八角金盤對水華藍藻的他感抑制效應研究

吳思逸　陳建中　張巧萍　陳露露　張淑薇

摘要 [目的]探討八角金盤對水華藍藻生長的抑制效果。[方法]以南太湖水華藍藻作為試驗材料，研究了不同處理方式下八角金盤對水華藍藻生長的影響。[結果]八角金盤葉片提取液、高壓滅菌葉柄和葉組織以及新鮮葉組織對水華藍藻的生長均有不同程度的抑制作用，其中0.5%葉片提取液和0.5%高壓滅菌葉柄的抑制作用最為明顯，處理21 d后幾乎完全抑制了藍藻的生長；在不同的植物組織和不同處理方式中，0.5%處理濃度最能有效地抑制水華藍藻的生長。[結論]八角金盤葉片可以有效地抑制水華藍藻的生長。

關鍵詞 水華藍藻；八角金盤；他感抑制

中圖分類號 S188 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）19-209-03

近年來，隨著工農業迅速發展和城鎮化加速，大量未經處理或有效處理的生活、工業污水隨意排放，水體富營養化狀況日益嚴峻，造成藍藻季節性的大規模暴發，水體中含氧量減少，水生動植物大量死亡，生物鏈遭到嚴重破壞[1]。藍藻水華暴發后期，一些產毒藍藻向水體中釋放毒素，毒素通過生物鏈循環累積增加，給人類日常生活帶來潛在危害[2]。雖然已有研究表明一些物理化學方法可以直接清除藍藻，但易使藍藻細胞破碎，造成新一輪的污染[3]。為改善藍藻暴發對各地水域的影響，越來越多的科學家提出利用植物間的相互作用來抑制藻類的生長。目前，許多陸生、水生植物已被證實能夠抑制藍藻生長[1，4-9]。筆者以水華藍藻作為試驗對象，研究八角金盤葉提取液、高壓滅菌葉柄和葉組織及新鮮葉組織對水華藍藻生長狀況的影響，以期為植物他感作用抑藻的應用和水華藍藻的生態控制提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 水華暴發期間從浙江省湖州市太湖南岸表層水體中分離獲得銅綠微囊藻，經室內擴大培養后用于試驗。八角金盤于2014年8月13日取自湖州師范學院東校區，清洗后晾干待用。

1.2 試驗方法

1.2.1 八角金盤葉片提取液的制備。按照Chen等[4]所描述的方法制備提取液。將50 g新鮮八角金盤葉片切割成小于5 mm×5 mm的小塊，混合后隨機取20 g放在200 ml蒸餾水中煮沸2 h，冷卻后用玻璃纖維濾紙（Whatman GF/C）過濾，最后將濾液定容至200 ml。

1.2.2 八角金盤葉片提取液的抑藻活性試驗。在裝有BG-11培養基的培養瓶中，分別添加制備好的八角金盤葉片提取液，隨后對培養基進行高壓滅菌，待培養基冷卻后每瓶接種2 ml處于對數生長期的水華藍藻。八角金盤葉片提取液的處理濃度分別為0.01%、0.1%、0.5%、1%，以蒸餾水作為對照，每個處理設4個重復。接種后將所有培養瓶置于培養室的培養架上進行培養，培養條件為：溫度（25±2）℃，光強為2 000 lux，光暗周期比為12 h∶12 h，每天搖瓶1次。培養0、1、3、5、…、29、31 d后，利用可見分光光度計在665 nm波長下測定藍藻的OD值，再根據所測定的藍藻OD值，得出藍藻生長曲線，從而確定藍藻的生長狀況。

1.2.3 高壓滅菌八角金盤葉柄、葉組織對水華藍藻的抑制效應。在200 ml BG-11培養基中，直接添加0.1%、0.5%、1%小于5 mm×5 mm的新鮮八角金盤葉柄、葉組織材料小塊，每個處理設4個重復。然后進行高壓滅菌，冷卻后向培養基中加入2 ml處于對數生長期的水華藍藻進行培養，培養條件及測定方法同上。

