波吉卵囊藻对铜绿微囊藻的抑制作用研究

来源 :广东海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:king95
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
养殖池塘中后期池塘环境富营养化严重,有害蓝藻易大量繁殖,其能分泌有毒物质,严重威胁了经济养殖生物健康,是水产养殖业面临的主要问题之一。微藻定向培育技术通过微藻群落结构优化来改善养殖环境,抑制有害蓝藻的生长,具有操作简便,方法简单,成本低廉的优点。波吉卵囊藻(Oocystis borgei)能在水体中长时间维持优势度,且能有效吸收水体中的氨氮,抑制弧菌生长,维持水体藻相稳定,有利于健康养殖,是定向培育技术的合适选择。本研究以常见的有害蓝藻铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,探究其与波吉卵囊藻之间的竞争关系,及不同初始培养浓度对竞争的影响。通过收集不同生长期(指数期和衰亡期)的波吉卵囊藻胞外滤液和波吉卵囊藻-铜绿微囊藻混合生长的胞外滤液来培养铜绿微囊藻,来探究生长期及混合培养对二者相互作用的影响。在滤液培养实验中,测定了在滤液培养下铜绿微囊藻的藻细胞数,酯酶活性,PSⅡ光合系统效率,细胞膜完整性,SOD酶活性及MDA含量,并观察了其亚显微结构变化。最后采用Illumina平台,对使用BG11培养基和波吉卵囊藻胞外滤液培养的铜绿微囊藻进行转录组测序,筛选差异表达基因并进行通路富集分析,并对部分差异表达基因进行了q RT-PCR验证,在转录水平上探讨波吉卵囊藻对铜绿微囊藻的抑制机制。主要研究结果如下:1.波吉卵囊藻(Ob)与铜绿微囊藻(Ma)混合培养时,当二者体积比(VOb:VMa)分别为1:1和1:4时,铜绿微囊藻受到显著抑制(P<0.05),生长拐点均提前,最大容纳量显著下降,当VOb:VMa=1:1时,波吉卵囊藻能在14天内有效抑制铜绿微囊藻生长,但铜绿微囊藻仍能在培养后期(>14天)呈指数式生长。当VOb:VMa1:4时,铜绿微囊藻的抑制效果更为显著,且抑制效果维持到实验结束(18 d)。当VOb:VMa=1:1组,14天内波吉卵囊藻都能够正常生长,第18天抑制率仅为26.0%。第18天,VOb:VMa=1:4组,波吉卵囊藻浓度高于对照组,抑制率为-63.1%,波吉卵囊藻没有受到抑制。综上,当初始培养比例足够高时,波吉卵囊藻能显著抑制铜绿微囊藻生长,且自身受铜绿微囊藻影响较小。在池塘中提前定向扩培波吉卵囊藻使其达到较高浓度占据生态优势位,以此来防控蓝藻爆发是一种可行的生物防控蓝藻方法。2.在胞外滤液培养实验中,处于指数期的胞外滤液对铜绿微囊藻生长及各生理指标的抑制效果优于衰亡期的胞外滤液。波吉卵囊藻-铜绿微囊藻混合培养的胞外滤液效果弱于单纯培养的波吉卵囊藻的胞外滤液,波吉卵囊藻会随自身生长自然分泌有效化感物质,无需铜绿微囊藻存在对其进行刺激。对单纯波吉卵囊藻胞外滤液培养的铜绿微囊藻形态和生理指标进行分析,发现培养后的第3 h,其激发态酯酶活性群体比例较对照组出现显著升高(P<0.05),1天后,其抑制态的脂酶活性群体比例较对照组显著升高(P<0.05),这是常见的化感胁迫引起的变化。SOD酶活性在第2天较对照组显著上升(P<0.05),并于第6天显著下降(P<0.05),MDA在6天中持续累积,表明铜绿微囊藻抗氧化酶系统受损,脂质过氧化加剧。