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    重庆时时彩组选走势图: 香根草在富营养化水体中的应用.pdf

    关 键 词:
    香根草 富营养化 水体 中的 应用
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110082962.2

    申请日:

    2011.04.02

    公开号:

    CN102190375A

    公开日:

    2011.09.21

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的撤回IPC(主分类):C02F 3/32公开日:20111005|||公开
    IPC分类号: C02F3/32 主分类号: C02F3/32
    申请人: 蔡秋童
    发明人: 蔡秋童; 毛宣海; 王飞
    地址: 241000 安徽省芜湖市镜湖区更兴路3号凤凰山1栋1单元402
    优先权:
    专利代理机构: 芜湖安汇知识产权代理有限公司 34107 代理人: 谢世红
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110082962.2

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2011.10.05|||2011.09.21

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的撤回|||公开

    摘要

    本发明公开了香根草在富营养化水体中的应用,本发明与现有技术相比,体现了香根草根及茎叶浸提液、香根草种植水对铜绿微囊藻和巢湖水体混合藻类的生长抑制作用;香根草根和叶片分别对微囊藻毒素MC-LR的吸收和降解作用。由于香根草的发达根系,而且可以在富营养化水体生长,通过在湖岸边或者利用浮床种植香根草不仅可以吸收水体氮磷、改善水质、可以护堤,还可以有效抑藻并吸收蓝藻毒素,对水环境的?;ぞ哂斜冉现匾挠τ靡庖?。

    权利要求书

    1.香根草在富营养化水体中的应用。2.香根草作为铜绿微囊藻抑制剂的应用。3.香根草的根、叶作为蓝藻毒素吸附剂的应用。

    说明书

    香根草在富营养化水体中的应用

    技术领域

    本发明属于香根草的用途这一技术领域。

    背景技术

    香根草(Vetiveria?zizanioides(L.)Nash,英文名vetiver),是禾本科多年生植物,因其根香而得名。现在已在我国大多数省进行推广繁殖与开发利用。

    香根草根系长达5米,有“世界根系最长的草本植物”之称香根草根系往往呈交错网状,与土壤颗粒形成复合体,具有很强的穿透性、抗冲击力和抗侵蚀能力,根系平均抗张力强度可达75兆帕,相当于同等直径低碳钢极限强度的1/6。因而,香根草根系有“钢筋网”之称,是固坡护堤的优良材料。

    香根草在完全水淹下能正常生长,在非常紧实、强酸(pH=4)或强碱(pH=11)、咸水以及重金属污染的土壤上也能生长,具有很强的生存能力和抗逆能力。

    富营养化的重要表征之一就是蓝藻水华的暴发,蓝藻水华造成的最主要危害之一是产生和释放以微囊藻毒素(MCs)为主要类型的蓝藻毒素。MCs异构体中的MC-LR是目前已知毒性仅次于二噁英的剧毒化合物,可损害动物肝脏、致癌等。蓝藻毒素可被水生生物吸收和累积,并随食物链传递。据报道在巢湖渔民的血清中还检测到MCs的存在。

    传统的化学、物理和生物操纵等除藻方法往往存在着二次环境污染、操作难度大、效果差等缺点。

    发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种效果好的除去富营养化水体中蓝藻和蓝藻毒素的方法。

    本发明解决技术问题的技术方案为:香根草在富营养化水体中的应用。

    香根草作为铜绿微囊藻抑制剂的应用。

    香根草的根、叶作为蓝藻毒素吸附剂的应用。

    本发明与现有技术相比,体现了香根草根及茎叶浸提液、香根草种植水对铜绿微囊藻和巢湖水体混合藻类的生长抑制作用;及香根草根和叶片分别对微囊藻毒素MC-LR的吸收和降解作用。由于香根草的发达根系,而且可以在富营养化水体生长,通过在湖岸边或者利用浮床种植香根草不仅可以吸收水体氮磷、改善水质、可以护堤,还可以有效抑藻并吸收蓝藻毒素,对水环境的?;ぞ哂斜冉现匾挠τ靡庖?。

