微藻在食品、營(yíng)養(yǎng)和保健等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值，開(kāi)發(fā)微藻資源可獲得人類大量需求的高附加值生物活性物質(zhì)，同時(shí)也是獲得再生生物能源的理想途徑。但隨培養(yǎng)規(guī)模逐步擴(kuò)大，敵害生物污染嚴(yán)重制約著微藻規(guī)?；囵B(yǎng)過(guò)程，限制其生物資源開(kāi)發(fā)。其中以浮游動(dòng)物對(duì)藻類攝食危害最為嚴(yán)重，輕者影響微藻生長(zhǎng)，重者則會(huì)在幾天時(shí)間內(nèi)將微藻食光，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。但目前在微藻工程化培養(yǎng)中尚缺乏有效的污染控制方法。本實(shí)驗(yàn)基于浮游動(dòng)植物的基本生物學(xué)特征差異，在篩選輪蟲(chóng)高毒性植物源殺蟲(chóng)劑的基礎(chǔ)上，獲得具有增效作用的植物源殺蟲(chóng)劑二元復(fù)配，研究了植物源殺蟲(chóng)劑單劑和增效二元復(fù)配對(duì)微藻培養(yǎng)中輪蟲(chóng)污染的控制效果，探討其使用經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，并初步了解植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)輪蟲(chóng)毒性的作用機(jī)理，以期為微藻工程化培養(yǎng)中敵害生物防治提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。
主要結(jié)果如下：
1、通過(guò)測(cè)定4種植物源殺蟲(chóng)劑（苦皮藤素、印楝素、苦參堿和川楝素）對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)的急性毒性，篩選出3種對(duì)輪蟲(chóng)高急性毒性的植物源殺蟲(chóng)劑—苦皮藤素、苦參堿和川楝素，并得到其24h內(nèi)的有效致死濃度（LC50），分別為0.175mg/L、0.061mg/L和2.132×10-3mg/L；亞致死濃度苦皮藤素（≥0.110mg/L）、苦參堿（≥0.050mg/L）和川楝素（≥0.191×10-3mg/L）對(duì)輪蟲(chóng)個(gè)體繁殖和種群累積具強(qiáng)慢性毒性，可顯著降低輪蟲(chóng)個(gè)體凈生殖力、內(nèi)稟增長(zhǎng)率和周限增長(zhǎng)率，并縮短其時(shí)代時(shí)間；種群抑制效應(yīng)具有明顯的劑量依賴性和時(shí)間依賴性，藥物濃度越高，作用時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)輪蟲(chóng)種群繁殖的抑制作用越強(qiáng)。
2、研究植物源殺蟲(chóng)劑單劑對(duì)海水微藻培養(yǎng)中輪蟲(chóng)污染的控制效果，結(jié)果表明：（1）全致死濃度（LC100）苦皮藤素（0.316mg/L）可在24h內(nèi)快速殺滅微擬球藻中褶皺臂尾輪蟲(chóng)，同時(shí)對(duì)微擬球藻凈光合放氧和呼吸速率均無(wú)顯著影響，藻細(xì)胞保持正常生長(zhǎng)分裂，但其色素含量有降低，微藻生物量可達(dá)到空白對(duì)照組84%；（2）相比苦皮藤素，川楝素對(duì)抑制褶皺臂尾輪蟲(chóng)種群繁殖慢性毒性更強(qiáng)，LC30~LC50（1.755~2.132×10-3mg/L）濃度川楝素在48~72h內(nèi)有效降低輪蟲(chóng)種群密度，并導(dǎo)致存活輪蟲(chóng)產(chǎn)生明顯的拒食反應(yīng)，輪蟲(chóng)懷卵率和種群密度均維持在較低水平，同時(shí)對(duì)小球藻和微擬球藻光化學(xué)效率無(wú)明顯抑制作用，藻細(xì)胞平均比生長(zhǎng)速率與空白對(duì)照無(wú)顯著差異?？嗥ぬ偎睾痛ㄩ貙?duì)環(huán)境非靶標(biāo)生物低毒或無(wú)毒，同時(shí)具有易降解、殘留量低、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，是微藻培養(yǎng)中控制輪蟲(chóng)污染的有效候選藥物。
