蓝藻水华衍生的胁迫因子对枝角类生活史参数及抗氧化酶基因表达的影响

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1、学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。学位论文作者签名：沙日期：学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属南京师范大学。学校有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以采用影印、复印等手段保存、汇编本学位论文。学校可以向国

2、家有关机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅。(保密论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密论文，密级：——保密期限为——年。学位论文作者签名：删日期：指导教师签名：日期：摘要富营养化最明显的表征之一是暴发蓝藻水华。蓝藻水华大规模持续暴发会严重影响水质和生态系统结构与功能，尤其在蓝藻衰亡降解过程中，藻细胞死亡分解耗氧过多会导致需氧生物缺氧死亡，还会释放有毒有害物质，如藻毒素、含氮化合物等。为了探讨蓝藻水华降解过程中形成的胁迫因子对水体中主要浮游动物类群枝角类的影响，本研究选择太湖常见种拟同形潘(Daph

3、niasimiloides)、同形潘(Daphniasimilis)和生态毒理检测模式生物大型潘(Daphniamagna)为实验材料，通过低溶氧、氨、微囊藻毒素和亚硝酸盐对枝角类单一和复合暴露实验，研究水华衍生的胁迫因子对枝角类生活史参数及抗氧化酶基因表达的影响。主要结果如下：1．在不同溶氧水平对D．similoides影响的21天慢性实验中，观察了存活、生长及繁殖方面的生活史参数变化。发现低溶氧会减少D．similoides的存活时间、蜕皮次数、阻碍生长、推迟个体成熟和抑制繁殖，因此低溶解氧对D．similoides的生活史参数具有

4、显著的负面效应。利用直角曲线模型能较好地拟合平均存活天数、蜕皮次数、繁殖窝数和总繁殖量随着溶氧梯度的变化。通过该模型分别得到上述参数的EC50(半效应浓度)分别为2．45、2．95、2．40、3．29mgL～，表明繁殖对低溶氧胁迫较敏感。由结果可推测，溶解氧的下降会对口similoides种群产生不利的影响。2．把D．similis暴露于不同浓度非离子氨和低溶氧复合条件下14天，结果发现(1)低溶氧能减少D．similis的存活天数和蜕皮次数，同时在低溶氧下0．48mgL。NH3显著影响存活和蜕皮；(2)非离子氨能显著推迟个体的性成熟时

5、间并且抑制个体生长；(3)非离子氨和低溶氧都能抑制母体的繁殖能力，包括繁殖窝数、总繁殖量和平均繁殖量。因此，我们认为非离子氨能协同低溶氧对枝角类D．similis的生活史参数起到复合抑制作用。3．已报道的文献认为非离子氨，低溶氧，藻毒素等蓝藻胁迫因子会破坏水生动物物的抗氧化系统。本实验根据参照Tigriopusjaponieas和CheraxquadricarinatusMn．SOD基因，设计引物克隆出nmagnaMn．SOD(Dm—Mn．SOD)基因，随后研究了该基因在水华衍生胁迫因子藻毒素和亚硝酸盐刺激下的表达模式。Dm—Mn．SO

6、DcDNA全长955bp，含有一个完整的开放阅读框，编码的多肽由共编码215个氨基酸，理论分子量为24594．24kDa，等电点为7．10。利用MEGA5．03软件对Dm．Mn．SOD编码的蛋白质序列进行分析计算遗传距离，采用邻接法构树，发现其与其他物种的线粒体Mn．SOD亲缘关系最近，而且利用ClustalW同摘要源比对分析，发现Dm．Mn．SOD与Dromiapersonata(75％)、Cancerpagurus(75％)和Carcinusmaenas(75％)都具有相似的同源性。利用Real-timePCR技术，检测在藻毒素和亚

7、硝酸盐胁迫下的表达情况，发现较低的亚硝酸盐浓度和藻毒素都能上调Dm．Mn．SOD基因的表达。线粒体是细胞中能量合成的场所，Dm．Mn．SOD基因在保护机体，尤其是清除线粒体内的自由基起着重要作用，为维持细胞正常能量代谢提供保障。结合本研究基因表达的结果推测，亚硝酸盐和藻毒素能造成机体氧化胁迫，机体为了清除线粒体内过多的氧自由基，上调了Mn．SOD基因表达。4．为了从基因表达水平研究蓝藻水华衍生的胁迫因子对枝角类抗氧化酶系统的影响，本实验首先克隆出了水体污染物检测常见模式生物D．magna的Cu／Zn．SOD基因，随后研究了该基因在蓝藻水

8、华衍生的两种胁迫因子非离子氨和低溶氧刺激下的表达模式。该基因全长eDNA序列已提交给GenBank，登录号为JX456347。口magnaCu／Zn—SOD(Dm-Cu／Zn-SOD)eDNA全长537bp