然界水体的相似程度来说其真实度是递而难度和需要考虑的因素也越来越多708312化感作用对藻类生长的抑制机理基于文献报道和已有的试验研究化感物质对藻类生长的抑制机理主要有以下几个方面
K ey words: subm erged m acrophyte; allelopathy; a lga l contro ;l eutroph ic w ater body.
20世纪 70年 代, R ice[ 1] 将化感 作用定义为一 种植物 ( 包括微生物 ) 通过向环境释放化学物质而
* 浙江省科技厅重大科技项目 ( 2007C13060) 资助. * * 通讯作者. E-m ai:l lou lp@ z ju. edu. cn 2008-09-16 收稿, 2009-01-02 接受.
中国近 20年的快速发展导致大量氮、磷等营养 性污染物进入水体, 使浮游藻类异常繁殖, 很多淡水 湖泊由草型湖泊快速转变为藻型湖泊, 从以硅藻为 主、多种藻类并存转变为以蓝绿藻为主的状态, 湖泊 生态平衡遭到破坏. 作为湖泊主要生产者, 沉水植物 对调节湖泊功能和维持生态平衡有 非常重要的作 用. 1969年, F itzgerald[ 5] 发现沉 水植物的 代谢产物 可以抑制浮游藻类生长, 引起了人们的广泛兴趣. 研 究者希望通过对化感物质的研究, 开发高效专一的 除藻剂, 进而探索切实可行的生态治理湖泊富营养 化方法.
川蔓藻对两种常见浮游藻类的化感作用
中国环境科学 2019,39(4)：1589~1595 China Environmental Science 川蔓藻对两种常见浮游藻类的化感作用张欣1,2,3,卢学强1,2,3*,王兰1,2,韩晓昕1,2,毛海燕4(1.南开大学环境科学与工程学院,天津 300350；2.南开大学天津市跨介质复合污染环境治理技术重点实验室,天津 300350；3.南开大学天津市环境生物地球化学循环调控技术国际联合研究中心,天津 300350；4.厦门海石生态环境股份有限公司,福建厦门 361023)摘要：选取沉水植物川蔓藻与浮游藻类普通小球藻、铜绿微囊藻为研究对象,测定在川蔓藻共培养胁迫下2种藻单独存在和按1:1(V:V)混合情况下的光密度、叶绿素a、最大光化学量子产量、相对电子传递速率、可溶性糖、丙二醛以及超氧化物歧化酶活性的变化.结果表明:在川蔓藻存在的条件下,普通小球藻、铜绿微囊藻和二者混合藻的生长被快速强烈抑制,抑制率在第6d时达到最大值,分别为80.95%、94.18%和94.01%.3个处理组的光密度值、叶绿素a、可溶性糖及最大光化学量子产量等指标均低于对照组,且随时间呈明显的下降趋势,说明其光合能力逐渐减弱.而丙二醛和超氧化物歧化酶指标在0~6d却高于对照组,表明可能发生了浮游藻类膜质过氧化过程.关键词：川蔓藻；普通小球藻；铜绿微囊藻；化感作用中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2019)04-1589-07Allelopathic effect of Ruppia maritima on Chlorella vulgaris and Microcystis aeruginosa. ZHANG Xin1,2,3, LU Xue-qiang1,2,3*, W ANG Lan1,2, HAN Xiao-xin1,2, MAO Hai-yan4 (1.College of Environmental Science and Engineering, Nankai University, Tianjin 300350, China；2.Tianjin K ey Laboratory of Environmental Technology for Complex Trans-Media Pollution, Nankai University, Tianjin 300350, China；3.Tianjin International Joint Research Center for Environmental Biogeochemical Technology, Nankai University, Tianjin 300350, China；4.Xiamen Ocean Rock Ecology & Environment Co., Ltd, Xiamen 361023, China). China Environmental Science, 2019,39(4)：1589~1595Abstract：One submerged macrophyte (Ruppia maritima) and two algae (Chlorella vulgaris and Microcystis aeruginosa) were selected to test the allelopathic effect of submerged macrophyte on algae. The parameters including optical density, chlorophyll a, maximum photochemical quantum yield, relative electron transport rate, soluble sugar, malondialdehyde, and superoxide dismutase activity were measured for three co-culture treatments of Ruppia maritima + Chlorella vulgaris, Ruppia maritima + Microcystis aeruginosa, and Ruppia maritima + mixture of Chlorella vulgaris and Microcystis aeruginosa (V:V=1:1). The