溫度對(duì)小球藻和銅綠微囊藻生長(zhǎng)及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?/h1>
2018-09-12 06:21鄧春暖郭鋒鋒
中州大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年4期
馬 欠，鄧春暖，郭鋒鋒
(云南師范大學(xué) a.旅游與地理科學(xué)學(xué)院，b.云南省高原湖泊生態(tài)與全球變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,昆明 650500)
研究水體藻類外界環(huán)境的變化對(duì)如何避免或減輕有害“水華”的發(fā)生具有重要的指導(dǎo)意義。溫度是決定微藻生長(zhǎng)的重要環(huán)境因子，是影響微藻細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞內(nèi)生物大分子組成和含量的重要因素，也是影響水生植物生長(zhǎng)、繁殖、種群演替的一種關(guān)鍵生態(tài)因素。適宜的溫度是快速水華生長(zhǎng)的必要條件，也是優(yōu)勢(shì)種發(fā)生更替的重要環(huán)境因子。研究溫度對(duì)微藻生長(zhǎng)的影響對(duì)湖泊污染治理提供理論基礎(chǔ)有著重要作用。光照是藻類主要能量來源，合適的光照會(huì)對(duì)微藻的生長(zhǎng)產(chǎn)生積極作用，光照過強(qiáng)或過弱都會(huì)對(duì)微藻產(chǎn)生抑制作用。陳宇煒等[1]提出氣候變化(主要是光照、溫度變化)等對(duì)藻類的組成和演替產(chǎn)生非常重要的影響。晁建穎等[2]認(rèn)為溫度是決定生態(tài)的一個(gè)極其重要的因子，例如綠藻僅適宜在較低溫度下增值，綠藻在較低溫度時(shí)有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，藍(lán)藻在較高溫度時(shí)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。EPPLEY等[3-4]對(duì)多個(gè)藻種進(jìn)行調(diào)查，在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，得到藻類增殖速率和溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。銅綠微囊藻(Microcystis Aeruginosa)，藍(lán)藻門微囊藻屬，是光合自養(yǎng)型生物，具有很強(qiáng)的光合作用能力，且銅綠微囊藻生長(zhǎng)周期短，不分層，易于培養(yǎng)，對(duì)外界敏感性強(qiáng)。小球藻(Chlorella ),綠藻門綠藻綱，是單細(xì)胞藻，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求簡(jiǎn)單，適應(yīng)性較強(qiáng)，在海洋、淡水等區(qū)域分布較廣。自然水體中藻的種類和數(shù)量會(huì)根據(jù)季節(jié)的變化發(fā)生相應(yīng)的改變，一般在晚春和初夏水體中綠藻易形成優(yōu)勢(shì)種，而在夏天和初秋隨著溫度的升高，藍(lán)藻的數(shù)量會(huì)逐漸增加，并成為優(yōu)勢(shì)種，但數(shù)量過高會(huì)導(dǎo)致藍(lán)藻水華的爆發(fā)。因此，研究微藻生長(zhǎng)的環(huán)境條件，對(duì)于水環(huán)境污染和治理有重要意義。
1 材料與方法
1.1 材料
試驗(yàn)所用的藻種銅綠微囊藻(Microcystis Aeruginosa FACHB905)和小球藻(Chlorella)均購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院水生生物所淡水種庫(kù)。培養(yǎng)基采用BG-11培養(yǎng)基[5]，培養(yǎng)條件為25℃，t(光)t(暗)=12h12h，光照為8000lx。試驗(yàn)所用的玻璃器皿均用稀鹽酸浸泡30min，用無菌水沖洗3次，再用滅菌鍋于121℃滅菌20min，烘干備用。
