一种针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法

1.本发明属于水体中有害藻类的控制方法技术领域，具体涉及一种针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法。


背景技术：

2.水域富营养化已成为全球性问题，淡水湖泊的富营养化导致藻类爆发性繁殖，形成水华。微囊藻（microcystis）是分布最广、最为常见的水华蓝藻之一，其中的产毒微囊藻种群会产生微囊藻毒素释放到水环境中，并通过食物网富集和放大作用，威胁人类健康。产毒微囊藻的预防和控制对于供水和水产品安全十分重要。
3.焦酚是具有强化感抑藻作用的沉水植物穗花狐尾藻分泌的活性物质之一。过氧化氢作为生物体内的过氧化产物，在水环境中发挥作用后易分解为水和氧气，不产生有害残留物。血根碱是从加拿大血根草（sanguinaria canadensis）和其他罂粟-富马属植物的根提取物中提取的二苯基生物碱，具有天然抗菌活性，可选择性抑制铜绿微囊藻生长，导致藻毒素合成基因mcyb表达下调，生物安全性较好。
4.目前广泛使用的除藻药物有硫酸铜和除草剂等，有一定除藻效果，但硫酸铜和化 学除草剂会对水生生态链的非靶标生物产生较大负面影响，产生二次污染，需谨慎施用。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是提供了一种高效、简便且无污染的针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法，该方法针对产毒微囊藻生长或水华暴发的不同阶段，采用不同的活性物质从而达到能够靶向控制产毒微囊藻生长、光合作用活性和胞内外毒素的效果。
6.本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法，其特征在于具体过程为：方法一：针对产毒微囊藻生长或水华暴发初期的水体，使用活性物质血根碱以抑制产毒微囊藻生物量和光合作用活性，并降低其胞内微囊藻毒素含量；方法二：针对在产毒微囊藻生长后期或水华衰亡阶段，采用焦酚或双氧水抑制微囊藻光合作用过程和繁殖的同时，能够促进胞外微囊藻毒素的降解和转化；方法三：针对产毒微囊藻生长或水华暴发初期的水体，首先使用活性物质血根碱以抑制产毒微囊藻生物量和光合作用活性，并降低其胞内微囊藻毒素含量；待水体中产毒微囊藻生长后期或水华衰亡期后，再投加焦酚或过氧化氢进一步抑制微囊藻光合作用过程和繁殖，并能够促进水体残留胞外微囊藻毒素的降解和转化。
7.进一步限定，方法一或方法三中所述血根碱能够首先降低微囊藻胞内毒素的含量，藻细胞裂解迫使胞内毒素释放到胞外再通过添加焦酚或过氧化氢抑制胞外毒素的含量。
8.进一步限定，方法二或方法三中所述焦酚或过氧化氢用于进一步抑制水体产毒微囊藻的生长和光合作用活性，焦酚或过氧化氢用于加速水体残留胞外毒素的快速削减和转
化。
9.进一步限定，方法三中所述产毒微囊藻生长后期或水华衰亡期阶段，血根碱快速杀藻周期为3-4天，随后再添加焦酚或过氧化氢。
10.进一步限定，方法一或方法三中所述血根碱的浓度为2.5mg/l；方法二或方法三中所述焦酚或过氧化氢的浓度为2.5mg/l。
11.本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本发明控制过程操作简单，针对产毒微囊藻生长或水华暴发的不同阶段，使用不同活性物质，最终能够达到靶向防控产毒微囊藻生长生理和毒性的目的，通过实验证实焦酚、过氧化氢和血根碱对产毒微囊藻生长生理的抑制作用显著高于非产毒微囊藻，焦酚和过氧化氢能够显著降低胞外毒素含量，血根碱能够显著降低胞内毒素含量，通过先使用血根碱进行短期杀藻，再添加焦酚或过氧化氢，从而加速胞外微囊藻毒素的快速削减和转化，降低产毒微囊藻释放藻毒素带来的生态风险。结合不同环境友好型活性物质降低产毒微囊藻生态风险机制的不同，在产毒微囊藻生长或水华暴发的不同阶段，采用不同的活性物质的实施方案，将在控制水华上具有良好应用前景。
附图说明
12.图1为血根碱处理产毒和非产毒微囊藻4天生长率。
13.图2为血根碱处理产毒微囊藻细胞在第4天的ojip曲线图3为血根碱处理产毒和非产毒微囊藻jip测试参数φeo和pi
abs
相对对照百分比。
14.图4为血根碱处理产毒微囊藻4天后胞内微囊藻毒素含量。
15.图5为焦酚处理产毒和非产毒微囊藻4天生长率。
16.图6为过氧化氢处理产毒和非产毒微囊藻4天生长率。
17.图7为焦酚处理产毒微囊藻细胞在第4天的ojip曲线。
18.图8为过氧化氢处理产毒微囊藻细胞在第4天的ojip曲线。
19.图9为焦酚处理产毒和非产毒微囊藻jip测试参数φeo和pi
abs
相对对照百分比。
20.图10为过氧化氢处理产毒和非产毒微囊藻jip测试参数φeo和pi
abs
相对对照百分比。
21.图11为焦酚处理产毒微囊藻4天后胞外微囊藻毒素含量。
22.图12为过氧化氢处理产毒微囊藻4 d后胞外微囊藻毒素含量。
具体实施方式
23.以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
24.本实验以不同水体为研究对象。以微囊藻生长率、光合作用活性和胞内外毒素为评价指标，选择试验中3种物质地最佳配比。本发明实施例主要针对一下四种水体。
实施例
25.针对产毒微囊藻生长或藻华初期生长生理的靶向控制
本实施例中在产毒微囊藻生长或藻华初期的水体,通过先使用血根碱达到对微囊藻生长初期的藻细胞生长和光合活性的抑制。在藻的指数生长期通过测试施加血根碱浓度为2.5mg/l，实验周期为96 h，分别在0h和96h收集样品，测定藻液od
680
并采取微囊藻样品测试叶绿素荧光活性。由图1-3可见，处理96h后，血根碱可显著抑制产毒微囊藻的生长及光合活性，且对产毒微囊藻的抑制作用显著高于非产毒微囊藻。体现对产毒微囊藻生长生理的靶向控制。
实施例
26.针对产毒微囊藻生长或藻华初期胞内微囊藻毒素的靶向控制本实施例中针对产毒微囊藻生长或藻华初期胞内微囊藻毒素的相关治理，在藻的指数生长期通过测试施加血根碱浓度为2.5mg/l，实验周期为96h，分别在0h和96h收集样品，采用中科院水生所微囊藻毒素elisa检测试剂盒进行测定胞内毒素。由图4可见，血根碱可显著抑制产毒微囊藻胞内毒素的含量。
27.3 针对产毒微囊藻生长后期或藻华衰亡期生长生理的靶向控制
实施例
28.针对产毒微囊藻生长后期或藻华衰亡期生长生理的靶向控制本实施例中针对产毒微囊藻生长后期或藻华衰亡期的水体，采用添加焦酚和过氧化氢浓度均为2.5mg/l，周期为96h，分别在0h和96h收集样品，测定藻液od
680
和叶绿素荧光活性。由图5-10可见，焦酚和过氧化氢可也均体现其对产毒微囊藻生长生理的靶向抑制作用。
实施例
29.针对产毒微囊藻生长后期或藻华衰亡期胞外微囊藻毒素的靶向控制本实施例中针对产毒微囊藻生长后期或藻华衰亡期胞外微囊藻毒素含量高的水体。通过测试施加焦酚和过氧化氢浓度为2.5mg/l，实验周期为96h，分别在0h和96h收集样品，采用中科院水生所微囊藻毒素elisa检测试剂盒进行测定胞外毒素。由图11-12可见，焦酚和过氧化氢均可显著降低胞外毒素含量。
30.以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