growth of Chlorella vulgaris, Microcystis aeruginosa and mixed algae were rapidly and greatly inhibited with the presence of Ruppia maritima. The inhibition rates in the three treatments reached the maximums on the 6th day, which were 80.95%, 94.18% and 94.01%, respectively. The values of optical density, chlorophyll a, soluble sugar and maximum photochemical quantum yield for the three treatments were lower than those for the corresponding controls, and showed a significantly downward trend with time, indicating that the photosynthetic capacity of the treatments became weakening gradually. However, the values of malondialdehyde and superoxide dismutase of the treatments were higher than those of the corresponding controls for the first six days, indicating the possible occurrence of the membrane peroxidation of the algae.Key words：Ruppia maritima；Chlorella vulgaris；Microcystis aeruginosa；allelopathic effect水华爆发严重影响着水质安全,会引发严重的饮用水供给危机[1-2].夏季水华浮游植物优势种主要为蓝藻和绿藻[3-5].铜绿微囊藻(M i c ro c y s t i s aeruginosa)是形成水华的一种典型的有毒蓝藻[6],会释放蓝藻毒素和异味物质,不仅会对水生生物包括鱼类、水生无脊椎动物、沉水植物、挺水植物、细菌等造成一定的伤害,还会通过向水环境中释放化感物质威胁到人类的健康[7].普通小球藻(Chlorella vulgaris)是引起水华的具有代表性的一种绿藻,是北方滨海河流的优势种类[8].前期研究表明,一些沉水植物会对浮游藻类产生特异性的化感抑制作用[9-10].不同种类的浮游藻类之间也会存在竞争,铜绿微囊藻对小球藻、四尾珊藻等藻类都存在化感抑制作用[11-12].川蔓藻(Ruppia maritima)是一种可在高盐度水域生长的沉水植物[13-14],同时,川蔓藻对普通小球藻还有明显的化感抑制作用[8],因而川蔓藻往往是滨海高盐环境水生态修复或水生态系统重建的必不可少的重要物种[15].水华中一般同时存在蓝藻和收稿日期：2018-09-21基金项目：水体污染控制与治理科技重大专项(2018ZX07110-007);天津市科技计划项目(18PTZWHZ00110)* 责任作者, 教授, Luxq@1590 中 国 环 境 科 学 39卷绿藻.然而,川蔓藻对蓝藻以及蓝藻和绿藻同时存在下的化感抑制作用以及可能的作用机理研究还相对较少.由于影响植物生长的因素较多[16],本实验在人工气候箱内进行,分别研究了川蔓藻共培养对铜绿微囊藻(蓝藻)、普通小球藻(绿藻)以及两个藻种共存时的化感作用以及可能的作用机理. 1 材料与方法 1.1 材料实验所用普通小球藻(FACHB -8)、铜绿微囊藻(FACHB -524)购自中国科学院水生生物研究所淡水藻种库.实验所用川蔓藻购自江苏省兴化市龙马水生植物培育有限公司.实验开始前,川蔓藻用无菌蒸馏水清洗3次,去除附着的沉积物和无脊椎动物,然后在实验室内用装有BG11培养基的10L 半透明塑料箱悬浮培养7d,每天换1次水,以适应实验室环境.普通小球藻与铜绿微囊藻置于人工气候箱中,光周期12h(L 明):12h(D 暗),温度(25±2)℃,相对湿度70%,光照强度(6000±200)Lux,用BG11培养基扩大培养,培养基盐度为2‰.每天摇动两次,等待其长到对数生长期且藻类浓度大约至5.5×105cells/mL [17]. 1.2 实验方法实验设为3组,分别是A 组:川蔓藻+普通小球藻;B 组:川蔓藻+铜绿微囊藻;C 组:川蔓藻+普通小球藻和铜绿微囊藻(2种藻按1:1(V :V )比例配置,简称混合藻).每组实验又分别设置对照组(CK)和处理组(TR),川蔓藻(整株)与浮游藻类共同放置于1L 锥形瓶中,川蔓藻所占培养基的比例为2%(m /V ).每组实验设置3个平行.各实验组组成如表1所示.表1 实验组设计 Table 1 Experimental groups实验序号 组成600mL 含普通小球藻的培养基 A A -CK A -TR12g 川蔓藻+600mL 含普通小球藻的培养基B -CK 600mL 含铜绿微囊藻的培养基 BB -TR 12g 川蔓藻+600mL 含铜绿微囊藻的培养基C -CK300mL 含普通小球藻的培养基+ 300mL 含铜绿微囊藻的培养基 CC -TR12g 川蔓藻+300mL 含普通小球藻的培养基+300mL 含铜绿微囊藻的培养基实验在人工气候箱中进行,条件设置与浮游藻类扩大培养阶段一致,连续培养14d.分别在第0,2, 4,6,8,10,12,14d 时定时取样30mL 测定藻液的各项生理指标.每次取样后向培养瓶中补加30mL 的BG11培养基,避免因营养成分缺失对浮游藻类的生长产生影响.1.3 指标测定及计算各项生理指标测定方法如表2所示.