1.2 試驗(yàn)儀器
PQX-250人工氣候箱：上海海向儀器設(shè)備廠，控溫精度±1℃，光照度0～12000lx；YM75立式蒸汽滅菌鍋：國(guó)產(chǎn)；UV2800紫外分光光度計(jì)：上海Unico公司；FL3500葉綠素?zé)晒鈨x：PSI,捷克；普通血球計(jì)數(shù)板和三角瓶(高溫滅菌)等。
1.3 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)藻種經(jīng)過馴化培養(yǎng)后，達(dá)到試驗(yàn)所需濃度，選用長(zhǎng)勢(shì)較好的藻種在不同溫度下培養(yǎng)，控制溫度分別為10℃，14℃，18℃，22℃，26℃，光照為6000lx，pH為8，每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)平行樣。試驗(yàn)微藻的初始密度設(shè)置OD680為0.05(±0.001)。每天搖晃試驗(yàn)藻3次以上，并隨機(jī)更換位置，使藻液均勻接受光照。
1.4 測(cè)定和計(jì)數(shù)方法
1.4.1 OD680測(cè)定
每天定時(shí)取銅綠微囊藻藻液1次，吸取2.5 mL放入比色皿中，紫外分光光度計(jì)測(cè)量OD680值?？瞻仔?zhǔn)用BG-11營(yíng)養(yǎng)液。
1.4.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定
用葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)量微藻的葉綠素?zé)晒鈪?shù)，在測(cè)量之前各個(gè)處理樣品需要暗適應(yīng)5 min。
葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)是一種以光合作用理論為基礎(chǔ)，利用生物體內(nèi)葉綠素研究和探測(cè)光合生理狀況以及外界環(huán)境對(duì)其細(xì)微影響的活體測(cè)定技術(shù)。葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)技術(shù)是用于評(píng)鑒作物耐受逆境能力的一項(xiàng)熱門技術(shù)，被稱為測(cè)定環(huán)境脅迫下光合功能和器官狀態(tài)的響應(yīng)快速、無損傷的探針。[6-7]
1.4.3 細(xì)胞計(jì)數(shù)
采用一般的計(jì)數(shù)方法，用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。用血球計(jì)數(shù)板專用蓋玻片，每天同樣的時(shí)間取樣計(jì)數(shù)，整個(gè)取樣過程均在無菌條件下進(jìn)行。準(zhǔn)備好潔凈的計(jì)數(shù)板，蓋上蓋玻片，用液槍取1mL藻液從蓋玻片邊緣慢慢滲入，避免產(chǎn)生氣泡，并用吸水紙吸走多余的藻液，每個(gè)樣品計(jì)數(shù)兩次，如果誤差大于15%，需要重新取樣計(jì)數(shù)，求最終的平均數(shù)。
比生長(zhǎng)速率計(jì)算公式[8]為
式中：X2為某時(shí)間間隔終結(jié)時(shí)的藻類現(xiàn)存量；X1為某一時(shí)間間隔開始時(shí)的藻類現(xiàn)存量；T2-T1為某一時(shí)間間隔。
1.5 數(shù)據(jù)處理分析
應(yīng)用SPSS20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，用origin 9.0繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 溫度對(duì)小球藻和銅綠微囊藻吸光度值(OD680)的影響