透射电镜结果显示,第4天铜绿微囊藻细胞表面出现褶皱,有明显质壁分离现象。通过流式细胞仪分析,铜绿微囊藻破损细胞比例在第5天达到峰值,为58%。光系统Ⅱ最大光能转化效率(Fv/Fm),实际光化学量子产量(ΦPSII)变化趋势一致,均于3小时处理后持续下降。综合各生理指标分析,波吉卵囊藻滤液抑制铜绿微囊藻的机制可能是诱导其产生过量的ROS,使其脂质过氧化加重,细胞膜受损,从而引起光合系统损坏,脂酶活性降低,生长受到抑制。在没有铜绿微囊藻存在的水体提前定向培育波吉卵囊藻,让其自然累积化感物质于水体中,理论上可以有效抑制铜绿微囊藻水华爆发。3.通过对BG11培养基和波吉卵囊藻胞外滤液培养的铜绿微囊藻进行转录组分析,与对照组相比,波吉卵囊藻胞外滤液处理后的铜绿微囊藻组中筛选了1483个表达差异显著的基因,其中上调表达基因788个,下调表达基因695个。GO功能分析将差异基因划分为35个子类别,差异基因占比较高的类别为催化活性、结合、代谢过程、细胞过程、膜、膜部分等。KEGG通路分析中,所有差异基因聚集在108个通路,其中84个差异基因注释在代谢功能类别中,而氧化磷酸化通路富集最显著。氧化磷酸化通路中,相关基因表达以上调为主(26个DEGs,20个上调,6个下调)。q RT-PCR验证结果与转录组测序结果的表达变化趋势一致。研究表明,波吉卵囊藻滤液引起铜绿微囊藻氧化磷酸化途径上基因的表达上调,提高ATP合成效率,伴随过量氧自由基产生,使细胞受到损伤,这与生理指标分析的结果吻合。
其他文献
无人船作为海洋开发的智能工具,在海洋环境监测、海洋资源勘探和近海建设等诸多领域发挥着越来越重要的作用,已经成为国内外研究的热点。随着无人船的海洋作业任务越来越复杂,规模越来越大,对无人船的轨迹跟踪控制和编队跟踪控制性能提出了更高的要求。然而无人船的动力学模型极为复杂,难以精确建模,并且在复杂多变的海洋环境中,无人船在航行的过程中不可避免地会受到洋流、风浪等未知干扰的影响,使得无人船的控制性能受到严
牛奶分离机属于碟式分离机,是乳制品加工的关键核心设备,其核心功能部件分离钵工作转速在7500r/min~12000r/min范围,结构上属于外悬外重心立式高速转子,其分离钵内部的薄层分离离心流场及转子的结构应力问题,是牛奶分离机设计中的关键应用基础理论,开展这方面的研究不论对揭示乳脂的分离机理、分离钵结构优化设计及新产品开发、分离机强度计算及运行安全性均具有非常重要理论价值和应用价值。首先,建立牛
学位
学位
2020年,疫情来袭,这对全国的文化旅游业带来了极大的冲击,但随着疫情防控的深入推进和疫苗的陆续接种,加之对文化旅游行业安全生产和疫情防控等工作监管力度的不断加强,在受2020年新冠疫情爆发被挤压的文化旅游消费需求在今后将持续释放。烟台市芝罘区文化旅游资源丰富,发展文化旅游业的基础雄厚。近年来,芝罘区积极挖掘自身的人文资源与自然资源等方面的优势,打造文化旅游业为区级重点发展的支柱产业,目前已初具规
学位
学位
学位
学位
本研究以军曹鱼(Rachycentron canadum)幼鱼为实验对象,选取乳酸杆菌和粪肠球菌两种乳酸菌为材料,分别研究两种乳酸菌对军曹鱼幼鱼的生长性能、消化酶和免疫酶活性、肠道微生物群落结构及肠道形态组织的影响。实验选取525尾初始均重为(10.66±0.09)g的军曹鱼幼鱼为实验对象,把乳酸杆菌粉制剂按照0.1%(T1-0.1%)、0.3%(T1-0.3%)和0.5%(T1-0.5%)的质量