光密度值(OD 560)代表浮游藻类的生物量,用紫外可见分光光度计560nm 处测定吸光度表示.藻类抑制率公式[18]:IR (1/)100%t t N M =−× (1)式中:IR 为抑制率;N t 为处理组第t d 藻细胞OD 560值;M t 为对照组第t d 藻细胞OD 560值.根据逻辑斯缔方程d N /d t =rN (1-N /K ),设定川蔓藻对藻类的效应作用为E t ,则藻类在川蔓藻共培养作用下的增长模型[19]为:d /d (1/)t N t rN N K E N =−+ (2)式中:r 为增长率;N 为种群大小(光密度);K 为环境容纳量或负荷量;E t 为川蔓藻对藻类的化感作用系数.11()/t t t N N N µ−−=− (3)式中:µ为比增长率.e t 表示每一天处理组的µ与对照组的µ的差值,E t 以实验期间所有e t 的平均数表示[20].叶绿素含量(Chl -a)是光合速率测定中不可缺少的指标,在光合系统能量的获取和传递中起着重要作用[21].一旦Chl -a 的合成被抑制,藻类细胞的繁殖也会被抑制[22].最大光化学量子产量(F v /F m )代表浮游藻类光系统(PS )ⅡⅡ对激发光能的转换和耗散效率.相对电子传递速率(ETR)反映光合电子的传递速度,电子传递时刻发生在光系统Ⅰ与光系统Ⅱ的物质与能量转换之间,影响着碳水化合物和ATP 的合成速率.每个样品取3.5mL 放入样品池中暗反应15min 后,用水样荧光仪测定F v /F m 和ETR.V m m 0m /()/F F F F F =− (4)式中:F v 是暗适应后的最大荧光产量与最小荧光产量的差值;F m 是暗适应后的最大荧光产量;F 0是暗适应后的最小荧光产量;ETR 值取光响应曲线中的最大值.可溶性糖(SC)如葡萄糖、蔗糖等,不仅为浮游藻类的生长发育提供能量和代谢中间产物,而且具有4期张欣等：川蔓藻对两种常见浮游藻类的化感作用 1591信号功能,是浮游藻类生长发育和基因表达的重要调节因子[23].丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的最终产物,可与蛋白质、核酸反应,使纤维素分子间的桥键松弛,或抑制蛋白质的合成,因此可作为细胞及细胞内膜氧化损伤程度的一种重要生物标志物[23-24].表2生理指标测试方法Table 2 Measurement methods of physiological indexes生理指标测试方法OD560 分光光度法[18]Chl-a 乙醇法[25]F v/F m和ETR 水样荧光仪[26]SC 蒽酮试剂分光光度法[23]MDA 硫代巴比妥酸分光光度法[23]SOD 黄嘌呤氧化酶法[27]超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的抗氧化酶,能清除藻类细胞内的超氧阴离子自由基O-2,使其转化为H2O2,减少氧自由基对藻类产生的毒害作用.1.4数据处理采用Origin 7.0软件进行数据处理和统计分析,用t检验法方差分析检测平均数之间的差异(P),以P<0.05作为差异的显著性水平.2结果与讨论2.1川蔓藻对浮游藻类生长的抑制效果如图1所示,3种情况下,川蔓藻对3种实验藻类都有明显抑制作用.这种抑制作用的发生迅速而强烈,并且存在于藻类的整个生长期.A组:川蔓藻对普通小球藻的抑制率最高达到85.17%,化感系数平均为-0.189.在整个培养过程中处理组的普通小球藻始终没有出现对数生长期,培养期结束时藻类浓度相对于实验开始时还有所减少.结合之前的研究,培养基盐度为3‰川蔓藻种植密度为5g/L时,第4d抑制率为88.86%[8],而盐度在2‰~3‰之内不会影响川蔓藻和普通小球藻的生长[28-29].B组:在0~4d对照组浓度在缓慢增加,而处理组在0~2d浓度抑制率为7.45%,在2~6d铜绿微囊藻浓度急剧下降,抑制效应显著(P<0.05),培养液迅速变得清澈,抑制率在第6d时达到最大值94.18%.化感系数平均为-0.196.024 6 8 10 12 140.00.20.40.60.81.0培养时间(d)OD56024 6 8 10 12 1420406080100抑制率(%)培养时间(d)图1 川蔓藻共培养对浮游藻类生长的影响Fig.1 Effect of co-culture of Ruppia maritima on the growthof microalgaeB-TR C-CK C-TR C组:混合藻的生长趋势与铜绿微囊藻类似,抑制率也在第6d时达到最大值94.01%,表明川蔓藻对两种藻类的抑制效果非常显著(P<0.05),在培养后期,浮游藻类的数量也没有增加.对比川蔓藻对普通小球藻和铜绿微囊藻的抑制率以及化感系数可知,川蔓藻对铜绿微囊藻的化感抑制作用强于普通小球藻.2.2 川蔓藻对浮游藻类Chl-a的抑制效果如图2所示,3种浮游藻类的处理组Chl-a含量均低于对照组.A组:对照组Chl-a含量变化呈现了一个完整的“S”型曲线,而处理组在0~2dChl-a含量降低,说明川蔓藻已经抑制了Chl-a的合成;在2~8d也只出现了缓慢的上升趋势,说明此间处理组普通小球藻处于适应阶段;在8~14dChl-a含量,出现大幅增加,相较于对照组川蔓藻的存在使适应期从2d延缓至8d;在第8d之后普通小球藻Chl-a含量逐渐增加,此时普通小球藻的光密度值也有微小的增加(图1(a)),说明叶绿素含量的增加促进了普通小球藻的繁殖,化感抑制作用减弱,也证明了普通小球藻对川蔓藻所产1592 中 国 环 境 科 学 39卷生的化感物质具有一定的适应性.0 2 4 68 10 12 14C h l -a (m g /L )培养时间(d)图2 川蔓藻共培养情况下浮游藻类Chl -a 含量的变化 Fig.2 Changes of Chl -a of microalgae under co -culture ofRuppia maritimaB 组:对照组Chl -a 含量在培养期间增加迅速,而处理组在0~4d 几乎没有增加,在4~6d 含量迅速下降,表明川蔓藻产生的化感物质对Chl -a 有强抑制效应.Chl -a 的减少使得铜绿微囊藻不但无法繁殖而且大量死亡,与图1(a)情况相吻合.