不同溫度(10℃～26℃)對(duì)小球藻和銅綠微囊藻吸光度值(OD680)的影響見圖1。從圖可知小球藻比銅綠微囊藻更耐低溫，而銅綠微囊藻更喜高溫。溫度對(duì)小球藻OD680的影響如圖1(a)，當(dāng)溫度為10℃時(shí)，前7天小球藻基本停止生長(zhǎng)，7天以后小球藻可能適應(yīng)較冷的環(huán)境，有一個(gè)緩慢上升的過程。在10℃時(shí)小球藻還能繼續(xù)生長(zhǎng)，說明10℃并沒有到達(dá)小球藻耐受最冷溫度值。溫度到達(dá)14℃以上，小球藻OD680值呈快速上升的趨勢(shì)，說明小球藻在14℃以上時(shí)能夠迅速生長(zhǎng)。26℃時(shí)小球藻生長(zhǎng)最快，但14℃以上也能夠快速生長(zhǎng)，并且14℃，18℃，22℃，26℃時(shí)小球藻的OD680值上升的趨勢(shì)是一致的，說明小球藻能夠適應(yīng)較低的溫度。通過單因子方差分析可知，14℃時(shí)小球藻OD680的值與18℃，22℃，26℃時(shí)小球藻OD680的值存在顯著性差異(P<0.05)，通過不同溫度和小球藻OD680值相關(guān)性比較分析可知，溫度和小球藻OD680的值存在顯著性差異(P<0.05)，說明溫度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響呈正相關(guān)，在14℃～26℃溫度越高越能刺激小球藻的生長(zhǎng)。
不同溫度對(duì)銅綠微囊藻OD680的影響如圖1(b)。溫度對(duì)銅綠微囊藻OD680的影響比較明顯，溫度與銅綠微囊藻OD680的變化呈正相關(guān)關(guān)系，且銅綠微囊藻比小球藻更不能耐受寒冷，當(dāng)溫度低于14℃時(shí)，銅綠微囊藻OD680值明顯呈下降趨勢(shì)，說明銅鋁微藻在低于14℃環(huán)境下生長(zhǎng)明顯受到抑制。當(dāng)溫度高于18℃時(shí)，溫度越高銅綠微囊藻OD680值越高，銅綠微囊藻OD680與溫度呈正比關(guān)系，說明銅綠微囊藻是喜熱的一種藍(lán)藻。通過單因素方差分析可知，10℃時(shí)銅綠微囊藻OD680值與18℃，22℃，26℃時(shí)銅綠微囊藻OD680值有顯著性差異(P<0.05)。從圖1(c)可知，當(dāng)溫度大于22℃時(shí)，小球藻OD680值大于銅綠微囊藻OD680值，當(dāng)溫度高于22℃時(shí)，小球藻OD680值低于銅綠微囊藻OD680值，說明小球藻更耐較低的溫度，而銅綠微囊藻在較高溫度生長(zhǎng)的更好。
圖1 不同溫度下兩種藻的OD值(OD680)的變化
2.2 不同溫度下小球藻和銅綠微囊藻藻細(xì)胞的生長(zhǎng)特征
不同溫度小球藻和銅綠微囊藻藻生長(zhǎng)情況見圖2，其特征生長(zhǎng)速率如圖3所示。小球藻藻細(xì)胞的數(shù)量與溫度有關(guān)，溫度越高，小球藻生長(zhǎng)的越好，但是在同樣的溫度條件下(22℃和26℃)銅綠微囊藻比小球藻生長(zhǎng)的好，而在相對(duì)低溫情況下(14℃和10℃)，小球藻比銅綠微囊藻生長(zhǎng)得好。說明小球藻比銅綠微囊藻更耐低溫，而銅綠微囊藻比小球藻更喜高溫。由此可以判斷以銅綠微囊藻為代表的藍(lán)藻在湖泊、河流和海洋中夏季生長(zhǎng)得更好，也就是夏季更容易爆發(fā)藍(lán)藻；以小球藻為代表的綠藻在晚春和初夏生長(zhǎng)得更好，綠藻會(huì)在藍(lán)藻之前爆發(fā)。兩種藻的比生長(zhǎng)速率(第9天)如圖3，小球藻在低溫(10℃)時(shí)的比生長(zhǎng)速率依然為正，說明小球藻在低溫時(shí)依然能夠生長(zhǎng)，只是生長(zhǎng)得比較緩慢，而銅綠微囊藻在低溫(10℃和14℃)時(shí)，比生長(zhǎng)速率為負(fù)，說明銅綠微囊藻在低溫時(shí)生長(zhǎng)基本停滯，在高溫時(shí)生長(zhǎng)得更好。
