八角金盤對(duì)水華藍(lán)藻的他感抑制效應(yīng)研究

吳思逸　陳建中　張巧萍　陳露露　張淑薇

摘要 [目的]探討八角金盤對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的抑制效果。[方法]以南太湖水華藍(lán)藻作為試驗(yàn)材料，研究了不同處理方式下八角金盤對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響。[結(jié)果]八角金盤葉片提取液、高壓滅菌葉柄和葉組織以及新鮮葉組織對(duì)水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)均有不同程度的抑制作用，其中0.5%葉片提取液和0.5%高壓滅菌葉柄的抑制作用最為明顯，處理21 d后幾乎完全抑制了藍(lán)藻的生長(zhǎng)；在不同的植物組織和不同處理方式中，0.5%處理濃度最能有效地抑制水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)。[結(jié)論]八角金盤葉片可以有效地抑制水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞 水華藍(lán)藻；八角金盤；他感抑制

中圖分類號(hào) S188 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）19-209-03

近年來，隨著工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展和城鎮(zhèn)化加速，大量未經(jīng)處理或有效處理的生活、工業(yè)污水隨意排放，水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況日益嚴(yán)峻，造成藍(lán)藻季節(jié)性的大規(guī)模暴發(fā)，水體中含氧量減少，水生動(dòng)植物大量死亡，生物鏈遭到嚴(yán)重破壞[1]。藍(lán)藻水華暴發(fā)后期，一些產(chǎn)毒藍(lán)藻向水體中釋放毒素，毒素通過生物鏈循環(huán)累積增加，給人類日常生活帶來潛在危害[2]。雖然已有研究表明一些物理化學(xué)方法可以直接清除藍(lán)藻，但易使藍(lán)藻細(xì)胞破碎，造成新一輪的污染[3]。為改善藍(lán)藻暴發(fā)對(duì)各地水域的影響，越來越多的科學(xué)家提出利用植物間的相互作用來抑制藻類的生長(zhǎng)。目前，許多陸生、水生植物已被證實(shí)能夠抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)[1，4-9]。筆者以水華藍(lán)藻作為試驗(yàn)對(duì)象，研究八角金盤葉提取液、高壓滅菌葉柄和葉組織及新鮮葉組織對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)狀況的影響，以期為植物他感作用抑藻的應(yīng)用和水華藍(lán)藻的生態(tài)控制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 水華暴發(fā)期間從浙江省湖州市太湖南岸表層水體中分離獲得銅綠微囊藻，經(jīng)室內(nèi)擴(kuò)大培養(yǎng)后用于試驗(yàn)。八角金盤于2014年8月13日取自湖州師范學(xué)院東校區(qū)，清洗后晾干待用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 八角金盤葉片提取液的制備。按照Chen等[4]所描述的方法制備提取液。將50 g新鮮八角金盤葉片切割成小于5 mm×5 mm的小塊，混合后隨機(jī)取20 g放在200 ml蒸餾水中煮沸2 h，冷卻后用玻璃纖維濾紙（Whatman GF/C）過濾，最后將濾液定容至200 ml。

1.2.2 八角金盤葉片提取液的抑藻活性試驗(yàn)。在裝有BG-11培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中，分別添加制備好的八角金盤葉片提取液，隨后對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌，待培養(yǎng)基冷卻后每瓶接種2 ml處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的水華藍(lán)藻。八角金盤葉片提取液的處理濃度分別為0.01%、0.1%、0.5%、1%，以蒸餾水作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。接種后將所有培養(yǎng)瓶置于培養(yǎng)室的培養(yǎng)架上進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為：溫度（25±2）℃，光強(qiáng)為2 000 lux，光暗周期比為12 h∶12 h，每天搖瓶1次。培養(yǎng)0、1、3、5、…、29、31 d后，利用可見分光光度計(jì)在665 nm波長(zhǎng)下測(cè)定藍(lán)藻的OD值，再根據(jù)所測(cè)定的藍(lán)藻OD值，得出藍(lán)藻生長(zhǎng)曲線，從而確定藍(lán)藻的生長(zhǎng)狀況。