在6~14dChl -a 含量无明显回升,表明川蔓藻对铜绿微囊藻持续化感作用抑制了Chl -a 的合成.C 组:处理组Chl -a 含量在0~6d 小幅度降低,在6~12d 小幅度增加,对照组与处理组之间抑制作用差异显著(P <0.05),后期的微小回升可能是由于部分普通小球藻出现抗性,从而有了少量的繁殖.对比3组结果可知,川蔓藻对2种浮游藻类Chl -a 的合成均产生了抑制,而铜绿微囊藻光合系统抵御川蔓藻化感抑制的能力小于普通小球藻.叶绿体在光照条件下可以在PSI 的还原侧产生活性氧(ROS),ROS 对胞内组分有较强的反应能力,可直接破坏Chl -a [30].川蔓藻可能导致浮游藻类细胞内ROS 增加,从而降低Chl -a 含量.2.3 川蔓藻对浮游藻类F v /F m 和ETR 的抑制效果F v /F m 值比Chl -a 在反应光合能力的变化上具有更高的灵敏度[31],从快速光曲线计算F v /F m 和ETR 的变化,如图3(a)所示,各处理组的F v /F m 均低于对照组,说明川蔓藻显著影响了普通小球藻和铜绿微囊藻的PS Ⅱ的光合转化效率(P <0.05).值得注意的是,图3(b)中,所有处理组在0~2d 的ETR 在实验期间均高于对照组,峰值分别为52.83, 29.3,52.67µmol/(m 2·s).第2d 后,处理组中铜绿微囊藻ETR 值持续保持降低,且低于对照组.而普通小球藻与混合藻ETR 值达到峰值后再降低到一个近恒定值,且始终高于对照组.浮游藻类细胞光合色素含量降低会减少光抑制效应,使光系统Ⅱ电子传递效率增加,提高光合系统的阳光-生物质能量转换效率[32-33].说明当浮游藻类的PS Ⅱ系统受到川蔓藻化感物质胁迫时,Chl -a 含量降低,但可通过提高光生电子转移速率来维持光合系统的正常运转.最终普通小球藻的光合系统电子转移速率已达到新的平衡,然而铜绿微囊藻组ETR 值在4~14d 远小于对照组和普通小球藻组,说明铜绿微囊藻的这种抗胁迫作用较普通小球藻弱.246 8 10 12 140.20.30.40.50.60.70.80.9F v/F m培养时间(d)024 6 8 10 12 14102030405060E T R [μm o l /(m 2⋅s )]培养时间(d)图3 川蔓藻共培养条件下浮游藻类F v /F m 和ETR 的变化 Fig.3 Changes of F v /F m and ETR of microalgae underco -culture of Ruppia maritimeA-CKA-TRB-CKB-TRC-TR2.4 川蔓藻对浮游藻类SC 和MDA 的抑制效果图4中,各处理组的SC 含量均低于对照组,说明在川蔓藻所产生的化感物质的胁迫作用下,普通小球藻与铜绿微囊藻的SC 合成受到了阻碍,抑制效果显著(P <0.05).也从另一方面证实了浮游藻类叶绿素合成受阻,光合作用受到抑制,SC 得不到及4期 张 欣等：川蔓藻对两种常见浮游藻类的化感作用 1593时的补充.0 2 4 68 10 12 14S C (×10-2m g /m L )培养时间(d)图4 川蔓藻共培养条件下浮游藻类SC 含量的变化 Fig.4 Changes of SC in microalgae under co -culture ofRuppia maritima0 2 4 68 10 12 14M D A (μm o l /m L )培养时间(d)图5 川蔓藻共培养条件下浮游藻类MDA 含量的变化 Fig.5 Changes of MDA in microalgae under co -culture ofRuppia maritima图5中,A 组:处理组MDA 含量随培养时间显著增加(P <0.05),5d 后,趋于稳定,MDA 最大值为0.1766µmol/mL,超出对照组的2倍;B 组:处理组在第4d 达到最大值,然后在4~6d 急剧减少并保持恒定,表明细胞膜受损促进了铜绿微囊藻的死亡;C 组:处理组在0~8d 内MDA 浓度不断上升,并且高于对照组,说明藻细胞膜破裂程度不断加重,第8d 之后,随着普通小球藻数量的稳定,而铜绿微囊藻大量死亡,MDA 值也逐渐降低.王卫红等[34]研究表明,川蔓藻浸提液会使普通小球藻内膜破裂,胞内蛋白核和淀粉核释放,进而使普通小球藻表面疏水性降低,导致藻细胞絮凝沉降死亡.藻类细胞膜是由不饱和磷脂组成的,这些磷脂容易受到ROS 的影响[35].据此推测,处理组MDA 的增加可能是因为川蔓藻释放的化感物质诱导浮游藻类产生过量ROS,使普通小球藻和铜绿微囊藻中膜脂过氧化,同时对细胞膜的不饱和酸造成伤害. 2.5 川蔓藻对浮游藻类SOD 的抑制效果环境胁迫可增加藻类ROS 的产生,导致严重的细胞损伤或死亡.因此,维持适当的ROS 水平非常重要[36].SOD 作为氧化和抗氧化防御系统中重要的组成成分,其含量变化反映了藻类细胞所受到的环境压力的胁迫程度[37].246 8 10 12 1436912151821S O D (U /m L )培养时间(d)图6 川蔓藻共培养条件下浮游藻类SOD 活性的变化 Fig.6 Changes of SOD activity of microalgae under co -culture of Ruppia maritima图6中,A 组:对照组在0~4dSOD 逐渐增加,在适应期内新环境会对普通小球藻造成一定的胁迫,而使活性氧自由基增加,进而促进SOD 的产生.在第4d 之后普通小球藻适应了新环境,不再需要过多的SOD,SOD 含量逐渐减少并趋于稳定.