通過單因素方差分析可知，小球藻在10℃ 時(shí)的藻細(xì)胞密度生長(zhǎng)值與14℃,22℃時(shí)的藻細(xì)胞生長(zhǎng)值存在顯著性差異(P<0.05),與26℃ 的顯著性差異更明顯(P<0.01)，說明溫度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響很大。通過溫度與藻細(xì)胞生長(zhǎng)數(shù)量的相關(guān)性分析可知，溫度與細(xì)胞生長(zhǎng)數(shù)量相關(guān)性非常顯著，說明溫度與細(xì)胞數(shù)量存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。通過單因素方差分析可知，銅綠微囊藻在10℃ 的藻細(xì)胞數(shù)量與18℃,22℃,26℃的藻數(shù)量存在顯著性差異(P<0.05),而14℃的藻細(xì)胞數(shù)量與18℃,22℃,26℃的藻細(xì)胞數(shù)量也存在顯著性差異(P<0.05)。通過溫度和藻細(xì)胞數(shù)量的相關(guān)性分析可知，溫度和藻細(xì)胞數(shù)量相關(guān)性存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。通過兩種藻生長(zhǎng)曲線分析可知，在試驗(yàn)溫度的范圍內(nèi)，溫度與藻生長(zhǎng)情況相關(guān)。
圖2 不同溫度條件下小球藻和銅綠微囊藻的生長(zhǎng)曲線
圖3 不同溫度條件下小球藻和銅綠微囊藻第9天的比生長(zhǎng)速率的變化
2.3 不通溫度下小球藻和銅綠微囊藻PSⅡ的最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm
不同溫度對(duì)小球藻和銅綠微囊藻葉綠素?zé)晒獾挠绊懭鐖D4，小球藻在26℃時(shí)，其最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)處于平穩(wěn)上升的趨勢(shì)，且值相對(duì)較大，10℃時(shí)小球藻的Fv/Fm相對(duì)最小，但表現(xiàn)出緩慢上升的趨勢(shì)，說明較低溫度時(shí)小球藻仍可以繼續(xù)生長(zhǎng)。銅綠微囊藻的Fv/Fm根據(jù)溫度的不同，其變化趨勢(shì)更明顯，當(dāng)溫度為10℃和14℃時(shí)，銅綠微囊藻的Fv/Fm呈下降趨勢(shì)，且溫度越低下降越明顯。當(dāng)溫度較高(22℃，26℃)時(shí)銅綠微囊藻Fv/Fm表現(xiàn)出平穩(wěn)較高的狀態(tài)，說明較低溫度能夠抑制銅綠微囊藻的生長(zhǎng)，較高溫度更能促進(jìn)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)。
圖4 兩種藻在不同溫度條件下的最大化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)的變化
溫度是影響生物生長(zhǎng)的重要因素之一，對(duì)生物體內(nèi)細(xì)胞酶的活性及生化反應(yīng)的速率具有重要影響。[9]溫度是藻類進(jìn)行光合作用的影響因子，通過控制光合作用的酶促反應(yīng)或呼吸作用，直接影響浮游植物的生長(zhǎng)繁殖。溫度是影響藻類生長(zhǎng)繁殖的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)境因子，適宜的溫度是微藻迅速生長(zhǎng)繁殖的條件。許多研究表明[10-12]，溫度對(duì)藻類的生長(zhǎng)影響比較顯著，高于光照、pH等環(huán)境因素，溫度對(duì)不同的藻類生長(zhǎng)的影響有所差異。
3 結(jié)論
本試驗(yàn)控制光照和pH，研究溫度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，溫度對(duì)小球藻和銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響有差異。當(dāng)溫度為10℃時(shí)，小球藻生長(zhǎng)緩慢，而銅綠微囊藻生長(zhǎng)基本停止甚至死亡。小球藻在10℃以上隨著溫度的上升其生長(zhǎng)速度迅速，30℃是小球藻的最適宜溫度。不同研究者的研究結(jié)果各有不同,可能是培養(yǎng)基不同或控制的光照、pH不同所致。
1)小球藻最適宜的生長(zhǎng)溫度為26℃。小球藻在低溫10℃也能繼續(xù)生長(zhǎng)，說明小球藻能夠耐受低溫，更容易生長(zhǎng)在春季的水環(huán)境中。