1.2.3 高壓滅菌八角金盤葉柄、葉組織對(duì)水華藍(lán)藻的抑制效應(yīng)。在200 ml BG-11培養(yǎng)基中，直接添加0.1%、0.5%、1%小于5 mm×5 mm的新鮮八角金盤葉柄、葉組織材料小塊，每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。然后進(jìn)行高壓滅菌，冷卻后向培養(yǎng)基中加入2 ml處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的水華藍(lán)藻進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件及測(cè)定方法同上。

1.2.4 新鮮八角金盤葉組織的抑藻活性試驗(yàn)。新鮮八角金盤葉片用0.5%次氯酸鈉溶液消毒滅菌30 min后，無菌水沖洗5次。在無菌條件下，將滅菌過的新鮮葉組織切割成小于5 mm×5 mm的小塊，隨即加入已高壓滅菌過的200 ml BG-11培養(yǎng)基中，處理濃度為0.1%、0.5%和1%，最后接種2 ml處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的水華藍(lán)藻進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件及測(cè)定方法同上。

1.3 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 八角金盤葉片提取液對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響 由圖1可知，0.5%、1%八角金盤葉片提取液分別處理11、13 d后即開始呈現(xiàn)一定的抑藻效應(yīng)，處理21 d后藍(lán)藻的生長(zhǎng)量處于最低水平，處理31 d后藍(lán)藻的生長(zhǎng)量分別為對(duì)照的16.65%和27.44%；0.01%和0.1%葉片提取液對(duì)水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)無明顯抑制作用。分析表明，八角金盤葉片提取液中含有抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)的化學(xué)成分，較高濃度的八角金盤葉片提取液中含有較高濃度的抑藻成分，因此較高濃度的八角金盤葉片提取液具有很好的抑藻效應(yīng)。與此相類似，0.5%蘆竹組織提取液的抑藻效果優(yōu)于0.01%、0.05%和0.1%的蘆竹組織提取液[7]。

2.2 高壓滅菌八角金盤葉柄對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響 Chen等[4，9]認(rèn)為，高壓滅菌預(yù)處理后的植物組織具有更強(qiáng)的抑藻活性，可能是由于高壓滅菌預(yù)處理有利于植物組織中抑藻物質(zhì)的釋放。由圖2可知，0.5%、1%高壓滅菌葉柄分別處理9、13 d后即表現(xiàn)出對(duì)藍(lán)藻的抑制作用，處理31 d后水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)量分別為對(duì)照的11.31%和20.66%；0.1%高壓滅菌八角金盤葉柄組織對(duì)水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)無明顯影響。研究表明，高壓滅菌的八角金盤葉柄組織中同樣含有抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)的成分，較高濃度（0.5%～1%）的高壓滅菌八角金盤葉柄具有顯著的抑藻效果。

2.3 高壓滅菌八角金盤葉組織對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響 由圖3可知，處理5、13 d后0.1%、0.5%高壓滅菌葉組織分別表現(xiàn)出對(duì)藍(lán)藻的抑制效應(yīng)，處理15 d后藍(lán)藻的生長(zhǎng)量分別為對(duì)照的20.21%和62.96%，處理31 d后藍(lán)藻的生長(zhǎng)量分別為對(duì)照的56.76%和28.44%；1%高壓滅菌葉組織處理19～25 d后，藍(lán)藻的生長(zhǎng)量低于對(duì)照，表現(xiàn)出一定的抑制作用。分析表明，高壓滅菌八角金盤葉組織中既含有抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)的成分，還可能含有促進(jìn)藍(lán)藻生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)成分，高壓滅菌八角金盤葉組織對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響是其抑藻成分和營(yíng)養(yǎng)成分共同作用的結(jié)果。

