Cd2+对拟微绿球藻胁迫及生理生化的影响

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近年来,水污染问题受到人类的广泛关注,其中重金属污染水体由于其对人体危害大而备受关注。随着生物工程技术的发展,用生物材料监测废水中重金属元素,显示出了巨大的发展潜力和应用前景。藻类在自然界分布广泛易得,且具有高效、环保以及低耗等优点,利用藻类监测海洋重金属是一个很有前景的新兴领域,但重金属元素对微藻胁迫的机理尚不明确,有待大量的研究证实。  本文通过研究拟微绿球藻对重金属Cd2+元素的去除效果以及重金属Cd2+元素对藻细胞胁迫生理生化的影响,初步探讨了重金属Cd2+对藻细胞生长、光系统Ⅱ、叶绿素荧光参数以及抗氧化酶活的影响,主要内容及结果如下:  (1)通过将对数生长期的拟微绿球藻藻液(NannochloropsisXJ006)分别接种到不同浓度重金属Cd2+的培养基中,研究对重金属Cd2+的耐受程度。研究结果显示,拟微绿球藻在Cd2+处理浓度小于5mg·L-1可正常生长。Cd2+处理浓度为0.7mg·L-1达到最高去除率88.37%,Cd2+处理浓度为5mg·L-1达到1.92mg·L-1的最高去除容量,Cd2+浓度为5mg·L-1时拟微绿球藻对Cd2+去除效果最佳。  (2)用不同浓度Cd2+(0、0.5、1、5、10、20mg·L-1)对拟微绿球藻进行胁迫处理,研究了超氧化物歧化酶(SOD)含量、过氧化氢酶(CAT)含量、丙二醛(MDA)含量的变化。研究结果显示,拟微绿球藻生长第2天,在高浓度Cd2+(10mg·L-1和20mg·L-1)胁迫下,SOD含量比对照组分别增加了55.08%和73.92%,CAT含量分别为对照组3.78~3.19倍,MDA的含量与对照相比也有显著的增加。  (3)不同浓度的Cd2+处理拟微绿球藻,在生长周期内Cd2+浓度大于10mg·L-1的处理组生物量与对照组相比显著下降,叶绿素a含量与对照组相比也有显著的下降。高浓度的Cd2+(10mg·L-1和20mg·L-1)处理后,在生长的第17天供体侧Wk值比对照组增加7.97%和16.95%,反应中心最大光化学效率Fv/Fm值比对照组下降了15.92%和15.56%,ABS/RC值和DIo/RC值都有显著增加,反应中心受体侧VJ值增加,ETo/ABS值下降。  本文选择拟微绿球藻处理水中的重金属Cd2+,验证了拟微绿球藻对重金属Cd2+具有一定的耐受性去除能力,可以用于控制并修复水体中的重金属元素。通过研究重金属Cd2+胁迫对拟微绿球藻的损害情况,进一步探究了重金属胁迫对拟微绿球藻生理生化及光合系统的影响,为拟微绿球藻在重金属污染水体监测中的应用奠定了科学依据。
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