2)銅綠微囊藻最適宜的溫度也為26℃。銅綠微囊藻在10℃和14℃的相對(duì)低溫時(shí)，生長(zhǎng)表現(xiàn)停滯甚至死亡，說明銅綠微囊藻更喜高溫，容易生長(zhǎng)在夏季的水環(huán)境中。
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研究水體藻類外界環(huán)境的變化對(duì)如何避免或減輕有害“水華”的發(fā)生具有重要的指導(dǎo)意義。溫度是決定微藻生長(zhǎng)的重要環(huán)境因子，是影響微藻細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞內(nèi)生物大分子組成和含量的重要因素，也是影響水生植物生長(zhǎng)、繁殖、種群演替的一種關(guān)鍵生態(tài)因素。適宜的溫度是快速水華生長(zhǎng)的必要條件，也是優(yōu)勢(shì)種發(fā)生更替的重要環(huán)境因子。研究溫度對(duì)微藻生長(zhǎng)的影響對(duì)湖泊污染治理提供理論基礎(chǔ)有著重要作用。光照是藻類主要能量來源，合適的光照會(huì)對(duì)微藻的生長(zhǎng)產(chǎn)生積極作用，光照過強(qiáng)或過弱都會(huì)對(duì)微藻產(chǎn)生抑制作用。陳宇煒等[1]提出氣候變化(主要是光照、溫度變化)等對(duì)藻類的組成和演替產(chǎn)生非常重要的影響。晁建穎等[2]認(rèn)為溫度是決定生態(tài)的一個(gè)極其重要的因子，例如綠藻僅適宜在較低溫度下增值，綠藻在較低溫度時(shí)有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，藍(lán)藻在較高溫度時(shí)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。EPPLEY等[3-4]對(duì)多個(gè)藻種進(jìn)行調(diào)查，在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，得到藻類增殖速率和溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。銅綠微囊藻(Microcystis Aeruginosa)，藍(lán)藻門微囊藻屬，是光合自養(yǎng)型生物，具有很強(qiáng)的光合作用能力，且銅綠微囊藻生長(zhǎng)周期短，不分層，易于培養(yǎng)，對(duì)外界敏感性強(qiáng)。小球藻(Chlorella ),綠藻門綠藻綱，是單細(xì)胞藻，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求簡(jiǎn)單，適應(yīng)性較強(qiáng)，在海洋、淡水等區(qū)域分布較廣。自然水體中藻的種類和數(shù)量會(huì)根據(jù)季節(jié)的變化發(fā)生相應(yīng)的改變，一般在晚春和初夏水體中綠藻易形成優(yōu)勢(shì)種，而在夏天和初秋隨著溫度的升高，藍(lán)藻的數(shù)量會(huì)逐漸增加，并成為優(yōu)勢(shì)種，但數(shù)量過高會(huì)導(dǎo)致藍(lán)藻水華的爆發(fā)。因此，研究微藻生長(zhǎng)的環(huán)境條件，對(duì)于水環(huán)境污染和治理有重要意義。
1 材料與方法
1.1 材料
試驗(yàn)所用的藻種銅綠微囊藻(Microcystis Aeruginosa FACHB905)和小球藻(Chlorella)均購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院水生生物所淡水種庫(kù)。培養(yǎng)基采用BG-11培養(yǎng)基[5]，培養(yǎng)條件為25℃，t(光)t(暗)=12h12h，光照為8000lx。試驗(yàn)所用的玻璃器皿均用稀鹽酸浸泡30min，用無菌水沖洗3次，再用滅菌鍋于121℃滅菌20min，烘干備用。
1.2 試驗(yàn)儀器