1.2.4 新鮮八角金盤葉組織的抑藻活性試驗。新鮮八角金盤葉片用0.5%次氯酸鈉溶液消毒滅菌30 min后，無菌水沖洗5次。在無菌條件下，將滅菌過的新鮮葉組織切割成小于5 mm×5 mm的小塊，隨即加入已高壓滅菌過的200 ml BG-11培養基中，處理濃度為0.1%、0.5%和1%，最后接種2 ml處于對數生長期的水華藍藻進行培養，培養條件及測定方法同上。

1.3 數據處理 應用Excel軟件進行數據處理和作圖。

2 結果與分析

2.1 八角金盤葉片提取液對水華藍藻生長的影響 由圖1可知，0.5%、1%八角金盤葉片提取液分別處理11、13 d后即開始呈現一定的抑藻效應，處理21 d后藍藻的生長量處于最低水平，處理31 d后藍藻的生長量分別為對照的16.65%和27.44%；0.01%和0.1%葉片提取液對水華藍藻的生長無明顯抑制作用。分析表明，八角金盤葉片提取液中含有抑制藍藻生長的化學成分，較高濃度的八角金盤葉片提取液中含有較高濃度的抑藻成分，因此較高濃度的八角金盤葉片提取液具有很好的抑藻效應。與此相類似，0.5%蘆竹組織提取液的抑藻效果優于0.01%、0.05%和0.1%的蘆竹組織提取液[7]。

2.2 高壓滅菌八角金盤葉柄對水華藍藻生長的影響 Chen等[4，9]認為，高壓滅菌預處理后的植物組織具有更強的抑藻活性，可能是由于高壓滅菌預處理有利于植物組織中抑藻物質的釋放。由圖2可知，0.5%、1%高壓滅菌葉柄分別處理9、13 d后即表現出對藍藻的抑制作用，處理31 d后水華藍藻的生長量分別為對照的11.31%和20.66%；0.1%高壓滅菌八角金盤葉柄組織對水華藍藻的生長無明顯影響。研究表明，高壓滅菌的八角金盤葉柄組織中同樣含有抑制藍藻生長的成分，較高濃度（0.5%～1%）的高壓滅菌八角金盤葉柄具有顯著的抑藻效果。

2.3 高壓滅菌八角金盤葉組織對水華藍藻生長的影響 由圖3可知，處理5、13 d后0.1%、0.5%高壓滅菌葉組織分別表現出對藍藻的抑制效應，處理15 d后藍藻的生長量分別為對照的20.21%和62.96%，處理31 d后藍藻的生長量分別為對照的56.76%和28.44%；1%高壓滅菌葉組織處理19～25 d后，藍藻的生長量低于對照，表現出一定的抑制作用。分析表明，高壓滅菌八角金盤葉組織中既含有抑制藍藻生長的成分，還可能含有促進藍藻生長的營養成分，高壓滅菌八角金盤葉組織對水華藍藻生長的影響是其抑藻成分和營養成分共同作用的結果。

圖2和圖3表明，不同的植物組織經高壓滅菌預處理后具有不同的抑藻效果，如果植物組織預處理后釋放的抑藻物質占優勢，則具有明顯的抑藻作用；如果預處理后也同時釋放出較多的營養物質，抑藻效應則會顯著下降，有時甚至促進藍藻的生長，如1%高壓滅菌鳶尾（Iris wilsonii）葉處理9 d后，藍藻的生長量極顯著（P<0.01）高于對照[9]。