    附图说明

    图1为15%香根草种植水对铜绿微囊藻的抑制作用的数码显微镜图。

    图2为10%香根草种植水对铜绿微囊藻的抑制作用的数码显微镜图。

    图3为5%香根草种植水对铜绿微囊藻的抑制作用的数码显微镜图。

    图4为对照组对铜绿微囊藻的抑制作用的数码显微镜图。

    具体实施方式

    下面结合实施例对本发明作详细的说明。

    实施例1:香根草的抑藻作用

    1.1试验材料

    香根草(Vetiveria?zizanioides(L.)Nash.)采自安徽岳西县菖蒲镇水畈村香根草种植基地。

    试验藻种毒性铜绿微囊藻(Microcystis?aeruginosa)由安徽师范大学生命科学学院提供,藻种培养采用BG-11培养基。

    BG-11培养基的成分为:NaNO3,1.5g/L,K2HPO4·3H2O,0.04g/L,MgSO4·7H2O,0.075g/L,CaCl2·2H2O,0.036g/L,柠檬酸,0.006g/L,柠檬酸铁铵,0.006g/L,EDTA,0.001g/L,Na2CO3,0.02g/L,蒸馏水,919mL/L。

    藻种的培养:于无菌条件下,在已洗净消毒的三角锥形瓶中各加入100mL培养基,接入藻种,摇匀,置光照培养箱中进行培养。培养条件:光照度4000Lx,光照12h/d(即12小时的光照、12小时的暗处),温度24±2℃。每天摇动锥形瓶四次,并添加一定量的培养基,使藻细胞处于对数增长期。

    巢湖水体混合藻类的采集与处理:巢湖富营养化水体混合藻于采自巢湖西半湖塘西湖区,即直接从水面下取来水样,用100目的塑料纱网过滤以除去群体藻和小型水生动物,过滤后的含藻水样经稀释后镜检绝大多数为微囊藻属(Microcystis),极小部分为鱼腥藻、球藻、硅藻,在藻液中添加部分BG-11培养基,放铜绿微囊藻同样培养条件下培养一周后,再进行反复转接,直到在显微镜下没有发现其它杂菌,然后进行抑藻实验。

    1.2制备香根草根及茎叶浸提液

    将10g香根草根、10g茎叶分别洗净、蒸馏水淋洗、晾干,剪碎,放入大烧杯中用500mL蒸馏水浸泡3天,然后在回旋式振荡器振荡24h,以使其化感物质充分的溶出,接着用滤纸过滤得到浸提液,再将其用0.22μm微孔滤膜过滤,除去微生物。

    1.3香根草培养,制备种植水

    将香根草剪去部分茎叶后洗净,再用蒸馏水冲洗后,用滤纸吸干水分,放入经清洗干净的三角烧瓶中,采用BG-11培养基进行驯化培养,光照度4000Lx,光周期12L:12D,温度24±2℃,5d后,移去香根草,用定性滤纸过滤得到种植水。将种植水用0.22μm微孔滤膜过滤,除去微生物,然后进行抑藻实验。

    1.4香根草根及茎叶浸提液对铜绿微囊藻的抑制作用

    取每份15mL浸提液置250mL已灭菌的三角烧瓶中,加入30mL?2倍浓度的BG-11培养基以保证营养盐的供给,再各接入55mL对数增长期的铜绿微囊藻,总体积为100mL;

    对照组除含相同体积培养基和藻液外,加15mL蒸馏水,具体添加按表1进行,各组藻液起始浓度均为3.8×105个/mL,平行三份;放在光照培养箱中按藻种培养条件进行培养,于实验第2,4,6天取藻液用血球计数板在光学显微镜下进行藻细胞计数。抑制率采用公式IR(%)=(1-N/N0)×100计算,其中N为实验组藻密度,N0为对照组藻密度(以下1.5,1.7计算方法相同)。

