水生植物活性組分用於小型水體控藻及其作用機理研究

《水生植物活性組分用於小型水體控藻及其作用機理研究》是張勝花為項目負責人，雲南大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：水生植物活性組分用於小型水體控藻及其作用機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 依託單位：雲南大學
• 項目負責人：張勝花

項目摘要

對於大量存在的流動性較差的城市小型景觀水體，如何有效控制水華藻類仍是水體保質的一個大問題。鑒於水生植物的抑藻有效性，本項目擬從6種挺水植物體內提取分離篩選出高抑藻活性組分，研究其抑藻機理，並從有效性和安全性角度評估其套用於小型水體水華防控的可能性。以群體銅綠微囊藻和水華束絲藻為受試對象，採用藻類毒性跟蹤，通過不同提取分離方式，篩選出高抑藻活性的組分，分析抑藻物質化學組成，確定最簡單有效的提取分離方式；通過研究抑藻活性組分的降解規律和大劑量施用對水生態系統的影響，闡明天然抑藻活性組分用於小型景觀水體控藻的的有效性和安全性，並確定具體的操作方法；通過研究植物體內抑藻活性組分對藻類的生理生化影響，探討抑藻活性組分的抑藻作用機理。研究成果不僅能加深對水生植物化感抑藻作用的理解，彌補當前水生植物化感研究的某些不足，並且能為城市小型景觀水體的水華防控提供理論基礎和實踐依據。

結題摘要

項目組經過3年的努力工作，已按計畫完成了項目的研究工作，並取得了預期的研究成果。項目組目前發表研究論文4篇（另有3篇在投），其中兩篇SCI，申請發明專利1項，培養碩士生2人。 對於大量存在的流動性較差的城市小型景觀水體，如何有效控制水華藻類仍是水體保質的一個大問題。鑒於水生植物的抑藻有效性，本項目從6種挺水植物體內提取分離篩選出高抑藻活性組分，研究其抑藻機理，並從有效性和安全性角度評估其套用於小型水體水華防控的可能性。以單細胞微囊藻、群體銅綠微囊藻和水華束絲藻為受試對象，採用藻類毒性跟蹤，通過不同提取分離方式，篩選出了高抑藻活性的組分，並分析了抑藻物質化學組成，結果顯示，菖蒲塊狀莖提取物可以抑制所有受試藻類，而水芹菜乙醇提取物對單細胞微囊藻具有最好的抑制效果，慈菇提取物對水華束絲藻具有很好的抑制效果。由於野外水體微囊藻水華的優勢種類是群體微囊藻，因此本項目研究結果提示，在微囊藻水華抑制劑的篩選中應著重採用群體微囊藻或野外水體實際存在藻類作為受試藻類。對菖蒲塊狀莖的抑藻活性組分的進一步分析結果表明，細辛醚、水菖蒲酮等物質可能是起作用的化感物質。通過對藻體的抗氧化酶活性（如CAT、POD等）、MDA、葉綠素a含量、光量子效率、光和色素組成、可溶性蛋白含量和胞外多糖含量及磷攝取速率的影響等方面的研究，結果表明，菖蒲提取物對於藻體抗氧化系統有非常顯著的影響，各個藻類表現並不完全一致；菖蒲提取物對藻體的光和色素組成、可溶性蛋白含量和胞外多糖含量以及磷攝取速率也都有較為顯著的影響。綜合分析各個理化指標，光和作用系統可能是抑藻作用最關鍵的作用位點。本項目首次研究了抑藻活性組分的降解規律和大劑量施用對水生態系統的影響，結果表明，天然抑藻組分大劑量用於小型水體控藻時，對水體生態系統中的浮遊動物種群有一定的擾動，隨著作用時間的延長，活性物質不斷降解，浮遊動物生物多樣性有較明顯的恢復，而此時藍藻的生長仍然處於被抑制狀態。本研究的成果加深了對水生植物化感抑藻作用的理解，彌補當前水生植物化感研究的某些不足，並且能為城市小型景觀水體的水華防控提供理論基礎和實踐依據。