与对照组相比,处理组产生了更多的SOD,两组的差值在第6d 时达到顶峰,且处理组SOD 含量始终高于对照组,说明川蔓藻的存在对普通小球藻造成了胁迫,并且这种胁迫一直存在.B 组:对照组在0~4d 由于对新环境的不适应和浮游藻类的增殖使浮游藻类体内的SOD 含量迅速增加,在4~6d 增速减缓,铜绿微囊藻进入快速生长期,由图1(a)和图2可知,第6d 之后尽管铜绿微囊藻仍处于快速生长期,但SOD 的含量在逐渐减少,说明铜绿微囊藻已经不再受到环境的胁迫.处理组中的SOD 含量在第2d 时多于对照组,说明铜绿微囊藻不仅受到了新环境的影响,还受到了川蔓藻所产生的化感物质所带来的胁迫.与图1(a)对比可知,铜绿微囊藻在2~6d 数量迅速降至最低,只有不到6%的藻存活,而在此期间SOD 浓度减少的1594 中国环境科学 39卷趋势相对较平缓,说明SOD与铜绿微囊藻数量的比值很大,即每个铜绿微囊藻所产生的SOD仍很多,随着铜绿微囊藻的数量不断减少,SOD的产生也最终趋于平稳.C组:总体上混合藻的SOD值变化与铜绿微囊藻组类似,但由于普通小球藻的存在,使得SOD变化趋势减缓,含量介于A、B组之间.实验前期处理组SOD含量均高于对照组,说明川蔓藻的存在确实对浮游藻类造成了胁迫,氧化抗氧化系统失去平衡.实验后期,铜绿微囊藻氧化抗氧化系统对新环境适应能力低于普通小球藻,使得对照组SOD含量无法减少,而处理组因为铜绿微囊藻数量减少以致SOD含量同样表现出降低趋势.总体来看,在4~14d内,3种浮游藻类的处理组SC,MDA和SOD变化趋势均类似,而ETR值表现为普通小球藻处理组显著高于对照组,铜绿微囊藻处理组则低于对照组.可以推测,普通小球藻对川蔓藻化感物质的抗性来源于通过提高光生电子转移速率来维持光合系统的正常运转.3结论3.1川蔓藻对普通小球藻、铜绿微囊藻以及混合藻抑制率最大值分别为80.95%、94.18%和94.01%.川蔓藻对铜绿微囊藻的抑制作用强于普通小球藻. 3.2共培养过程中,两种藻活性氧自由基浓度增加,破坏叶绿素,影响光合系统对光能的吸收转化,可溶性糖得不到补充.藻类氧化抗氧化系统失去平衡,生理代谢受到影响,细胞膜过氧化异常,造成细胞无法繁殖甚至死亡.参考文献：[1] 张民,孔繁翔.巢湖富营养化的历程、空间分布与治理策略(1984-2013年) [J]. 湖泊科学, 2015,27(5):791-798.Zhang M, Kong F X. 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Journal of Environmental Sciences, 2014,26(5):1090- 1098.作者简介：张欣(1995-),女,山西长治人,南开大学硕士研究生,主要从事水生态修复原理与技术研究.。
海洋藻类化感作用研究进展
第34卷第10期2018年10月科技通报BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol．34No．10Oct．2018海洋藻类化感作用研究进展金秋1，董双林2（1．台州职业技术学院生化制药研发中心，台州318000；2．中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室，青岛266003）摘要：综述了目前海洋藻类化感作用的相关报导，给出了化感作用来源生物、化感物质和化感作用结果。
并对海洋藻类所产生的化感物质的种类及其作用模式，包括抑制光合作用、抑制酶活性等以及影响海洋藻类化感作用的因子，包括营养盐和非营养因子作了叙述和分析。
阐述了海洋藻类化感作用的研究方法，并对本研究领域未来的发展提出了展望。
关键词：海洋藻类；化感作用；化感物质中图分类号：Q178.1文献标识码：A文章编号：1001－7119（2018）10－0001－08DOI ：10.13774/j．cnki．kjtb．2018.10.001Ｒesearch Advances in Allelopathy of Marine AlgaeJin Qiu 1，Dong Shuanglin 2（1．Biopharmaceutical Ｒesearch and Development Center ，Taizhou Vocational and Technical College ，Taizhou 318000，China ；2．Key Laboratory of Mariculture ，Ocean University of China ，Qingdao 266003，China ）Abstract ：This article reviewed the relevant reports on allelopathy in marine algae to the present ，and gave the donor organisms of allelopathy ，allelochemicals and the results of allelopathy．The categories and active modes of allelochemicals including inhibition of photosynthesis ；inhibition of activity of enzyme etc．，and factors which can influence the effectiveness of the allelopathy of marine algae including nutrients and non-nutrient factors were specified and analyzed．The research methods of allelopathy in marine algae were expatiated．The future development prospect of this research fields was brought forward．Keywords ：marine algae ；allelopathy ；allelochemical 收稿日期：2017－11－10基金项目：国家自然科学基金项目（31172426，31372549）；台州市海洋生物资源开发与利用科技创新团队资助项目（1302ky09）。