技术特征：
1.一种针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法，其特征在于具体过程为：方法一：针对产毒微囊藻生长或水华暴发初期的水体，使用活性物质血根碱以抑制产毒微囊藻生物量和光合作用活性，并降低其胞内微囊藻毒素含量；方法二：针对在产毒微囊藻生长后期或水华衰亡阶段，采用焦酚或双氧水抑制微囊藻光合作用过程和繁殖的同时，能够促进胞外微囊藻毒素的降解和转化；方法三：针对产毒微囊藻生长或水华暴发初期的水体，首先使用活性物质血根碱以抑制产毒微囊藻生物量和光合作用活性，并降低其胞内微囊藻毒素含量；待水体中产毒微囊藻生长后期或水华衰亡期后，再投加焦酚或过氧化氢进一步抑制微囊藻光合作用过程和繁殖，并能够促进水体残留胞外微囊藻毒素的降解和转化。2.根据权利要求1所述的针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法，其特征在于：方法一或方法三中所述血根碱能够首先降低微囊藻胞内毒素的含量，藻细胞裂解迫使胞内毒素释放到胞外再通过添加焦酚或过氧化氢抑制胞外毒素的含量。3.根据权利要求1所述的针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法，其特征在于：法二或方法三中所述焦酚或过氧化氢用于进一步抑制水体产毒微囊藻的生长和光合作用活性，焦酚或过氧化氢用于加速水体残留胞外毒素的快速削减和转化。4.根据权利要求1所述的针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法，其特征在于：方法三中所述产毒微囊藻生长后期或水华衰亡期阶段，血根碱快速杀藻周期为3-4天，随后再添加焦酚或过氧化氢。5.根据权利要求1所述的针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法，其特征在于：方法一或方法三中所述血根碱的浓度为2.5mg/l；方法二或方法三中所述焦酚或过氧化氢的浓度为2.5mg/l。

技术总结
本发明公开了一种针对产毒微囊藻的绿色靶向控制方法，针对产毒微囊藻生长或水华暴发的不同阶段，使用不同活性物质，最终能够达到靶向防控产毒微囊藻生长生理和毒性的目的，通过实验证实焦酚、过氧化氢和血根碱对产毒微囊藻生长生理的抑制作用显著高于非产毒微囊藻，焦酚和过氧化氢能够显著降低胞外毒素含量，血根碱能够显著降低胞内毒素含量，通过先使用血根碱进行短期杀藻，再添加焦酚或过氧化氢，从而加速胞外微囊藻毒素的快速削减和转化，降低产毒微囊藻释放藻毒素带来的生态风险。产毒微囊藻释放藻毒素带来的生态风险。产毒微囊藻释放藻毒素带来的生态风险。


技术研发人员：李小璐 李龙飞 王玉洁 刘爽爽 李明洁 郑佳乐 高云霓 董静 袁华涛 张景晓 高肖飞 李学军
受保护的技术使用者：河南师范大学
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/23