多肋藻提取物对两种赤潮微藻的生长抑制作用研究

2017-08-22 21:35刘忠晓
绿色科技 2017年14期

刘忠晓

摘要:通过测定赤潮微藻细胞密度,分析了微藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖等生理生化指标的变化,研究了多肋藻(Costaria costata)提取物对2种赤潮微藻塔玛亚历山大大藻(Alexandum tamarense)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)生长的影响。结果表明:当提取物浓度为16g/L时能显著抑制东海原甲藻的生长,生长抑制率为57.8%,当提取物浓度为32g/L是显著抑制塔玛亚历山大大藻的生长,抑制率为58.8%。同时,2种微藻的叶绿素、可溶性蛋白质和多糖含量显著降低,比对照组的相应含量低约80.0%。

关键词:赤潮微藻;东海原甲藻;塔玛亚历山大大藻;生长抑制;多肋藻提取物

中图分类号:X55

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)14-0068-03

1 引言

赤潮,又称为有害藻华,随着污染物对海洋污染的日趋加重,已成為全球性的海洋灾害,,对近海水域生态环境、人类生活和沿海水产业的可持续发展造成了极大的威胁。近20年来,发生在我国的有害赤潮事件达到300多起,仅1998年就发生22起赤潮事件,经济损失达10亿元以上[1]。赤潮产生的毒素由鱼类、贝类等生物传递给人类[2],有害赤潮严重制约着沿海经济的发展、破坏海洋生态环境进而威胁人类健康[3]。

近来研究者提出利用黏土矿物,季铵盐类化合物[4]以及病毒[5]、细菌[6]等方法抑制或灭杀赤潮微藻,这些研究取得一定成果,但是外来添加物质可能对海洋水体产生不可预见的影响,现在利用海洋环境中的生物因子进行赤潮的防控已经越来越引起重视[7].

海藻在代谢过程中可向环境中分泌抑藻物质,抑制赤潮微藻的生长,例如,从墨角藻(Fucus vesiculosus)中分离出的聚酚能抑制陆兹单鞭金藻(Monochrysis)的生长[8],从空石莼体内也分离鉴定出抑制赤潮异弯藻的9,12,15-十八碳三烯酸等物质[9]。

多肋藻(Costaria costata)隶属于褐藻门海带目多肋藻属,主要自然生长于太平洋北部沿岸、日本海和鄂霍次克海、大彼得湾等海域。多肋藻因富含褐藻胶及多种人体必需的氨基酸,营养价值较高,同时也是海藻工业的重要原料,近年来对其研究逐渐增多。

本实验采用日本采集的多肋藻,提取水溶性物质,研究其对赤潮微藻塔玛亚历山大大藻和东海原甲藻的抑制作用,通过实验测定藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖等生理指标的变化,分析多肋藻水提物对这2种赤潮微藻的生长影响,以期为进一步研究多肋藻抑藻物质提供实验基础和理论依据。

2 材料与方法

2.1 实验材料

塔玛亚历山大大藻、东海原甲藻来自于中国科学院海洋研究所种库,在f/2培养液中培养[10].培养温度为20℃,光照3500lx,光暗比为12∶12。多肋藻采自日本北海道函馆惠山,原料经自来水洗涤,除去泥沙,干燥,粉碎后保存备用。

天然海水经过脱脂棉和300目筛娟过滤,煮沸、冷却。pH值和盐度分别调节至8.5和30备用。

2.2 多肋藻水提物的制备

称取100 g多肋藻干粉末,置于500 mL圆低烧瓶中,加水,加热回流提取8 h,离心去除多肋藻,上清液经旋转蒸发浓缩,冷冻干燥成粉末,得到多肋藻提取物22.5 g。

2.3 抑藻实验

在f/2培养基中,分别添加一定量的多肋藻,浓度为2、4、8、16、32 g/L,接种2种赤潮微藻,培养混合液总体积为250ml。东海原甲藻和塔玛亚历山大藻接种密度分别为5×104 cells/mL、6×104 cells/mL,同时设定添加相同体积空白对照组,每个处理3个重复。

培养瓶置于GXZ-260B智能型光照培养箱中培养,温度26℃,光照强度3500lx,光暗比12∶12。每天定时摇动培养瓶2次。每隔1天从培养瓶中取1 mL培养液,用Lugol′s试剂固定后,计数藻细胞数量的变化。第10 d,测定藻细胞叶绿素、蛋白质和多糖含量。

2.4 微藻的生理指标测定

2.4.1 叶绿素的测定

藻液5000 r/min离心15 min,弃去上清液,加入90%丙酮,4℃抽提24 g,离心后,测定上清液630、645和665 nm吸光度,参照文献[11]计算叶绿素含量(以细胞干重衡量,mg/g)。

2.4.2 蛋白质和多糖的测定

15 mL藻液2000 r/min离心10 min,弃去上清液,藻泥于-20℃冻融碾碎后,加入3 mL 磷酸缓冲液(PBS,磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的混合溶液)并充分震荡,离心10 min。上清液用于测定蛋白质和多糖。

蛋白质含量测定:取1 mL上清液加入3 mL考马斯亮蓝溶液,测定595 nm处的吸光度,根据标准蛋白质曲线,确定蛋白质的含量。

多糖含量测定:取1 mL上清液加入0.1 mL硫酸锌,沸水浴5min,立即加入亚铁氰化钾0.1 mL,离心10 min,取上清液1 mL加到3 mL蒽酮中,沸水浴10 min,用冷水迅速冷却至室温,稳定后测定620 nm波长处的吸光度,根据标准葡萄糖溶液曲线确定多糖的含量。

2.5 数据处理

实验数据采用SPSS11.5软件包进行独立样本检验统计分析,p﹤0.05为显著性差异,p﹤0.01为极显著性差异。

微藻生长抑制率:I=(1-N/N0)×100%,式中,N为处理组藻细胞密度(×104 cells/mL);N0为对照组藻细胞密度(×104 cells/mL)。

3 结果与分析

3.1 多肋藻提取物对2种赤潮微藻生长的影响

從图1、图2可以看出,多肋藻提取物对东海原甲藻和塔玛亚历山大藻2种赤潮微藻的生长表现出较强的抑制作用。生长抑制率最高依次为60.94%、58.8%。

2.2 多肋藻提取物对2种赤潮微藻叶绿素、蛋白质和多糖含量的影响

图3~5表明,多肋藻提取物对2种赤潮微藻的叶绿素、蛋白质和多糖的合成表现出较强的抑制作用。浓度为32 g/L时,叶绿素、蛋白质与多糖含量比对照组分别下降了86.7%、83.3%与85.7%。

3 讨论

本文研究表明,多肋藻提取物对2种赤潮微藻均有不同程度的抑制作用,而且这种抑制效应具有浓度依赖性。多肋藻提取物对2种微藻的抑制作用稍有不同,可能与他们的细胞结构有关,塔玛亚历山大藻细胞外涵盖一层坚硬的外壳[12],因而对外来生长抑制物质具有一定的抵挡性。

通过对多肋藻提取物的抑藻实验,可以得出多肋藻提取物中含有抑藻物质,对赤潮微藻的生长有抑制作用,多肋藻提取物不仅可以降低细胞生长浓度,还可以降低赤潮微藻的叶绿素、蛋白质和多糖的含量,但其具体抑藻活性成分以及作用机制还有待于后续进一步的研究。

参考文献:

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