2.4 新鮮八角金盤葉組織對水華藍藻生長的影響 為了尋求更為簡便、廉價和有效的生態控制水華藍藻生長的方法，探討了新鮮八角金盤葉組織對水華藍藻生長的影響。研究結果（圖4）表明，處理17 d后0.1%和0.5%新鮮八角金盤葉組織開始抑制藍藻的生長，此后兩種濃度處理之間的藍藻生長量差異不大，處理31 d后水華藍藻的生長量分別為對照的44.76%和35.16%；1%新鮮葉組織處理21～23 d后表現出短暫的抑藻作用，其他時間均促進藍藻的生長。這是由于新鮮八角金盤葉組織中含有抑制藍藻生長成分的同時，也含有促進藍藻生長的營養物質，1%新鮮八角金盤葉組織中促進藍藻生長的營養物質發揮了主導作用。該研究結果與Chen等[9]的研究結果基本一致，0.1%的新鮮鳶尾葉處理9 d后可顯著（P<0.05）抑制銅綠微囊藻的生長，而0.5%和1%的新鮮鳶尾葉對銅綠微囊藻的生長無顯著影響[9]。

2.5 不同處理方式下八角金盤組織對水華藍藻生長影響的比較 圖5顯示了相同濃度但不同處理下八角金盤組織對水華藍藻生長的影響。0.5%高壓滅菌八角金盤葉柄組織在處理9 d后率先表現出對藍藻的抑制作用，隨后0.5%葉片提取液在11 d后開始抑制藍藻的生長，0.5%高壓滅菌葉組織處理13 d后表現出抑藻作用，而0.5%新鮮葉組織15 d后才開始抑制藍藻生長；處理31 d后，0.5%八角金盤葉片提取液、0.5%高壓滅菌葉柄、0.5%高壓滅菌葉組織、0.5%新鮮葉組織處理的水華藍藻生長量分別為對照的16.64%、11.31%、28.44%、35.16%（圖5）。研究結果表明，不同處理方式下八角金盤組織對水華藍藻的抑制作用不同，0.5%高壓滅菌八角金盤葉柄組織對水華藍藻的抑制作用最為有效。

3 結論

日益嚴峻的藍藻水華現象，給水生動植物的生命活動造成危害。如果用含有藍藻毒素的水灌溉農田，不僅會使農作

物的生長發育受到影響，人類若是誤食此類食物，也會危害到人類健康。以南太湖水華藍藻作為研究對象，研究分析了八角金盤對水華藍藻的抑制作用。結果表明，八角金盤葉片提取液、高壓滅菌葉柄和葉組織以及新鮮葉組織對水華藍藻的生長均有一定的抑制作用，而在不同的植物組織和不同處理方式中，0.5%處理濃度對藍藻生長的抑制效果最佳。

參考文獻

[1] IRENE R，JOHN W，MIKE S.Algal growth control by terrestrial leaf litter：A realistic tool[J].Toxicon，1999，395（396）：173-180.

[2] 胡傳林，萬成炎，吳生桂，等.藍藻水華的成因及其生態控制進展[J].長江流域資源與環境，2010，19（12）：1472-1477.

[3] 孔繁翔，馬榮華，高俊峰，等.太湖藍藻水華的預防、預測和預警的理論與實踐[J].湖泊科學，2009，21（3）：314-328.

[4] CHEN J Z，LIU Z L，REN G J，et al.Control of Microcystis aeruginosa TH01109 by batangas mandarin skin and dwarf banana peel[J].Water SA，2004，30（2）：279-282.

[5] 施麗麗，劉昕雁，劉瑤，等.黃花水龍克藻效應的研究及其野外應用[J].南京大學學報，2006，42（5）：500-505.

[6] 門玉潔，胡洪營，李鋒民.蘆葦化感組分對斜生柵藻Scenedesmus obliquus生長特性的影響[J].生態環境，2006，15（5）：925-929.

[7] 陳建中，李利芳，張海洋，等.蘆竹和睡蓮對銅綠微囊藻的生長抑制效應[J].環境科學與技術，2011，34（7）：36-37.

[8] 俞子文，孫文浩，郭克勤，等.幾種高等水生植物的克藻效應[J].水生生物學報，1992，16（1）：2-7.

[9] CHEN J Z，ZHANG H Y，HAN Z P，et al.The influence of aquatic macrophytes on Microcystis aeruginosa growth[J].Ecological Engineering，2012，42：130-133.