PQX-250人工氣候箱：上海海向儀器設(shè)備廠，控溫精度±1℃，光照度0～12000lx；YM75立式蒸汽滅菌鍋：國(guó)產(chǎn)；UV2800紫外分光光度計(jì)：上海Unico公司；FL3500葉綠素?zé)晒鈨x：PSI,捷克；普通血球計(jì)數(shù)板和三角瓶(高溫滅菌)等。
1.3 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)藻種經(jīng)過馴化培養(yǎng)后，達(dá)到試驗(yàn)所需濃度，選用長(zhǎng)勢(shì)較好的藻種在不同溫度下培養(yǎng)，控制溫度分別為10℃，14℃，18℃，22℃，26℃，光照為6000lx，pH為8，每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)平行樣。試驗(yàn)微藻的初始密度設(shè)置OD680為0.05(±0.001)。每天搖晃試驗(yàn)藻3次以上，并隨機(jī)更換位置，使藻液均勻接受光照。
1.4 測(cè)定和計(jì)數(shù)方法
1.4.1 OD680測(cè)定
每天定時(shí)取銅綠微囊藻藻液1次，吸取2.5 mL放入比色皿中，紫外分光光度計(jì)測(cè)量OD680值?？瞻仔?zhǔn)用BG-11營(yíng)養(yǎng)液。
1.4.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定
用葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)量微藻的葉綠素?zé)晒鈪?shù)，在測(cè)量之前各個(gè)處理樣品需要暗適應(yīng)5 min。
葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)是一種以光合作用理論為基礎(chǔ)，利用生物體內(nèi)葉綠素研究和探測(cè)光合生理狀況以及外界環(huán)境對(duì)其細(xì)微影響的活體測(cè)定技術(shù)。葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)技術(shù)是用于評(píng)鑒作物耐受逆境能力的一項(xiàng)熱門技術(shù)，被稱為測(cè)定環(huán)境脅迫下光合功能和器官狀態(tài)的響應(yīng)快速、無損傷的探針。[6-7]
1.4.3 細(xì)胞計(jì)數(shù)
采用一般的計(jì)數(shù)方法，用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。用血球計(jì)數(shù)板專用蓋玻片，每天同樣的時(shí)間取樣計(jì)數(shù)，整個(gè)取樣過程均在無菌條件下進(jìn)行。準(zhǔn)備好潔凈的計(jì)數(shù)板，蓋上蓋玻片，用液槍取1mL藻液從蓋玻片邊緣慢慢滲入，避免產(chǎn)生氣泡，并用吸水紙吸走多余的藻液，每個(gè)樣品計(jì)數(shù)兩次，如果誤差大于15%，需要重新取樣計(jì)數(shù)，求最終的平均數(shù)。
比生長(zhǎng)速率計(jì)算公式[8]為
式中：X2為某時(shí)間間隔終結(jié)時(shí)的藻類現(xiàn)存量；X1為某一時(shí)間間隔開始時(shí)的藻類現(xiàn)存量；T2-T1為某一時(shí)間間隔。
1.5 數(shù)據(jù)處理分析
應(yīng)用SPSS20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，用origin 9.0繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 溫度對(duì)小球藻和銅綠微囊藻吸光度值(OD680)的影響