化感物质抑藻机理
化感物质抑藻机理一、引言随着人类活动的不断增加，水体富营养化已成为一种全球性的环境问题。
水体中的蓝藻爆发是富营养化的重要表现之一，它会对水生生态系统和人类健康产生严重影响。
因此，寻找有效的抑藻方法已成为当前环境治理的重要任务。
化感物质是生物体释放的一类物质，它对其他生物具有抑制或促进作用。
近年来，化感物质在抑藻方面的应用已引起广泛关注。
本文旨在探讨化感物质抑藻机理，以期为水体蓝藻爆发的治理提供理论依据。
二、化感物质抑藻机理1. 竞争营养物质化感物质可能通过竞争水体中的营养物质（如氮、磷等）来抑制蓝藻的生长。
当化感物质浓度较高时，它们会与蓝藻竞争有限的营养物质，从而降低蓝藻的生长速率。
这种竞争作用可以有效地抑制蓝藻的生长和繁殖，从而降低水体中的蓝藻数量。
2. 干扰细胞代谢一些化感物质可以干扰蓝藻的细胞代谢过程。
例如，某些植物释放的酚类物质可以抑制蓝藻细胞内的重要酶，从而干扰其能量代谢过程。
此外，一些化感物质还可以干扰蓝藻细胞壁的合成或破坏细胞膜的结构，导致细胞破裂或死亡。
3. 诱导细胞凋亡一些化感物质可以诱导蓝藻细胞发生凋亡。
细胞凋亡是一种程序性细胞死亡过程，它可以通过触发内源性死亡信号来诱导细胞自我毁灭。
当化感物质与蓝藻细胞结合时，它们可以触发细胞凋亡过程，导致细胞死亡。
这种诱导细胞凋亡的作用可以有效降低水体中的蓝藻数量。
三、结论化感物质抑藻机理的研究具有重要的理论和实践意义。
通过了解化感物质的抑藻作用机制，我们可以为水体蓝藻爆发的治理提供新的思路和方法。
虽然目前关于化感物质抑藻的研究仍面临许多挑战，如化感物质的种类繁多、作用机制复杂等，但随着科学技术的不断发展，我们相信未来会有更多的研究来揭示化感物质抑藻的奥秘。
此外，通过探讨化感物质与蓝藻的相互作用关系，还可以为水生生态系统的平衡和稳定提供有益的帮助。
四、展望未来未来，我们需要进一步深入研究化感物质抑藻机理，以实现其在实践中的应用。
具体而言，我们需要在以下几个方面进行深入研究：（1）深入探讨不同种类化感物质对蓝藻生长的影响及其作用机制；（2）研究化感物质在自然水体中的分布和动态变化规律；（3）探究化感物质与其他生物之间的相互作用关系及其对水生生态系统的影响；（4）开发基于化感物质的蓝藻爆发治理技术和方法。
菌_藻_藻_藻间化感作用初探
菌-藻、藻-藻间化感作用初探阚振荣,王欣伊,李彦芹,昌艳萍(河北大学生命科学学院,河北保定071002)摘要通过研究菌-藻、藻-藻间相互抑制作用,寻找抑制藻类水华的新途径。
实验结果表明,选取的12种细菌均未见对藻有明显的抑制作用;在所试4种丝状真菌中,总状毛霉、黑曲霉对藻有不同程度的抑制;选取4种藻做单独培养与两两混合培养,观察生长情况以研究彼此间的关系,结果4种藻间,其生长优势由强到弱依次为栅藻>美丽颤藻>螺旋藻>念珠藻,前面的藻均对后面的藻有明显抑制作用。
关键词化感作用;抑制;藻类中图分类号Q949.2文献标识码A文章编号1005-7021(2006)05-0014-05Primary Study on Allelopathy in Bacteria-Algae,Algae-Algae and Fungus-Algae KAN Zhen-rong,WANG Xin-yi,LI Yan-qin,CHANG Yan-ping(Coll.of L if e S ci.Hebei Univ.Baoding071002)Abstract I nhibition actions in bacteria-alg ae,algae-alg ae and fungus-algae were studied to find new method to re-str ain algae gloom.T he r esults showed that12species of bacter ia in t he ex periment had no obv ious effect.Four algaein the ex periment inhibited each o ther.T he superior ity in order w ere Scenedesimus>Oscillator ia>Sp ir ulina>N ostoc,the former inhabited the later.A sp er gillus and M ucor of4species fung i in the ex periment restr ained algaein some degree.Keywords allelopathy;inhibition;algae在一个植物群落里,某一植物(包括微生物)通过释放化学物质影响其他个体或自体,这种影响既包括有利的促进作用,也包括有害的抑制作用,该现象称为生物化感作用(Allelopathy)[1]。
高等水生植物化感抑藻效应及其影响因素和机理研究的开题报告
高等水生植物化感抑藻效应及其影响因素和机理研究的开题报告一、研究背景和意义水生植物是湖泊、河流等自然水域生物多样性和生态系统健康的重要组成部分，但近年来全球性水体富营养化等环境问题日益严重，其中藻类暴发是水质恶化的主要原因之一，严重威胁了水生植物的存活和生长。
传统的水质管理方法倾向于化学物质的投入，而这种方法只是暂时抑制了藻类的暴发，却无法根本上解决水体富营养化问题。
近年来，生态修复成为了水质治理的一种重要方法，而其中一种修复方式——生态管理杂草，已被广泛应用于底栖杂草的修复。
相比于底栖杂草，高等水生植物对水体中藻类的生长及其群落结构有更为复杂的影响作用，但目前对高等水生植物在水体中化感抑藻效应的影响因素及其机理研究还较为缺乏。
