浮游動物論文：浮游動物對產(chǎn)毒微囊藻以及微囊藻產(chǎn)毒的影響

浮游動物論文：浮游動物對產(chǎn)毒微囊藻以及微囊藻產(chǎn)毒的影響【中文摘要】藍(lán)藻毒素的產(chǎn)生和釋放是藍(lán)藻水華的主要危害之一。浮游動物控藻作為生物控藻的主要手段之一,在其控藻的同時,對產(chǎn)毒微囊藻及微囊藻產(chǎn)毒會產(chǎn)生何種影響近年來逐漸受到關(guān)注,其中有研究認(rèn)為浮游動物能夠誘導(dǎo)藍(lán)藻產(chǎn)毒量變化。本研究將野外調(diào)查與實驗室試驗結(jié)合研究浮游動物捕食脅迫對產(chǎn)毒微囊藻及微囊藻產(chǎn)毒的影響。野外調(diào)查結(jié)果表明,調(diào)查區(qū)域產(chǎn)毒微囊藻在水體中常年出現(xiàn),數(shù)量變化范圍為2.41×102-3.20×105cells/ml。產(chǎn)毒微囊藻占微囊藻的比例冬季較低,春季最高,最高可達(dá)39.73%,水華暴發(fā)后這一比例顯著下降,最低僅為1.53%。同時枝角類數(shù)目也是在春季達(dá)到高峰最高時為3210int./L,而在有藍(lán)藻水華的秋夏季以及溫度較低的冬季數(shù)目都很低。相關(guān)性分析顯示水體中枝角類的捕食強(qiáng)度提升導(dǎo)致產(chǎn)毒微囊藻占微囊藻的比例顯著提升。首次利用RT-qPCR技術(shù)檢測大型溞脅迫對產(chǎn)毒銅綠微囊藻PCC7806微囊藻毒素相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平的影響,結(jié)果顯示大型溞脅迫可以導(dǎo)致銅綠產(chǎn)毒微囊藻PCC7806產(chǎn)毒相關(guān)基因mcyB,mcyD,mcyH轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),且利用ELISA測得的微囊藻毒素含量變化與基因轉(zhuǎn)錄水平變化相吻合,證實了RT-qPCR方法可以較好地從基因轉(zhuǎn)錄水平反映微囊藻產(chǎn)毒變化情況。齡期為5天的成體大型溞可導(dǎo)致OD680為0.032的銅綠微囊藻PCC7806產(chǎn)毒相關(guān)基因mcyB,mcyD,mcyH轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),但無法誘導(dǎo)OD680為0.094的銅綠微囊藻PCC7806產(chǎn)毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),且微囊藻毒素含量變化與產(chǎn)毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄變化相吻合。這一結(jié)果表明大型溞脅迫導(dǎo)致銅綠產(chǎn)毒微囊藻PCC7806產(chǎn)毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)與銅綠微囊藻的濃度有關(guān)。齡期為1天的幼體大型溞無法誘導(dǎo)OD680為0.032的銅綠微囊藻PCC7806產(chǎn)毒相關(guān)基因mcyB,mcyD,mcyH轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),但齡期為5天和10天的成體大型溞均可誘導(dǎo)OD680為0.032的銅綠微囊藻PCC7806產(chǎn)毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),且齡期為10天的成體大型溞在實驗進(jìn)行第1天即可誘導(dǎo)產(chǎn)毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào),同時微囊藻毒素含量變化與產(chǎn)毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄變化相吻合。這一結(jié)果表明大型溞脅迫導(dǎo)致銅綠產(chǎn)毒微囊藻PCC7806產(chǎn)毒相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)與大型溞的齡期有關(guān)。通過野外調(diào)查及實驗室研究我們發(fā)現(xiàn),微囊藻毒素是微囊藻等浮游藻類抵抗浮游動物捕食的重要誘導(dǎo)防御手段,但這種誘導(dǎo)防御具有閾值特性,只有浮游動物的脅迫強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度這種誘導(dǎo)防御才會發(fā)生,且呈現(xiàn)脅迫強(qiáng)度越大誘導(dǎo)防御也越強(qiáng)烈的趨勢。【英文摘要】Itiswellknownthatoneofthemostharmfuleffectsofcyanobacterialbloomsistheproductionofcyanotoxins.RecentlytheinteractionsbetweenzooplanktonandMicrocystisspecieshavebeenextensivelyconcened.SomestudieshaverevealedthatzooplanktoncancausethechangeoftoxinproductioninMicrocystis.Inthispapertheabundanceofthepotentialmicrocystin-producingMicrocystisdefenseofMicrocystisagainstthegrazingstressfromzooplankton,butthisinduceddefensehassomethresholdtrait.Theinduceddefensehappensonlywhenthegrazingstressfromzooplanktonreachesthethreshold,andthestrongergrazingstresscancausethestrongerinduceddefense.【關(guān)鍵詞】浮游動物銅綠微囊藻誘導(dǎo)防御微囊藻毒素合成基因簇微囊藻毒素逆轉(zhuǎn)錄-實時定量PCR酶聯(lián)免疫檢測【英文關(guān)鍵詞】ZooplanktonMicrocystisaeruginosaInduceddefencemcyMicrocystinRT-qPCRELISA【目錄】浮游動物對產(chǎn)毒微囊藻以及微囊藻產(chǎn)毒的影響

