紊流擾動(dòng)下典型藻種胞外多糖組成及其生物力學(xué)特性研究.pdf

1、本論文圍繞紊流擾動(dòng)下典型藻種的胞外多糖含量組成及其生物力學(xué)特性開展研究。以單獨(dú)培養(yǎng)的水華束絲藻(Aphanizomenon flos-aquae)細(xì)胞為研究對象，在光照為50μmol photos m-2 s-1，溫度控制在25℃，光暗比維持在（12h:12h）的條件下，通過不同紊流耗散率下水華束絲藻單批次培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)組0.00151m2/s3，0.00663m2/s3，0.02259m2/s3，0.05058m2/s3，0.0801

2、0m2/s3，對照組0m2/s3），分析了紊流擾動(dòng)對水華束絲藻細(xì)胞生長的影響。在建立水華束絲藻胞外多糖分析方法的基礎(chǔ)上，研究了紊流擾動(dòng)對水華束絲藻細(xì)胞胞外多糖總量和組成的影響，并運(yùn)用原子力顯微鏡力譜技術(shù)，探討紊流擾動(dòng)對水華束絲藻細(xì)胞形態(tài)和生物力學(xué)特性的影響。研究獲得以下主要結(jié)論：
　　①紊流耗散率分別為0.00151、0.00663、0.02259、0.05058m2/s3時(shí)均可以促進(jìn)水華束絲藻的生長、促進(jìn)水華束絲藻對碳氮磷元素的

3、吸收、提升水華束絲藻活細(xì)胞比率、使單個(gè)水華束絲藻細(xì)胞直徑變大，且紊流擾動(dòng)強(qiáng)度越大，作用越明顯，但當(dāng)紊流耗散率為0.08010m2/s3時(shí)，紊流擾動(dòng)將可能對藻類細(xì)胞生理活性產(chǎn)生抑制作用。
　　②紊流耗散率低于0.05058m2/s3時(shí)均可以促進(jìn)水華束絲藻細(xì)胞胞外聚合物（EPS）的分泌，表現(xiàn)為胞外多糖和總糖含量均有所升高，這主要是由于水華束絲藻細(xì)胞胞外多糖、總糖含量與水華束絲藻細(xì)胞數(shù)目成正相關(guān)。但就單個(gè)水華束絲藻細(xì)胞胞壁多糖含量（bE

4、PS）而言，在紊流耗散率為0.05058m2/s3時(shí)，其含量減少，從而部分并不全面的驗(yàn)證了紊流擾動(dòng)強(qiáng)度越高“薄層”越“薄”；在本次試驗(yàn)中，在紊流耗散率為0m2/s3、0.00151m2/s3、0.00663m2/s3時(shí)，均未檢測到單糖組分；在紊流耗散率為0.02259m2/s3、0.05058m2/s3、0.08010m2/s3時(shí)，檢測到的單糖組分分別為果糖；甘露糖和果糖；甘露糖。
　　③利用原子力顯微鏡掃描水華束絲藻細(xì)胞形貌和測

5、定其細(xì)胞力學(xué)性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，水華束絲藻細(xì)胞力學(xué)性質(zhì)的變化比形貌的變化更靈敏。在紊流耗散率低于0.05058m2/s3時(shí)，隨著紊流擾動(dòng)強(qiáng)度的增大，水華束絲藻細(xì)胞尺寸變大，并且形態(tài)基本未變，微藻細(xì)胞呈圓柱狀，細(xì)胞飽滿，輪廓清晰，表面完整且光滑；在紊流耗散率為0.08010m2/s3時(shí)，即紊流擾動(dòng)強(qiáng)度超過某一臨界值時(shí)，細(xì)胞形貌發(fā)生了明顯變化，有的不成圓柱狀，輪廓不清晰且表面凹凸不平。在紊流耗散率分別為低于0.05058m2/s3時(shí)，隨著紊流強(qiáng)度的