    表1香根草根与茎叶浸提液对铜绿微囊藻的抑制作用

    表2香根草根及茎叶浸提液对铜绿微囊藻生长的影响

    由表2可知,两种浸提液对铜绿微囊藻都有一定的抑制作用,最大抑制率在第4天,分别达到81.4%和66.3%,香根草根浸提液要明显好于其茎叶浸提液。但到第6天有轻度回升的倾向,这可能是浸提液中的化感物质在水体中开始降解的缘故。

    1.5香根草种植水对铜绿微囊藻的抑制作用

    抑藻实验操作步骤同2.3,仅将浸提液换成种植水,并设计5%、10%和15%(v/v)三个不同的浓度梯度,具体按表3进行添加。

    表3香根草种植水对铜绿微囊藻的抑制作用

    表4香根草种植水对铜绿微囊藻生长的影响

    表4表明,三种不同浓度的种植水对铜绿微囊藻均有一定的抑制作用,且有剂量-效应相关性,5%种植水对铜绿微囊藻的抑制作用很弱,15%种植水对铜绿微囊藻的抑制作用最明显,到第6天,与同期对照组相比,其抑制率达到90.7%。

    图1、2、3、4是在Motic数码显微镜下拍摄的不同浓度组作用第4天时的照片,从照片可看出,随着浓度的升高,各组藻细胞形态上有显著的不同,对照组中的细胞大多还处于分裂生长状态;5%浓度组细胞虽然从数量上看,与对照组相比没有特别明显的减少,但细胞形态已发生了改变,有质壁分离现象,说明了还是对蓝藻细胞有一定的作用;10%与15%组细胞已基本处于溶解状态,以15%组最明显,溶解后的细胞残体聚集在一起。

    从图1可以清楚地看出高浓度组的作用效果非常好,肉眼几乎看不到有藻的存在,说明了香根草根确实分泌能抑制藻类生长的化感物质至水体。

    1.6香根草根与茎叶浸提液、种植水对巢湖混合藻类的抑制作用

    将反复转接培养后的巢湖水体混合藻110mL加入至已灭菌的三角烧瓶中,再按表5添加。

    表5香根草根与茎叶浸提液、种植水对巢湖混合藻类的抑制作用

    每组三个平行,摇匀,放在光照培养箱中按藻种培养条件进行培养。于实验第2,4,6天取藻液测定混合藻叶绿素a含量。叶绿素a测定与计算方法参照文献(叶居新,何池全,陈少风.石菖蒲的克藻效应.植物生态学报,1999,23(4):379-384.)。抑制率采用公式IR(%)=(1-N/N0)×100计算,其中N为实验组叶绿素a含量,N0为对照组叶绿素a含量。

    表6香根草根与茎叶浸提液、种植水对巢湖混合藻类的抑制作用

    表6表明,香根草根、茎叶浸提液以及香根草种植水对巢湖水体混合藻类的生长也有不同程度的抑制作用,到第4天,香根草根、茎叶浸提液抑制作用达到最大,抑制率分别为68.9%和55.1%,香根草种植水的最大抑制率仍在第6d,为79.8%,其抑藻效果为种植水>根浸提液>茎叶浸提液。

    1.7香根草与不同密度铜绿微囊藻共培养对铜绿微囊藻的抑制作用

    将香根草(主要为根,保留3cm长的茎叶)洗净,再用蒸馏水冲洗,用滤纸吸干水分,称取30g放入干净大烧杯中,将其固定于烧杯的一侧,加入铜绿微囊藻藻液(按表7添加),再加入BG-11培养基,为防止光的影响,对照组加等量的塑料草,自然光照,于实验的2,4,6天取藻液进行藻细胞计数。

    表7香根草与不同密度铜绿微囊藻共存实验

    表8香根草与不同密度铜绿微囊藻共存时对铜绿微囊藻的抑制作用

    表8说明在共培养过程中,香根草分泌的化感物质对铜绿微囊藻均有抑制作用,但对藻密度低的实验组抑制效果较对藻密度高的好,于实验第6d最大抑制率达到92.7%,而对藻密度高的组最大抑制率为64.6%。进一步表明香根草在共培养的生长过程中可不断向水体分泌化感抑藻物质。

    实施例2:香根草对藻毒素的去除作用。

    2.1试验材料

    香根草(Vetiveria?zizanioides(L.)Nash.来源于实施例1。

    2.2试剂

    蓝藻毒素MC-LR由安师大生物化学教研室提供,为中科院武汉水生生物研究所产品.

