铜绿微囊藻胞外分泌物对菹草的化感作用及其生理机制

铜绿微囊藻胞外分泌物对菹草的化感作用及其生理机制

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时间:2019-05-15

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1、TheallelopathiceffectsofMicrocystisaeruginosaexudatesandthephysiologicalresponseofPotamogetoncrispusL.ADissertationSubmittedasFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterByXuRunbingDirectedbyProf.ChangXuexiuYunnanUniversity,Kunming,P.R.ChinaMay,2013独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究

2、工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果,对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:盗羔坌丛论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版;允许论文被查阅或借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名:途!i叠遮导师签名:研究生签名::!查!!刍丛导师签名:本人及导师同意将学位论文提交至

3、清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”进行电子和网络出版,并编入CNKI系列数据库,传播本学位论文的全部或部分内容,同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名:——导师签名:——日期:铜绿微囊藻胞外分泌物对菹草的化感作用及其生理机制研究生:徐润冰指导教师:常学秀教授(云南大学生命科学学院,昆明,650091)摘要沉水植物在水体生态系统中有着重要作用,而富营养化及由此引起的蓝藻水华暴发往往导致沉水植被的消亡,亟待恢复和重建。恢复过程及其效果受多种生态因子的制约,水华蓝藻的化感作用也许是阻碍植被恢复的原因之一。本研究在排

4、除了其它干扰因素的基础上,通过分泌物添加法研究了滇池水华优势种——铜绿微囊藻的胞外分泌物对常见沉水植物菹草的化感作用,对比了铜绿微囊藻对数期和衰亡期胞外分泌物对菹草的化感作用差异,探讨了菹草对蓝藻化感作用的生理响应机制。结果表明:(1)铜绿微囊藻对数生长期和衰亡期胞外分泌物对菹草的化感作用有明显的差异,对数期化感物质表现出显著的抑制效应,而衰亡期分泌物则具有明显的促进作用。水华蓝藻对数生长期在时间上和沉水植物的生长旺盛期重叠,这可能是蓝藻主动释放化感物质以获得竞争优势的机制之一。而衰亡期蓝藻释放的化感物质中可能存在促生物质,从而有利于沉水植物的生长。(2)蓝

5、藻胞外分泌物对菹草的化感作用具有明显的“浓度一效应”关系,即抑制性化感作用随蓝藻对数期胞外分泌物浓度的升高而增强,促进性化感作用随蓝藻衰亡期胞外分泌物浓度的升高而减弱。最高浓度(100%,对应的藻细胞数约为1.6×109个/L)的对数期分泌物的抑制效应最强,鲜重增加量的抑制率达92.97%,而最低浓度(25%,对应的藻细胞数为4×108个/L)的衰亡期分泌物的促进作用最强,鲜重增加量的促进率为41.52%。(3)菹草不同器官和生理指标对铜绿微囊藻的化感作用表现出不同的敏感性。铜绿微囊藻对数生长期胞外分泌物对菹草的生物量、叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数n厢”、

6、光响应能力均具有显著的化感抑制效应,抑制率分别为92.97%、60.32%、28.05%、55.39%;而衰亡期蓝藻分泌物则表现为明显的促进效应,促进率分别为41.52%、39.31%、1.96%、16.14%。(4)菹草植株的分蘖数则表现出相反的趋势,被对数期胞外分泌物促进(353.85%),而被衰亡期胞外分泌物抑制(61.54%),推测增加克隆繁殖是菹草应对蓝藻化感胁迫的应对策略之一;(5)蓝藻化感胁迫下植株体内丙二醛(MDA)含量增加,表明氧化胁迫是化感物质对菹草的重要损伤机制,且对数期胞外分泌物的抑制作用要比衰亡期更强。而超氧化物歧化酶(SOD)活性

7、、过氧化物酶(POD)活性均被抑制,说明化感作用使菹草细胞的活性氧产生增多,或者是胁迫超过了防御反应的限度,活性氧清除能力减弱,抗氧化保护酶系统受损。上述结果为揭示蓝藻对沉水植物的化感作用及其机理提供了理论基础,同时为藻型富营养化水体沉水植物修复的物种筛选、种植条件、时间选择等方面提供了理论依据和实践指导。关键词:富营养化;铜绿微囊藻;菹草;化感效应:生理机制TheallelopathiceffectsofMicrocystisaeruginosaexudatesandthqphysiologicalofPpg—LtlleresponseolPotamoge

8、toncrispusL.●Postgraduate:

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