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稀土元素在我国作为肥料及动物饲料添加剂已被广泛应用于农、林、畜牧及水产养殖业。这使得大量可溶性稀土通过农田地表径流或直接通过稀土饵料进入水体,必然会对作为水生生态系统中初级生产者的藻类产生影响,甚至可能成为水华发生、发展的一个辅助因子。本文选择了我国水华的优势种铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)为实验材料,以BG11培养基作为对照,通过室内模拟实验研究了不同质量浓度的钕(Nd)、钇(Y)对铜绿微囊藻的生长曲线,叶绿素a、可溶性蛋白、可溶性糖及丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,同时采用透射电镜观察了藻细胞超微结构的变化。研究结果如下:1.钕对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响:(1)低浓度(0.1~2mg/L)的Nd3+对铜绿微囊藻的生长具有不同程度的促进作用,其中1mg/L Nd3+处理下,铜绿微囊藻生长最好,表明水体中低浓度的Nd3+可能成为水华暴发的一个化学诱因。而在较高浓度(5~20mg/L)Nd3+胁迫下,铜绿微囊藻的生长受到抑制,Nd3+浓度达到40mg/L,铜绿微囊藻的生长基本停止。(2)低浓度的Nd3+能提高铜绿微囊藻叶绿素a和可溶性蛋白含量,反之会降低两者的含量。(3)铜绿微囊藻可溶性糖含量在实验的第4~12天(d)随Nd3+浓度的提高和处理时间的延长而不断上升,实验第16d时,各处理组可溶性糖都有所下降,但高Nd3+组可溶性糖含量仍高于对照。(4)MDA含量随Nd3+浓度的增加呈现出先降后升的趋势(第4~12d),实验第16d,低Nd3+组中MDA含量虽高于对照组,但它们之间并没有明显差异(p>0.05)。SOD、CAT和POD活性在整个培养期间随Nd3+浓度的提高呈先升后降的趋势,这说明低浓度Nd3+胁迫下,微囊藻细胞迅速启动防御机制,SOD、CAT和POD等保护酶活性发生了应急性提高以抵御活性氧的伤害,对藻体起到了一定的保护作用,但随着毒害的加重,超过了细胞防御系统的保护限度,保护酶活性降低,更多的MDA等膜质过氧化产物产生。(5)1mg/L Nd3+使铜绿微囊藻类囊体结构更加清晰,而高浓度Nd3+使铜绿微囊藻类囊体结构受到不同程度的损害。2.钇对铜绿微囊藻生长及生理特性的影响:(1)0.05mg/L Y3+对铜绿微囊藻生长无明显影响,0.1~0.2mg/L Y3+对铜绿微囊藻生长具有明显的促进作用,高浓度(0.5~10mg/L)Y3+胁迫下,铜绿微囊藻的生长受到部分抑制或完全抑制。(2)铜绿微囊藻叶绿素a、可溶性蛋白和可溶性糖含量及SOD、POD和CAT活性随Y3+浓度的提高呈现先上升后下降的变化趋势。(3)低浓度的Y3+(0.05~0.2mg/L)对铜绿微囊藻MDA含量无显著影响,高浓度Y3+组中(0.5~5mg/L)藻细胞MDA含量随Y3+浓度的增加和胁迫时间的延长而不断上升。(4)0.1mg/L Y3+对铜绿微囊藻超微结构无明显影响,高浓度Y3+使藻细胞类囊体结构受到不同程度的损害。