3、苦皮藤素、苦參堿和川楝素二元復(fù)配對(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)的聯(lián)合毒性同時(shí)受復(fù)配藥物種類和復(fù)配比例影響，苦參堿和川楝素均以神經(jīng)系統(tǒng)為主要作用靶標(biāo)，其二元復(fù)配對(duì)輪蟲(chóng)聯(lián)合毒性以相加作用為主；苦皮藤素/苦參堿和苦皮藤素/川楝素復(fù)配中，隨苦參堿或川楝素含量增加，二元復(fù)配聯(lián)合毒性基本呈增強(qiáng)趨勢(shì)；復(fù)配比例達(dá)到1:9時(shí)，苦參堿或川楝素含量可充分抑制輪蟲(chóng)體內(nèi)對(duì)苦皮藤素的解毒酶系統(tǒng)，從而導(dǎo)致苦皮藤素對(duì)輪蟲(chóng)毒性增強(qiáng)，二元復(fù)配表現(xiàn)為增效作用，提示可通過(guò)應(yīng)用苦皮藤素/苦參堿（1:9）或苦皮藤素/川楝素（1:9）提高輪蟲(chóng)防治效率，減少藥劑使用量，進(jìn)而降低防治成本。
4、基于低劑量多次添加的防治策略，連續(xù)四次添加0.006mg/L苦皮藤素/川楝素（1:9）增效混劑，可破壞輪蟲(chóng)消化系統(tǒng)、麻痹神經(jīng)系統(tǒng)，引起輪蟲(chóng)生理紊亂并最終抑制輪蟲(chóng)能量吸收，從而在四天內(nèi)逐漸降低輪蟲(chóng)種群密度（至1尾/ml），有效控制種群繁殖；期間增效混劑對(duì)小球藻和微擬球藻細(xì)胞實(shí)際光化學(xué)效率（φPSII）和光能利用效率（α）無(wú)抑制作用，細(xì)胞密度保持連續(xù)增長(zhǎng)，其色素含量達(dá)到空白對(duì)照組70~90%。增效復(fù)配藥劑控制輪蟲(chóng)污染可明顯減少單劑使用量30~90%，降低對(duì)環(huán)境非靶標(biāo)生物的潛在毒性，同時(shí)減少藥劑經(jīng)濟(jì)成本29%以上，有效降低輪蟲(chóng)污染的防控成本。
5、戶外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，兩次添加0.003~0.006mg/L苦皮藤素/川楝素（1:9）增效復(fù)配在3天內(nèi)有效抑制了鈍頂螺旋藻中的萼花臂尾輪蟲(chóng)種群繁殖，對(duì)螺旋藻生物量、葉綠素和藻藍(lán)蛋白含量無(wú)顯著抑制作用；與目前生產(chǎn)中常用的碳酸氫銨方法相比較，0.003mg/L增效復(fù)配通過(guò)抑制輪蟲(chóng)繁殖可長(zhǎng)期控制輪蟲(chóng)污染；碳酸氫銨處理組中由于氨揮發(fā)，培養(yǎng)后期輪蟲(chóng)種群將有部分恢復(fù)；碳酸氫銨和增效復(fù)配對(duì)螺旋藻藻絲形態(tài)均無(wú)明顯影響；但碳酸氫銨作用短期內(nèi)對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)抑制作用較強(qiáng)，增效藥劑控制輪蟲(chóng)污染后螺旋藻生物量可達(dá)更高水平；增效復(fù)配可增加螺旋藻培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)收入，在螺旋藻戶外大規(guī)模培養(yǎng)控制輪蟲(chóng)污染中具有較高的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)可行性。
6、以川楝素為例初步研究了植物源殺蟲(chóng)劑對(duì)輪蟲(chóng)毒性機(jī)理，表明LC30~LC70（1.755~2.59×10-3mg/L）濃度川楝素可改變輪蟲(chóng)體壁細(xì)胞膜的膜蛋白結(jié)構(gòu)，引起細(xì)胞內(nèi)外滲透壓失衡，輪蟲(chóng)體壁出現(xiàn)明顯褶皺；導(dǎo)致存活輪蟲(chóng)個(gè)體體長(zhǎng)和體寬均明顯縮小，體積迅速減小，并促使胃蛋白酶-底物中間體形成，但抑制酶-底物復(fù)合物進(jìn)一步分解，從而降低胃蛋白酶酶促反應(yīng)速度，同時(shí)抑制類胰蛋白酶-底物復(fù)合體形成，降低類胰蛋白酶酶促反應(yīng)速度，從而引起輪蟲(chóng)明顯的拒食反應(yīng)，并隨川楝素濃度升高，拒食反應(yīng)越明顯。
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