不同溫度(10℃～26℃)對(duì)小球藻和銅綠微囊藻吸光度值(OD680)的影響見圖1。從圖可知小球藻比銅綠微囊藻更耐低溫，而銅綠微囊藻更喜高溫。溫度對(duì)小球藻OD680的影響如圖1(a)，當(dāng)溫度為10℃時(shí)，前7天小球藻基本停止生長(zhǎng)，7天以后小球藻可能適應(yīng)較冷的環(huán)境，有一個(gè)緩慢上升的過程。在10℃時(shí)小球藻還能繼續(xù)生長(zhǎng)，說明10℃并沒有到達(dá)小球藻耐受最冷溫度值。溫度到達(dá)14℃以上，小球藻OD680值呈快速上升的趨勢(shì)，說明小球藻在14℃以上時(shí)能夠迅速生長(zhǎng)。26℃時(shí)小球藻生長(zhǎng)最快，但14℃以上也能夠快速生長(zhǎng)，并且14℃，18℃，22℃，26℃時(shí)小球藻的OD680值上升的趨勢(shì)是一致的，說明小球藻能夠適應(yīng)較低的溫度。通過單因子方差分析可知，14℃時(shí)小球藻OD680的值與18℃，22℃，26℃時(shí)小球藻OD680的值存在顯著性差異(P<0.05)，通過不同溫度和小球藻OD680值相關(guān)性比較分析可知，溫度和小球藻OD680的值存在顯著性差異(P<0.05)，說明溫度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響呈正相關(guān)，在14℃～26℃溫度越高越能刺激小球藻的生長(zhǎng)。
不同溫度對(duì)銅綠微囊藻OD680的影響如圖1(b)。溫度對(duì)銅綠微囊藻OD680的影響比較明顯，溫度與銅綠微囊藻OD680的變化呈正相關(guān)關(guān)系，且銅綠微囊藻比小球藻更不能耐受寒冷，當(dāng)溫度低于14℃時(shí)，銅綠微囊藻OD680值明顯呈下降趨勢(shì)，說明銅鋁微藻在低于14℃環(huán)境下生長(zhǎng)明顯受到抑制。當(dāng)溫度高于18℃時(shí)，溫度越高銅綠微囊藻OD680值越高，銅綠微囊藻OD680與溫度呈正比關(guān)系，說明銅綠微囊藻是喜熱的一種藍(lán)藻。通過單因素方差分析可知，10℃時(shí)銅綠微囊藻OD680值與18℃，22℃，26℃時(shí)銅綠微囊藻OD680值有顯著性差異(P<0.05)。從圖1(c)可知，當(dāng)溫度大于22℃時(shí)，小球藻OD680值大于銅綠微囊藻OD680值，當(dāng)溫度高于22℃時(shí)，小球藻OD680值低于銅綠微囊藻OD680值，說明小球藻更耐較低的溫度，而銅綠微囊藻在較高溫度生長(zhǎng)的更好。
圖1 不同溫度下兩種藻的OD值(OD680)的變化
2.2 不同溫度下小球藻和銅綠微囊藻藻細(xì)胞的生長(zhǎng)特征
不同溫度小球藻和銅綠微囊藻藻生長(zhǎng)情況見圖2，其特征生長(zhǎng)速率如圖3所示。小球藻藻細(xì)胞的數(shù)量與溫度有關(guān)，溫度越高，小球藻生長(zhǎng)的越好，但是在同樣的溫度條件下(22℃和26℃)銅綠微囊藻比小球藻生長(zhǎng)的好，而在相對(duì)低溫情況下(14℃和10℃)，小球藻比銅綠微囊藻生長(zhǎng)得好。說明小球藻比銅綠微囊藻更耐低溫，而銅綠微囊藻比小球藻更喜高溫。由此可以判斷以銅綠微囊藻為代表的藍(lán)藻在湖泊、河流和海洋中夏季生長(zhǎng)得更好，也就是夏季更容易爆發(fā)藍(lán)藻；以小球藻為代表的綠藻在晚春和初夏生長(zhǎng)得更好，綠藻會(huì)在藍(lán)藻之前爆發(fā)。兩種藻的比生長(zhǎng)速率(第9天)如圖3，小球藻在低溫(10℃)時(shí)的比生長(zhǎng)速率依然為正，說明小球藻在低溫時(shí)依然能夠生長(zhǎng)，只是生長(zhǎng)得比較緩慢，而銅綠微囊藻在低溫(10℃和14℃)時(shí)，比生長(zhǎng)速率為負(fù)，說明銅綠微囊藻在低溫時(shí)生長(zhǎng)基本停滯，在高溫時(shí)生長(zhǎng)得更好。
通過單因素方差分析可知，小球藻在10℃ 時(shí)的藻細(xì)胞密度生長(zhǎng)值與14℃,22℃時(shí)的藻細(xì)胞生長(zhǎng)值存在顯著性差異(P<0.05),與26℃ 的顯著性差異更明顯(P<0.01)，說明溫度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響很大。通過溫度與藻細(xì)胞生長(zhǎng)數(shù)量的相關(guān)性分析可知，溫度與細(xì)胞生長(zhǎng)數(shù)量相關(guān)性非常顯著，說明溫度與細(xì)胞數(shù)量存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。