梭鱼草根茎提取物对铜绿微囊藻光合作用的影响开题报告

1. 研究目的与意义

近年来全国各地的湖泊、河流、水库等水质资源都不同程度的受到大面积爆发藻类的影响，有害的藻类对于人类生活如水产养殖业、供水行业等都有着一定的危害，同时也破坏了水域的景观生态平衡，产生一系列严重的环境、经济和社会问题。目前常见且较受关注的淡水水华优势种是铜绿微囊藻，其产生的微囊藻毒素具有极强的致肝癌性，并且微囊藻毒素可通过食物链进行富集进而影响人类及其他动物的健康，危害极大。因此，如何有效地控制富营养化水体中有害藻类水华的爆发成为当前环境工作者研究的热点及前沿问题。

从 hasler首次发现水生植物对藻类有抑制效果开始，学者们就开始针对植物对藻类的抑制效应展开了研究。近些年来，研究发现植物之所以能够对藻类生长产生抑制作用，是因为植物会分泌化感物质，而这些物质就是抑制藻类生长的根源。随着具有抑藻效应的化感物质的成功分离及鉴定，利用植物化感作用来控制藻类生长的相关研究也越来越多。抑藻化感物质是植物生长过程中所产生的次级代谢产物，作为自然产物它们一般不会在生态系统中长期积累，不会破坏生态系统平衡，所以利用植物化感作用进行藻类控制具有良好的生态安全性。

本研究旨在通过研究梭鱼草根茎提取物丁二酸对铜绿微囊藻光合作用的影响，旨在探索水生植物的化感抑藻机理，为当今合理利用水生植物控制蓝藻水华的大面积生长和开发生态安全的植物源抑藻剂等实践提供坚实的理论基础。

2. 国内外研究现状分析

目前，学术界对于植物化感作用的研究以及化感物质的分离鉴别主要集中于水生植物上，水生植物按生活方式分可分为挺水植物、浮水植物、沉水植物和漂浮植物。水生植物和藻类同样生活在水中，因此通过研究水生植物化感抑藻机理来控制藻类水华爆发是一个生态、便捷、安全的渠道。同时水生植物也具有美化水域生态景观和吸收水体中营养元素与藻类形成竞争的作用。因此，水生植物在修复受损水体、维持水域生态平衡与抑制藻类方面具有其独特的优势。

在过去的几十年里，环境工作者们在实验室和种植田中进行了大量的有关水生植物化感物质的分离鉴别和植物抑藻作用的实验。Gross等研究发现从沉水植物穗状狐尾藻芽中提取的化感物质对淡水藻具有显著的抑制效果；从芦苇中分离鉴定得到的化感物质2-乙酰乙酸甲酯（EMA）对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）和铜绿微囊藻有很强的抑制作用，对莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的生长却无影响，然而可以促进普通小球藻（Chlorella vulgaris）的生长；通过在铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)培养物中添加美人蕉(Canna indica)种植水的实验结果推断出美人蕉自身代谢产生的化感物质释放于水体中,可有效抑制铜绿微囊藻的正常生长。除此之外，水生植物如凤眼莲、金鱼藻、红掌、马来眼子菜、伊乐藻、苦草、梭鱼草、石菖蒲等都具有较强的抑藻效果。近年来的相关研究已先后从不同生活型的水生植物中分离鉴定，并且对其抑藻机理有较深研究的化感物质主要包括：酚酸类焦性没食子酸（PA），儿茶酸（CA），鞣花酸（EA），五倍子酸（GA），子单宁（EUG）；脂肪酸类的壬酸（NA），顺-6 -十八烯酸（6OA），油酸（9OA）；简单酯类的 2-甲基乙酰乙酸乙酯（EMA）以及生物碱类禾草碱（gramine）。这些化感物质主要通过影响藻类的抗氧化系统和光合作用系统来发挥对藻类的抑制作用的。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：做相关实验，分析实验数据，对数据进行总结评价，根据其中得出的规律特点，提出切实可行的意见。

研究计划：

2019.01.09 ~ 2019.02.24 前期查阅相关文献，将有效的文献分类总结，搜集完备资料；

4. 研究创新点

绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物，并释放出能量。植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。而对于藻类来说真核藻类，如红藻、绿藻、褐藻等，和高等植物一样具有叶绿体，也能够进行产氧光合作用。光被叶绿素吸收，而很多藻类的叶绿体中还具有其它不同的色素，赋予了它们不同的颜色。属于原核生物的蓝藻（或者称蓝细菌）同样含有叶绿素，和叶绿体一样进行产氧光合作用。

本研究旨在通过研究梭鱼草根茎提取物丁二酸对铜绿微囊藻光合作用的影响，旨在探索水生植物的化感抑藻机理，为当今合理利用水生植物控制蓝藻水华的大面积生长和开发生态安全的植物源抑藻剂等实践提供坚实的理论基础。