摘要

3-5

Abstract

5-6

目錄

7-9

第1章緒論

9-20

1.1藍(lán)藻水華及藍(lán)藻毒素

9-12

1.1.1藍(lán)藻水華及其成因

9-11

1.1.2藍(lán)藻毒素的種類及結(jié)構(gòu)

11-12

1.2藍(lán)藻產(chǎn)毒基因及其結(jié)構(gòu)

12-15

1.2.1藍(lán)藻產(chǎn)毒基因

12-13

1.2.2微囊藻毒素合成基因結(jié)構(gòu)

13-14

1.2.3節(jié)球藻毒素合成基因結(jié)構(gòu)

14-15

1.3藍(lán)藻產(chǎn)毒調(diào)節(jié)研究

15-17

1.3.1微囊藻毒素產(chǎn)毒調(diào)節(jié)

15-16

1.3.2節(jié)球藻毒素產(chǎn)毒調(diào)節(jié)

16-17

1.4誘導(dǎo)防御

17-19

1.4.1陸生植物的誘導(dǎo)防御

17-18

1.4.2浮游植物的誘導(dǎo)防御

18-19

1.5本論文研究思路

19

1.6技術(shù)路線

19-20

第2章產(chǎn)毒微囊藻動態(tài)與枝角類動態(tài)相關(guān)性研究

20-33

2.1調(diào)查區(qū)域概況

20-21

2.2測定方法

21-22

2.2.1浮游動植物鑒定及相關(guān)環(huán)境因子測定

21

2.2.2產(chǎn)毒微囊藻分子監(jiān)測

21-22

2.2.3數(shù)據(jù)分析

22

2.3營養(yǎng)鹽及浮游動植物動態(tài)

22-33

2.3.1浮游植物生物量及營養(yǎng)鹽動態(tài)變化

22-23

2.3.2浮游植物種類組成及其動態(tài)變化

23-27

2.3.3枝角類及輪蟲數(shù)量動態(tài)變化

27-29

2.3.4產(chǎn)毒微囊藻動態(tài)變化及其與枝角類動態(tài)相關(guān)關(guān)系

29-33

第3章大型溞對不同濃度銅綠微囊藻產(chǎn)毒影響

33-47

3.1微囊藻RNA提取及RT-qPCR實驗方法探索

33-38

3.1.1RNA提取

34-35

3.1.2逆轉(zhuǎn)錄

35-36

3.1.3Real-timePCR所用引物設(shè)計及特異性檢驗

36-38

3.1.4Real-timePCR

38

3.2材料與方法

38-39

3.2.1枝角類及藻種的來源于培養(yǎng)

38

3.2.2試驗設(shè)置

38-39

3.2.3微囊藻毒素的測定

39

3.2.4數(shù)據(jù)分析

39

3.3實驗結(jié)果

39-44

3.3.1大型溞對銅綠微囊藻的牧食作用

39-40

3.3.2大型溞對低濃度組銅綠微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相對表達(dá)的影響

40-41

3.3.3大型溞對低濃度組銅綠微囊藻毒素含量的影響

41-42

3.3.4大型溞對高濃度組銅綠微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相對表達(dá)的影響

42-43

3.3.5大型溞對高濃度組銅綠微囊藻毒素含量的影響

43-44

3.4討論

44-47

第4章不同齡期大型溞對銅綠微囊藻產(chǎn)毒影響

47-57

4.1材料與方法

47-48

4.1.1枝角類及藻種的來源于培養(yǎng)

47

4.1.2試驗設(shè)置

47

4.1.3微囊藻毒素的測定

47-48

4.1.4數(shù)據(jù)分析

48

4.2實驗結(jié)果

48-54

4.2.1大型溞對銅綠微囊藻的牧食作用

48-50

4.2.2齡期為1天的幼體大型溞對銅綠微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相對表達(dá)的影響

50

4.2.3齡期為5天的成體大型溞對銅綠微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相對表達(dá)的影響

50-52

4.2.4齡期為10天的成體大型溞對銅