圖2和圖3表明，不同的植物組織經(jīng)高壓滅菌預(yù)處理后具有不同的抑藻效果，如果植物組織預(yù)處理后釋放的抑藻物質(zhì)占優(yōu)勢(shì)，則具有明顯的抑藻作用；如果預(yù)處理后也同時(shí)釋放出較多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，抑藻效應(yīng)則會(huì)顯著下降，有時(shí)甚至促進(jìn)藍(lán)藻的生長(zhǎng)，如1%高壓滅菌鳶尾（Iris wilsonii）葉處理9 d后，藍(lán)藻的生長(zhǎng)量極顯著（P<0.01）高于對(duì)照[9]。

2.4 新鮮八角金盤葉組織對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響 為了尋求更為簡(jiǎn)便、廉價(jià)和有效的生態(tài)控制水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的方法，探討了新鮮八角金盤葉組織對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響。研究結(jié)果（圖4）表明，處理17 d后0.1%和0.5%新鮮八角金盤葉組織開始抑制藍(lán)藻的生長(zhǎng)，此后兩種濃度處理之間的藍(lán)藻生長(zhǎng)量差異不大，處理31 d后水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)量分別為對(duì)照的44.76%和35.16%；1%新鮮葉組織處理21～23 d后表現(xiàn)出短暫的抑藻作用，其他時(shí)間均促進(jìn)藍(lán)藻的生長(zhǎng)。這是由于新鮮八角金盤葉組織中含有抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)成分的同時(shí)，也含有促進(jìn)藍(lán)藻生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，1%新鮮八角金盤葉組織中促進(jìn)藍(lán)藻生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮了主導(dǎo)作用。該研究結(jié)果與Chen等[9]的研究結(jié)果基本一致，0.1%的新鮮鳶尾葉處理9 d后可顯著（P<0.05）抑制銅綠微囊藻的生長(zhǎng)，而0.5%和1%的新鮮鳶尾葉對(duì)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)無顯著影響[9]。

2.5 不同處理方式下八角金盤組織對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)影響的比較 圖5顯示了相同濃度但不同處理下八角金盤組織對(duì)水華藍(lán)藻生長(zhǎng)的影響。0.5%高壓滅菌八角金盤葉柄組織在處理9 d后率先表現(xiàn)出對(duì)藍(lán)藻的抑制作用，隨后0.5%葉片提取液在11 d后開始抑制藍(lán)藻的生長(zhǎng)，0.5%高壓滅菌葉組織處理13 d后表現(xiàn)出抑藻作用，而0.5%新鮮葉組織15 d后才開始抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)；處理31 d后，0.5%八角金盤葉片提取液、0.5%高壓滅菌葉柄、0.5%高壓滅菌葉組織、0.5%新鮮葉組織處理的水華藍(lán)藻生長(zhǎng)量分別為對(duì)照的16.64%、11.31%、28.44%、35.16%（圖5）。研究結(jié)果表明，不同處理方式下八角金盤組織對(duì)水華藍(lán)藻的抑制作用不同，0.5%高壓滅菌八角金盤葉柄組織對(duì)水華藍(lán)藻的抑制作用最為有效。

3 結(jié)論

日益嚴(yán)峻的藍(lán)藻水華現(xiàn)象，給水生動(dòng)植物的生命活動(dòng)造成危害。如果用含有藍(lán)藻毒素的水灌溉農(nóng)田，不僅會(huì)使農(nóng)作

物的生長(zhǎng)發(fā)育受到影響，人類若是誤食此類食物，也會(huì)危害到人類健康。以南太湖水華藍(lán)藻作為研究對(duì)象，研究分析了八角金盤對(duì)水華藍(lán)藻的抑制作用。結(jié)果表明，八角金盤葉片提取液、高壓滅菌葉柄和葉組織以及新鮮葉組織對(duì)水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)均有一定的抑制作用，而在不同的植物組織和不同處理方式中，0.5%處理濃度對(duì)藍(lán)藻生長(zhǎng)的抑制效果最佳。

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