小麦麸皮抑藻物质鉴定、抑藻机理及对小型水体蓝藻的去除

近年来我国许多水体先后爆发严重的蓝藻水华，化学除藻是目前小型水体蓝藻水华去除的主要方法，但是用该方法除藻会造成环境二次污染和（或）由于化学除藻剂毒性作用缺乏选择性而导致水体生态系统崩溃等问题。有些生物源物质对蓝藻具有选择性抑制作用，以生物源物质除藻属于一种环境友好型除藻方法，在小型水体蓝藻水华的去除方面具有很大的应用潜力。我们前期研究工作表明小麦麸皮水浸提液对蓝藻有较强的选择性抑制作用。本项目拟通过分析小麦麸皮水浸提液成分，并以毒理学试验筛选出有效抑藻成分。从蓝藻受胁迫后的生理生化和超微结构改变的角度来深入研究有效抑藻成分抑藻作用机理。然后拟通过开展野外原位试验，探讨有效抑藻成分对小型水体蓝藻水华的去除效果，并结合有效抑藻成分对水体常见浮游生物的毒性研究，初步评价有效抑藻成分的生态安全性，为开发安全和环境友好型小麦麸皮源除藻剂打下理论基础。

我们严格按照本青年基金的研究计划，开展了本基金的各项研究内容。目前已按计划全部完成了本青年基金的研究内容。在本基金的资助下，我们共发表科研论文6篇，其中SCI论文5篇，SCI论文的影响因子累计为13.39，超额完成了本青年基金预期的成果产出。.三年来，我们按照研究计划对本基金开展研究，取得的主要结果如下： .利用大孔树脂粗分，Sephadex-G15细分，最后用HPLC-MS并结合标准品对小麦麸皮水浸提液有效抑藻组分进行分离、鉴定。从小麦麸皮水浸提液中成功分离鉴定的抑藻物质主要有：油酸酰胺、丁香酸、L-赖氨酸、L-缬氨酸、单宁酸、槲皮素。分别测试了油酸酰胺、丁香酸、L-赖氨酸、L-缬氨酸、单宁酸对铜绿微囊藻生长的抑制情况。结果表明，当油酸酰胺的浓度≥1mg/L、丁香酸≥40mg/L、L-赖氨酸≥9mg/L、L-缬氨酸≥4mg/L、单宁酸≥10mg/L时均对铜绿微囊藻具有明显的抑制作用。.在这些抑藻物质当中，油酸酰胺的抑藻效应最强，所以我们着重研究了油酸酰胺的抑藻机理及野外除藻试验。研究结果表明，高浓度的油酸酰胺能降低铜绿微囊藻光合系统Ⅱ电子传递效率，其作用靶位点可能是微囊藻PSⅡ反应中心电子受体侧。透射电镜研究结果表明，油酸酰胺胁迫能导致微囊藻细胞质膜受损。油酸酰胺胁迫下微囊藻细胞内脂肪酸C16:0的含量急剧降低，而C18:1的含量急剧增加，C18:1相对含量的增加，导致细胞质膜的流动性加强，进而导致细胞质膜的稳定性降低，最终导致细胞质膜的破裂。此外，我们还系统探究了油酸酰胺胁迫下微囊藻细胞内脂肪酸合成相关基因的表达特性。试验结果表明，油酸酰胺胁迫下微囊藻细胞内脂肪酸合成相关基因普遍上调表达。这可能与细胞的应急效应有关。.利用油酸酰胺进行了野外围隔原位除藻试验。试验结果表明，在整个试验周期31 d内，投加油酸酰胺后水体叶绿素a含量均低于对照，而水体透明度均高于对照。试验前期，水体氨氮和总磷含量显著低于对照，在试验后期与对照相比无显著差异。水体微囊藻毒素检测结果显示投加油酸酰胺对水体微囊藻毒素含量没有明显影响。本野外原位除藻试验结果表明，油酸酰胺能有效的去除水体的蓝藻水华，是一种具有除藻应用潜力的杀藻物质。