水生植物活性组分用于小型水体控藻及其作用机理研究

对于大量存在的流动性较差的城市小型景观水体，如何有效控制水华藻类仍是水体保质的一个大问题。鉴于水生植物的抑藻有效性，本项目拟从6种挺水植物体内提取分离筛选出高抑藻活性组分，研究其抑藻机理，并从有效性和安全性角度评估其应用于小型水体水华防控的可能性。以群体铜绿微囊藻和水华束丝藻为受试对象，采用藻类毒性跟踪，通过不同提取分离方式，筛选出高抑藻活性的组分，分析抑藻物质化学组成，确定最简单有效的提取分离方式；通过研究抑藻活性组分的降解规律和大剂量施用对水生态系统的影响，阐明天然抑藻活性组分用于小型景观水体控藻的的有效性和安全性，并确定具体的操作方法；通过研究植物体内抑藻活性组分对藻类的生理生化影响，探讨抑藻活性组分的抑藻作用机理。研究成果不仅能加深对水生植物化感抑藻作用的理解，弥补当前水生植物化感研究的某些不足，并且能为城市小型景观水体的水华防控提供理论基础和实践依据。

项目组经过3年的努力工作，已按计划完成了项目的研究工作，并取得了预期的研究成果。项目组目前发表研究论文4篇（另有3篇在投），其中两篇SCI，申请发明专利1项，培养硕士生2人。.对于大量存在的流动性较差的城市小型景观水体，如何有效控制水华藻类仍是水体保质的一个大问题。鉴于水生植物的抑藻有效性，本项目从6种挺水植物体内提取分离筛选出高抑藻活性组分，研究其抑藻机理，并从有效性和安全性角度评估其应用于小型水体水华防控的可能性。以单细胞微囊藻、群体铜绿微囊藻和水华束丝藻为受试对象，采用藻类毒性跟踪，通过不同提取分离方式，筛选出了高抑藻活性的组分，并分析了抑藻物质化学组成，结果显示，菖蒲块状茎提取物可以抑制所有受试藻类，而水芹菜乙醇提取物对单细胞微囊藻具有最好的抑制效果，慈菇提取物对水华束丝藻具有很好的抑制效果。由于野外水体微囊藻水华的优势种类是群体微囊藻，因此本项目研究结果提示，在微囊藻水华抑制剂的筛选中应着重采用群体微囊藻或野外水体实际存在藻类作为受试藻类。对菖蒲块状茎的抑藻活性组分的进一步分析结果表明，细辛醚、水菖蒲酮等物质可能是起作用的化感物质。通过对藻体的抗氧化酶活性（如CAT、POD等）、MDA、叶绿素a含量、光量子效率、光和色素组成、可溶性蛋白含量和胞外多糖含量及磷摄取速率的影响等方面的研究，结果表明，菖蒲提取物对于藻体抗氧化系统有非常显著的影响，各个藻类表现并不完全一致；菖蒲提取物对藻体的光和色素组成、可溶性蛋白含量和胞外多糖含量以及磷摄取速率也都有较为显著的影响。综合分析各个理化指标，光和作用系统可能是抑藻作用最关键的作用位点。本项目首次研究了抑藻活性组分的降解规律和大剂量施用对水生态系统的影响，结果表明，天然抑藻组分大剂量用于小型水体控藻时，对水体生态系统中的浮游动物种群有一定的扰动，随着作用时间的延长，活性物质不断降解，浮游动物生物多样性有较明显的恢复，而此时蓝藻的生长仍然处于被抑制状态。本研究的成果加深了对水生植物化感抑藻作用的理解，弥补当前水生植物化感研究的某些不足，并且能为城市小型景观水体的水华防控提供理论基础和实践依据。