小球藻（Chlorella vulgaris）與共棲異養(yǎng)細(xì)菌相互作用及其對(duì)UV-B輻射增強(qiáng)的響應(yīng).pdf

1、海水養(yǎng)殖過程中，由于過分注重生態(tài)系生物結(jié)構(gòu)中的部分因子(養(yǎng)殖對(duì)象)，削弱甚至排除了調(diào)節(jié)生態(tài)平衡的其它因子，簡(jiǎn)化了生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，切斷了物質(zhì)循環(huán)路線，造成生態(tài)平衡破壞，環(huán)境惡化。給經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展帶來巨大損失。如何改善整個(gè)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化養(yǎng)殖模式，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展，已成為世界各國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題。因臭氧衰減而導(dǎo)致的UV-B(280nm-320nm)輻射增強(qiáng)是目前頗受關(guān)注的全球性的重大環(huán)境問題之一。研究表明，UV-B輻

2、射增強(qiáng)對(duì)浮游植物和浮游細(xì)菌的生長(zhǎng)有明顯的調(diào)控作用。 本文以我國常見餌料微藻-小球藻(Chlorella vulgaris)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)的方法探討了微藻與共棲異養(yǎng)細(xì)菌之間相互作用以及對(duì)UV-B輻射增強(qiáng)的響應(yīng)。以期為闡明UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為海水養(yǎng)殖的生態(tài)修復(fù)技術(shù)提供理論支持。研究結(jié)果如下： 1.利用生態(tài)毒理學(xué)方法研究了小球藻和共棲異養(yǎng)細(xì)菌對(duì)抗生素的敏感性差異及建立小球

3、藻無菌體系的方法。結(jié)果表明：建立小球藻無菌系的適宜抗生素為青霉素、慶大霉素、卡那霉素、新霉素。通過涂平板挑取單克隆小球藻個(gè)體去除霉菌后，將小球藻培養(yǎng)液進(jìn)行稀釋過濾處理，依次加入法加入100IU的青霉素、慶大霉素、卡那霉素，分別處理兩次，獲得了無菌的小球藻藻株。 2.小球藻除菌后，生長(zhǎng)規(guī)律發(fā)生明顯變化。除菌藻的阻滯期、對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定期都明顯延長(zhǎng)，最大細(xì)胞密度增加。UV-B輻射脅迫改變了自然帶菌藻和除菌藻的生長(zhǎng)規(guī)律。0.2 J/m2

4、-0.8J/m2的UV-B輻射促進(jìn)自然帶菌藻和除菌小球藻的生長(zhǎng)，相同劑量對(duì)自然帶菌藻的促進(jìn)作用更大;大于1.6J/m2的UV-B輻射劑量，抑制二者的生長(zhǎng)，相同劑量對(duì)除菌藻的抑制作用較大。 3.利用微生物學(xué)方法研究了小球藻不同生長(zhǎng)時(shí)期共棲異養(yǎng)細(xì)菌的菌屬組成和數(shù)量特征。結(jié)果如下：小球藻對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌有明顯的菌屬選擇性。小球藻的共棲異養(yǎng)細(xì)菌群落由芽孢桿菌屬、氣單胞菌屬、假單胞菌屬、黃桿菌屬和產(chǎn)堿桿菌屬組成。革蘭氏陰性菌占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，約為

5、91.9％；小球藻的阻滯期、穩(wěn)定期和衰退期的優(yōu)勢(shì)菌屬為假單胞菌屬，芽孢桿菌屬為小球藻對(duì)數(shù)期優(yōu)勢(shì)菌；總菌數(shù)由大到小的順序?yàn)椋核ネ似?穩(wěn)定期>阻滯期>對(duì)數(shù)期。 4.研究了小球藻不同生長(zhǎng)時(shí)期共棲異養(yǎng)細(xì)菌的群落特征對(duì)UV-B輻射增強(qiáng)的響應(yīng)變化。所有處理組3.2J/m2和小球藻對(duì)數(shù)期1.6J/m2的UV-B處理可以完全滅殺小球藻培養(yǎng)液中的氣單胞菌；隨UV-B輻射增強(qiáng)，小球藻阻滯期優(yōu)勢(shì)菌屬由假單胞菌屬逐漸被芽孢桿菌屬代替。穩(wěn)定期和衰退期則

6、為假單胞菌屬-黃桿菌屬-芽孢桿菌屬；隨UV-B輻射增強(qiáng)，各生長(zhǎng)期總菌數(shù)逐漸下降，以對(duì)數(shù)期下降最為明顯。 5.運(yùn)用生態(tài)毒理學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究了小球藻與共棲異養(yǎng)細(xì)菌之間的相互作用以及對(duì)UV-B輻射增強(qiáng)的響應(yīng)變化。結(jié)果表明：正相互作用和負(fù)相互作用同時(shí)存在于共培養(yǎng)體系中。小球藻與共棲異養(yǎng)總菌數(shù)的相對(duì)增長(zhǎng)率的變化總是對(duì)立的；隨小球藻起始密度的增加，對(duì)細(xì)菌的抑制作用逐漸增強(qiáng)；低密度的細(xì)菌對(duì)小球藻的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，大于10×106cel

7、l/ml時(shí)，抑制小球藻的生長(zhǎng)。小球藻與不同的共棲異養(yǎng)單株菌的相互作用機(jī)制不同，小球藻通過干擾性競(jìng)爭(zhēng)抑制H1菌株的生長(zhǎng)；對(duì)H2菌株的作用為資源性競(jìng)爭(zhēng)；H1和H2菌株對(duì)小球藻的作用則分別為資源性競(jìng)爭(zhēng)和干擾性競(jìng)爭(zhēng)。 6.UV-B輻射改變了小球藻與共棲異養(yǎng)細(xì)菌間的相互作用。低于0.8J/m2的UV-B輻射劑量處理有利于小球藻的生長(zhǎng)而對(duì)異養(yǎng)細(xì)菌有抑制作用，且隨UV-B輻射劑量的增加，這種促進(jìn)和抑制效應(yīng)愈加明顯。UV-B輻射處理影響小球藻

8、與共棲異養(yǎng)單株菌的作用機(jī)制。小球藻濾液經(jīng)UV-B輻射處理后，對(duì)H1菌株的抑制作用減輕，對(duì)H2菌株生長(zhǎng)沒有影響；H1，H2菌株濾液經(jīng)UV-B輻射處理后，培養(yǎng)的小球藻生長(zhǎng)規(guī)律沒有發(fā)生明顯改變。 7.生態(tài)毒理學(xué)方法和交叉培養(yǎng)法研究了菌株H2的密度效應(yīng)響應(yīng)機(jī)制以及影響密度效應(yīng)的因素。結(jié)果顯示：H2菌株通過分泌化學(xué)物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)自我行為調(diào)節(jié)和對(duì)小球藻的抑制效應(yīng)，細(xì)菌的密度和分泌到培養(yǎng)液中的化學(xué)物質(zhì)的濃度是能否啟動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制的必要條件。