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1、銅綠微囊藻中砷的代謝與生物效應(yīng)MetabolismandbiologicaleffectsofarsenicinMicrocystisaeruginosa學(xué)科專業(yè)：生物化工研究生：王靜指導(dǎo)教師：那平研究員天津大學(xué)化工學(xué)院二零一二年六月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)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(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期
2、：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)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(dǎo)致的藍(lán)藻水華頻繁爆發(fā)和As污染已成為嚴(yán)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(qiáng)度、pH值、N、P和某些微量元素在藍(lán)藻水華發(fā)生中的重要性已有充分認(rèn)識(shí)，但對類似As這種持久性化
3、學(xué)污染物對藍(lán)藻水華的影響尚無系統(tǒng)的研究。深入認(rèn)識(shí)各種環(huán)境因子對藍(lán)藻水華發(fā)生和消亡的機(jī)理，對水華的預(yù)防、控制具有重要的意義。本文研究了As(V)單獨(dú)存在時(shí)和與磷共存時(shí)以及As(III)、DMA對銅綠微囊藻生物效應(yīng)的影響。在As(V)單獨(dú)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(shí)，銅綠微囊藻的光合速率下降，細(xì)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(nèi)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(hù)機(jī)制，當(dāng)As(V)濃度超過藻細(xì)胞的耐受閾值后，CAT活性、SOD活性、MTL活性出現(xiàn)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(jìn)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化的As(III)外排，增強(qiáng)藻細(xì)胞對As(V)的耐受。低濃度的As(V)甚至能促進(jìn)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(shí)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(chǎn)量。As(V)的吸收試驗(yàn)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(shù)(Ks)增加，這些結(jié)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(fù)相關(guān)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(huì)使藻細(xì)胞生物量、葉綠素a和類胡蘿卜素均出現(xiàn)下降，但磷酸鹽不會(huì)對As(III)的吸收積累產(chǎn)生促進(jìn)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(huì)產(chǎn)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(zhuǎn)化為As的其他形式。DMA作為藻細(xì)胞對As的解毒轉(zhuǎn)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(huì)對銅綠微囊藻產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)，表現(xiàn)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(qiáng)。關(guān)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
