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1、銅綠微囊藻中砷的代謝與生物效應MetabolismandbiologicaleffectsofarsenicinMicrocystisaeruginosa學科專業(yè)：生物化工研究生：王靜指導教師：那平研究員天津大學化工學院二零一二年六月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名：簽字日期
2、：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解天津大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權天津大學可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤。（保密的學位論文在解密后適用本授權說明）學位論文作者簽名：導師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要水體富營養(yǎng)化導致的藍藻水華頻繁爆發(fā)和As污染已成為嚴峻的全球性生態(tài)環(huán)境和水環(huán)境問題。目前對溫度、光照強度、pH值、N、P和某些微量元素在藍藻水華發(fā)生中的重要性已有充分認識，但對類似As這種持久性化
3、學污染物對藍藻水華的影響尚無系統(tǒng)的研究。深入認識各種環(huán)境因子對藍藻水華發(fā)生和消亡的機理，對水華的預防、控制具有重要的意義。本文研究了As(V)單獨存在時和與磷共存時以及As(III)、DMA對銅綠微囊藻生物效應的影響。在As(V)單獨存在的條件下，濃度為100ppb的As(V)對銅綠微囊藻的生物量沒有明顯影響。隨培養(yǎng)基中As(V)的升高，藻類的生長受到抑制，此時，銅綠微囊藻的光合速率下降，細胞CAT活性、SOD活性和MTL含量均呈“倒U型”趨勢變化，類胡蘿卜素的含量持續(xù)增加，表明As(V)通過抑制銅綠微囊藻的光合作用和升高藻體內氧自由基濃度的方式抑制藻的生長。而
4、CAT活性、SOD活性、MTL含量和類胡蘿卜素含量的增加可能是藻的一種自我保護機制，當As(V)濃度超過藻細胞的耐受閾值后，CAT活性、SOD活性、MTL活性出現明顯下降。磷酸鹽存在的條件下，銅綠微囊藻在高濃度As(V)的培養(yǎng)基中依然可以維持生長，且磷能夠促進胞內轉化的As(III)外排，增強藻細胞對As(V)的耐受。低濃度的As(V)甚至能促進銅綠微囊藻的生長，增加葉綠素a、類胡蘿卜素和微囊藻毒素的含量。同時在相同的As(V)濃度條件下，含磷酸鹽培養(yǎng)基中的藻相比只含As(V)培養(yǎng)基中的藻有更高的光合速率和微囊藻毒素產量。As(V)的吸收試驗也顯示磷酸鹽存在的條
5、件下，藻對As(V)吸收的半飽和常數(Ks)增加，這些結果表明磷酸鹽能夠抑制藻對As(V)的吸收，As(V)吸收與培養(yǎng)基中磷濃度存在負相關性。銅綠微囊藻對As(III)的耐受閾值介于100ppb-1ppm之間。超過閾值后，As(III)會使藻細胞生物量、葉綠素a和類胡蘿卜素均出現下降，但磷酸鹽不會對As(III)的吸收積累產生促進或者抑制。DMA對銅綠微囊藻的毒性較As(III)弱，高濃度DMA對銅綠微囊藻的生長會產生抑制作用，這主要是培養(yǎng)基中的DMA通過生物或非生物作用轉化為As的其他形式。DMA作為藻細胞對As的解毒轉化形式，其對銅綠微囊藻的毒性很小或根本沒
6、有毒性。綜上所述，不同As形態(tài)會對銅綠微囊藻產生不同的生物效應，表現為生物量、葉綠素a、類胡蘿卜素以及酶活性的變化。其中以As(III)對銅綠微囊藻的毒性最強。關鍵詞：銅綠微囊藻，As(III)，As(V)，二甲基砷酸，磷酸鹽，微囊藻毒素IABSTRACTThefrequentoutbreaksofalgalbloomscausesbyeutrophicationandarsenicpollutionhavebecomeaseriousglobalecologyandwaterenvironmentproblem.Theimportanceoftemperatu
7、re,lightintensity,pH,N&Pinalgalbloomshasbeensufficientunderstanded,butthereisstillnosystemresearchabouteffectsofAsonalgalblooms.Depthunderstandingabouteffectsofvariousenvironmentalfactorsonalgalbloomshasgreatsignificanttoalgalbloomspreventionandcontrol.Inthispaper,westudiedeffectsofA
8、s(V)stand-al