因此开展这项研究对于探索高等水生植物在富营养化环境中的适应策略，指导水生植物生态修复和治理水质具有重要意义。
二、研究内容和思路本研究旨在探究高等水生植物的化感抑藻效应及其影响因素和机理。
具体研究内容如下：1.调查不同高等水生植物对藻类的化感抑藻效应。
通过模拟富营养化水环境，选取主要分布于我国南方湖泊的高等水生植物，利用室内试验方法测定其对不同藻类（蓝藻、绿藻、硅藻等）的化感抑藻效应，探究不同高等水生植物对不同藻类的抑制能力及其抑制机制。
2.研究环境因素对高等水生植物化感抑藻效应的影响。
通过构建水域环境参数监测系统，对高等水生植物化感抑藻效应的指标进行长期和全面的观测，分析环境因素（包括水温、光照、营养盐浓度、水动力学等因素）对高等水生植物化感抑藻效应的影响。
3.深入探究高等水生植物化感抑藻作用的机理。
通过分子生物学和生态学的方法，研究高等水生植物中与化感抑藻作用密切相关的生理、生化过程及其基因调控机理，探究高等水生植物对藻类的化感抑制作用的分子机制。
三、研究意义和创新点本研究拟从生态学和分子生物学等多个角度对高等水生植物对藻类生长的化感抑制机制展开深入研究，对水体富营养化的治理和水生植物的生态修复具有一定的指导意义。
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• Dripping 10uL seaweed extract on the foot and counting the number. 滴10uL海藻提取液到足上并计数
• Larval settlement experiments：Settling-stage larvae were obtained by rearing the mussels on Isochrysis galbana after fertilization. • 幼虫附着实验：将授精后的幼虫培养在金藻上以获得附着期幼虫。
• Until recently most antifouling techniques have relied on organotin or heavy metals. 直到现在大多防污损技术还依赖于有机锡和重金属。 • But now we have found that some seaweeds possess substances against red tide microalgae. 但是现在我们找到了一些海藻拥有可以对抗赤潮的物质。
(5)Mussel bioassay 贻贝的生物测定
(6)Statistics 统计
(1)Seaweed extracts
• Method • 1.Collecting ,extracting and drying seaweed 海藻的收集、提取和干燥（3-7d） Grounding to a powder for 5 min. 磨成粉末（5分钟） 2. Preparation of methanol extracts： For each 20 mg sample, one mL of 100% methanol was used to extract the methanol-soluble fraction. 制备甲醇提取液：每20mg的样品加1mL的100%的甲醇提取。 • 3. Preparation of water extract:for each 20mg sample,adding one mL of distilled water. 制备水提取液:每20mg样品加1mL 蒸馏水。
Antifouling activity seaweed extracts on the green alga Enteromorpha prolifera and the mussel Mytilus
关于浒苔和可食贻贝的海藻提取物的防污损活动
应用藻类学期刊第三期 117-125页，2001年在荷兰《学术出版机构》出版
• Material ：Tissues， spores ，zygotes and germs of the E. prolifera • 浒苔组织、孢子、授精卵和胚芽 • 1. Tissues ：Sonicated and immersed in 1% Betadine. • 声处理、浸泡 • 5 excised tissue pieces of 5 mm were cultured . • 培养前5片组织 • Adding 5 uL seaweed extract and culturing a week. • 加5uL海藻提取液,培养一周 • Tissue growth was measured • 测量生长
(2)Tissue growth of E. prolifera
• 1.Method：Collecting blade tissues of Entermorpha prolifera. • 收集浒苔组织 • Soaked in 1% iodine solution for 2 min. • 浸泡在1%的碘液中2分钟 • Cutting the blade tissues into 5 mm and culturing it in 1 m的小片并培养在1 mL 的 PES中 15天
• •
Number of settled spores on the glass was counted. 计数附着孢子的数量
• Zygotes：Collecting biflagellate gametes. • 收集双鞭毛的配子。 • Incubated for 2 d. • 培养2天。 • One uL of seaweed extracts (40 mg mL−1) was added to the gamete culture. • 加1mL的海藻提取液(40 mg mL−1)到配子培养物中。 • The number of zygote formed was counted. • 计数形成的受精卵的数量。
