浮游动物论文：浮游动物对产毒微囊藻以及微囊藻产毒的影响

浮游动物论文：浮游动物对产毒微囊藻以及微囊藻产毒的影响【中文摘要】蓝藻毒素的产生和释放是蓝藻水华的主要危害之一。浮游动物控藻作为生物控藻的主要手段之一,在其控藻的同时,对产毒微囊藻及微囊藻产毒会产生何种影响近年来逐渐受到关注,其中有研究认为浮游动物能够诱导蓝藻产毒量变化。本研究将野外调查与实验室试验结合研究浮游动物捕食胁迫对产毒微囊藻及微囊藻产毒的影响。野外调查结果表明,调查区域产毒微囊藻在水体中常年出现,数量变化范围为2.41×102-3.20×105cells/ml。产毒微囊藻占微囊藻的比例冬季较低,春季最高,最高可达39.73%,水华暴发后这一比例显著下降,最低仅为1.53%。同时枝角类数目也是在春季达到高峰最高时为3210int./L,而在有蓝藻水华的秋夏季以及温度较低的冬季数目都很低。相关性分析显示水体中枝角类的捕食强度提升导致产毒微囊藻占微囊藻的比例显著提升。首次利用RT-qPCR技术检测大型溞胁迫对产毒铜绿微囊藻PCC7806微囊藻毒素相关基因转录水平的影响,结果显示大型溞胁迫可以导致铜绿产毒微囊藻PCC7806产毒相关基因mcyB,mcyD,mcyH转录水平上调,且利用ELISA测得的微囊藻毒素含量变化与基因转录水平变化相吻合,证实了RT-qPCR方法可以较好地从基因转录水平反映微囊藻产毒变化情况。龄期为5天的成体大型溞可导致OD680为0.032的铜绿微囊藻PCC7806产毒相关基因mcyB,mcyD,mcyH转录水平上调,但无法诱导OD680为0.094的铜绿微囊藻PCC7806产毒相关基因转录水平上调,且微囊藻毒素含量变化与产毒相关基因转录变化相吻合。这一结果表明大型溞胁迫导致铜绿产毒微囊藻PCC7806产毒相关基因转录水平上调与铜绿微囊藻的浓度有关。龄期为1天的幼体大型溞无法诱导OD680为0.032的铜绿微囊藻PCC7806产毒相关基因mcyB,mcyD,mcyH转录水平上调,但龄期为5天和10天的成体大型溞均可诱导OD680为0.032的铜绿微囊藻PCC7806产毒相关基因转录水平上调,且龄期为10天的成体大型溞在实验进行第1天即可诱导产毒相关基因转录水平上调,同时微囊藻毒素含量变化与产毒相关基因转录变化相吻合。这一结果表明大型溞胁迫导致铜绿产毒微囊藻PCC7806产毒相关基因转录水平上调与大型溞的龄期有关。通过野外调查及实验室研究我们发现,微囊藻毒素是微囊藻等浮游藻类抵抗浮游动物捕食的重要诱导防御手段,但这种诱导防御具有阈值特性,只有浮游动物的胁迫强度达到一定强度这种诱导防御才会发生,且呈现胁迫强度越大诱导防御也越强烈的趋势。【英文摘要】Itiswellknownthatoneofthemostharmfuleffectsofcyanobacterialbloomsistheproductionofcyanotoxins.RecentlytheinteractionsbetweenzooplanktonandMicrocystisspecieshavebeenextensivelyconcened.SomestudieshaverevealedthatzooplanktoncancausethechangeoftoxinproductioninMicrocystis.Inthispapertheabundanceofthepotentialmicrocystin-producingMicrocystisdefenseofMicrocystisagainstthegrazingstressfromzooplankton,butthisinduceddefensehassomethresholdtrait.Theinduceddefensehappensonlywhenthegrazingstressfromzooplanktonreachesthethreshold,andthestrongergrazingstresscancausethestrongerinduceddefense.【关键词】浮游动物铜绿微囊藻诱导防御微囊藻毒素合成基因簇微囊藻毒素逆转录-实时定量PCR酶联免疫检测【英文关键词】ZooplanktonMicrocystisaeruginosaInduceddefencemcyMicrocystinRT-qPCRELISA【目录】浮游动物对产毒微囊藻以及微囊藻产毒的影响

摘要

3-5

Abstract

5-6

目录

7-9

第1章绪论

9-20

1.1蓝藻水华及蓝藻毒素

9-12

1.1.1蓝藻水华及其成因

9-11

1.1.2蓝藻毒素的种类及结构

11-12

1.2蓝藻产毒基因及其结构

12-15

1.2.1蓝藻产毒基因

12-13

1.2.2微囊藻毒素合成基因结构

13-14

1.2.3节球藻毒素合成基因结构

14-15

1.3蓝藻产毒调节研究

15-17

1.3.1微囊藻毒素产毒调节

15-16

1.3.2节球藻毒素产毒调节

16-17

1.4诱导防御

17-19

1.4.1陆生植物的诱导防御

17-18

1.4.2浮游植物的诱导防御

18-19

1.5本论文研究思路

19

1.6技术路线

19-20

第2章产毒微囊藻动态与枝角类动态相关性研究

20-33

2.1调查区域概况

20-21

2.2测定方法

21-22

2.2.1浮游动植物鉴定及相关环境因子测定

21

2.2.2产毒微囊藻分子监测

21-22

2.2.3数据分析

22

2.3营养盐及浮游动植物动态

22-33

2.3.1浮游植物生物量及营养盐动态变化

22-23

2.3.2浮游植物种类组成及其动态变化

23-27

2.3.3枝角类及轮虫数量动态变化

27-29

2.3.4产毒微囊藻动态变化及其与枝角类动态相关关系

29-33

第3章大型溞对不同浓度铜绿微囊藻产毒影响

33-47

3.1微囊藻RNA提取及RT-qPCR实验方法探索

33-38

3.1.1RNA提取

34-35

3.1.2逆转录

35-36

3.1.3Real-timePCR所用引物设计及特异性检验

36-38

3.1.4Real-timePCR

38

3.2材料与方法

38-39

3.2.1枝角类及藻种的来源于培养

38

3.2.2试验设置

38-39

3.2.3微囊藻毒素的测定

39

3.2.4数据分析

39

3.3实验结果

39-44

3.3.1大型溞对铜绿微囊藻的牧食作用

39-40

3.3.2大型溞对低浓度组铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响

40-41

3.3.3大型溞对低浓度组铜绿微囊藻毒素含量的影响

41-42

3.3.4大型溞对高浓度组铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响

42-43

3.3.5大型溞对高浓度组铜绿微囊藻毒素含量的影响

43-44

3.4讨论

44-47

第4章不同龄期大型溞对铜绿微囊藻产毒影响

47-57

4.1材料与方法

47-48

4.1.1枝角类及藻种的来源于培养

47

4.1.2试验设置

47

4.1.3微囊藻毒素的测定

47-48

4.1.4数据分析

48

4.2实验结果

48-54

4.2.1大型溞对铜绿微囊藻的牧食作用

48-50

4.2.2龄期为1天的幼体大型溞对铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响

50

4.2.3龄期为5天的成体大型溞对铜绿微囊藻mcyB,mcyD,mcyH相对表达的影响

50-52

4.2.4龄期为10天的成体大型溞对铜