    2.3香根草根及叶对MC-LR的吸收实验

    从培养10天后的香根草中选出新长出的根以及靠根部新长出的嫩叶,洗净后用蒸馏水冲洗3次,再用滤纸吸干水分(操作在超净工作台进行)进行藻毒素吸收实验。

    在BG11培养基中加入经灭菌的MC-LR,MC-LR的浓度,分别为1、5和10μg/L。将2g鲜重的根或叶浸入100mL的MC-LR溶液中,2天后取出香根草根和叶,用少量蒸馏水洗涤3次,搜集洗涤的蒸馏水并入培养液中,对培养液中MC-LR进行固相萃取,然后进行HPLC(高效液相)测定,由于光能够降解藻毒素,故设不加香根草组织的对照组以排除光的降解部分。

    MC-LR的吸收量(μg/g)=[(MC-LR加入量-培养液中MC-LR残留量-对照组的减少量)]/香根草重量(鲜重)。

    将取出后的香根草根和叶,用少量蒸馏水洗涤3次,以除去表面的MC-LR,然后用滤纸吸干表面水分。根和叶分别称重后,进行根或叶组织细胞内MC-LR的提取并同样进行固相萃取,然后进行HPLC测定。

    香根草对MC-LR的降解量(μg/g)=[香根草对MC-LR的吸收量-香根草组织中残留量]/香根草重量(鲜重)

    表9香根草对MC-LR的吸收作用(ug/g鲜重)

    表10香根草根及叶对MC-LR的降解作用(ug/g鲜重)

    ??MC-LR浓度(ug/L)
    ??10
    ??5
    ??1
    ??MC-LR被根吸收的量
    ??0.22±0.06
    ??0.13±0.04
    ??0.02±0.01
    ??MC-LR被叶吸收的量
    ??0.25±0.09
    ??0.14±0.06
    ??0.03±0.01
    ??根中残留量
    ??0.13±0.04
    ??0.06±0.03
    ??无
    ??叶中残留量
    ??0.18±0.06
    ??0.08±0.04
    ??无
    ??被根降解的量
    ??0.09±0.02
    ??0.07±0.01
    ??无
    ??被中降解的量
    ??0.07±0.03
    ??0.06±0.02
    ??无

    由表9所示,随着MC-LR浓度的上升,香根草对MC-LR的吸收量增加。在10μg/L的浓度下,香根草根和叶对MC-LR的吸收量分别可达到0.22±0.06μg/g和0.25±0.09μg/g鲜重,在1μg/L的低浓度下,香根草根和叶对MC-LR的吸收量分别为0.02±0.01μg/g和0.03±0.01μg/g鲜重。叶的吸收作用较根要好。

    由表10所示,香根草的根和茎叶对MC-LR可有部分降解,其中根的降解作用略大于茎叶,在10μg/L的浓度下,香根草根对MC-LR的降解量为0.09±0.02μg/g鲜重,叶对MC-LR的降解量为0.07±0.03μg/g鲜重;在5μg/L的浓度下,香根草的根和茎叶对MC-LR降解量稍低于高浓度组,而在1μg/L的浓度组由于量太少,无法测得其残留量。

    由实施例2所示:香根草的根和叶对MC-LR均有吸收作用,而且吸收的量随着MC-LR浓度的上升而增加;叶的吸收作用较根好。香根草的根和叶对MC-LR有轻微的降解作用,根的降解能力大于叶。

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