通過單因素方差分析可知，銅綠微囊藻在10℃ 的藻細(xì)胞數(shù)量與18℃,22℃,26℃的藻數(shù)量存在顯著性差異(P<0.05),而14℃的藻細(xì)胞數(shù)量與18℃,22℃,26℃的藻細(xì)胞數(shù)量也存在顯著性差異(P<0.05)。通過溫度和藻細(xì)胞數(shù)量的相關(guān)性分析可知，溫度和藻細(xì)胞數(shù)量相關(guān)性存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。通過兩種藻生長(zhǎng)曲線分析可知，在試驗(yàn)溫度的范圍內(nèi)，溫度與藻生長(zhǎng)情況相關(guān)。
圖2 不同溫度條件下小球藻和銅綠微囊藻的生長(zhǎng)曲線
圖3 不同溫度條件下小球藻和銅綠微囊藻第9天的比生長(zhǎng)速率的變化
2.3 不通溫度下小球藻和銅綠微囊藻PSⅡ的最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm
不同溫度對(duì)小球藻和銅綠微囊藻葉綠素?zé)晒獾挠绊懭鐖D4，小球藻在26℃時(shí)，其最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)處于平穩(wěn)上升的趨勢(shì)，且值相對(duì)較大，10℃時(shí)小球藻的Fv/Fm相對(duì)最小，但表現(xiàn)出緩慢上升的趨勢(shì)，說明較低溫度時(shí)小球藻仍可以繼續(xù)生長(zhǎng)。銅綠微囊藻的Fv/Fm根據(jù)溫度的不同，其變化趨勢(shì)更明顯，當(dāng)溫度為10℃和14℃時(shí)，銅綠微囊藻的Fv/Fm呈下降趨勢(shì)，且溫度越低下降越明顯。當(dāng)溫度較高(22℃，26℃)時(shí)銅綠微囊藻Fv/Fm表現(xiàn)出平穩(wěn)較高的狀態(tài)，說明較低溫度能夠抑制銅綠微囊藻的生長(zhǎng)，較高溫度更能促進(jìn)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)。
圖4 兩種藻在不同溫度條件下的最大化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)的變化
溫度是影響生物生長(zhǎng)的重要因素之一，對(duì)生物體內(nèi)細(xì)胞酶的活性及生化反應(yīng)的速率具有重要影響。[9]溫度是藻類進(jìn)行光合作用的影響因子，通過控制光合作用的酶促反應(yīng)或呼吸作用，直接影響浮游植物的生長(zhǎng)繁殖。溫度是影響藻類生長(zhǎng)繁殖的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)境因子，適宜的溫度是微藻迅速生長(zhǎng)繁殖的條件。許多研究表明[10-12]，溫度對(duì)藻類的生長(zhǎng)影響比較顯著，高于光照、pH等環(huán)境因素，溫度對(duì)不同的藻類生長(zhǎng)的影響有所差異。
3 結(jié)論
本試驗(yàn)控制光照和pH，研究溫度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明，溫度對(duì)小球藻和銅綠微囊藻生長(zhǎng)的影響有差異。當(dāng)溫度為10℃時(shí)，小球藻生長(zhǎng)緩慢，而銅綠微囊藻生長(zhǎng)基本停止甚至死亡。小球藻在10℃以上隨著溫度的上升其生長(zhǎng)速度迅速，30℃是小球藻的最適宜溫度。不同研究者的研究結(jié)果各有不同,可能是培養(yǎng)基不同或控制的光照、pH不同所致。
1)小球藻最適宜的生長(zhǎng)溫度為26℃。小球藻在低溫10℃也能繼續(xù)生長(zhǎng)，說明小球藻能夠耐受低溫，更容易生長(zhǎng)在春季的水環(huán)境中。
2)銅綠微囊藻最適宜的溫度也為26℃。銅綠微囊藻在10℃和14℃的相對(duì)低溫時(shí)，生長(zhǎng)表現(xiàn)停滯甚至死亡，說明銅綠微囊藻更喜高溫，容易生長(zhǎng)在夏季的水環(huán)境中。
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