• Germs: Zygotes were incubated in 200uL PES at 18℃ under 50u mol m−2s−1 light intensity for 1 wk. • 受精卵在200uL的PES，在50umol m-2 s-1以下的光强 下,18 ℃培养一周。
• Adding1uL seaweed extract (40 mg mL−1) in the 200-uL culture. • 加1uL的海藻提取液到200uL的栽培物中。 • The number of developed germlings • was counted. • 计数成熟胚芽的数量。
(4)Repulsive activity of the mussel foot
(5)Mussel bioassay
• Method:The mussels were acclimatized to laboratory conditions for 1 d. 适应实验室环境 • Open the shells and keep it open to expose the foot using a holder. 打开并用固定器固定使足露出来 • Drop10uLof seawater on the foot. 滴10uL海水到足上
Antifouling activity of seaweed extracts on E.prolifera
Effect of seaweed extracts on foot repulsion
Antifouling on larval settlement
Discussion
• (1)The methanol extract of Ishige sinicola showed strong inhibition of tissue growth, spore settlement, zygote formation and germling of Enteromorpha prolifera .It also led to strong repulsive activity of the mussel foot and was a strong inhibitor of mussel larval settlement in laboratory experiments. (2)The methanol extract of Sargassum horneri only showed antifouling activity with the green alga, not the mussel. (3)Scytosiphon lomentaria showed antifouling activity only with the mussel.
(6)Statistics
• The experiments using all test solutions and controls were repeated at least three times for each independent assay. Mean values of the index were compared to the control. 这些实验中用到的所有实验方法在每个独 立实验中至少都要重复三次。取平均值并 与对照实验做比较。
• • • •
2. Spores ：The thallus was sonicated twice for 1 min. 声处理1分钟2次 Quickly dried by pressing it between sheets of paper towels. 在有纸巾的板间按压以快速干燥
• •
• • • •
Abstract
• Twenty-seven species of common seaweeds from the coast of Korea have been screened for antifouling activity. The seaweed extracts were tested in laboratory assays. 将27种来自朝鲜海岸的海藻进行筛选，用这些海藻的提取 液做抗污损实验。
• The tissue length was measured every 2 day.(图1) • 每两天测一次组织的长度:（S-C)/C/D
• 2.The method of selecting the active tissue(图2). • 选择生长茂盛的组织的方法
(3)Algal bioassay
Materials and methods
• • (1)Seaweed extracts 海藻提取液 (2)Tissue growth of E.prolifera 浒苔的组织生长
•
• • •
(3)Algal bioassay 海藻的生物测定
(4)Repulsive activity of the mussel foot 贻贝足的抗污损活动
• The larvae were subsequently filtered from the culture through a 40um net. • 用40um的网过滤出幼虫。
• Approximately 40–50 larvae were transferred to polystyrene petri dish. • 大约有40-50个幼虫被转移到聚苯丙烯培养皿中。 • Placed at 20℃ for 4d to allow for more than 80% settlement of larvae . • 放在20℃下4天使80%以上的幼虫附着。 • The settled spats were counted under a stereomicroscope (40X). • 在立体显微镜下计数已经附着的稚贝