金鱼藻科系统位置评述

金鱼藻科(ceratophyllaceae)含1属7种,广布全世界。形态学研究显示,金鱼藻科具有许多难以解释的性状,与其它类群无法比较;最新的分子系统发育研究显示,金鱼藻科是现存被子植物的基部类群之一;有关金鱼藻科的系统位置存在争议,被子植物(有花植物)的起源与辐射一直是植物系统学家关注的热点。本文对该科系统位置的研究历史与现状进行评述。     

金鱼藻对铜绿微囊藻生长的抑制作用研究

研究了金鱼藻对铜绿微囊藻生长的抑制效应。结果表明：高浓度的金鱼藻种植水抽滤液和植株研磨水提液对铜绿微囊藻的生长有极明显的抑制作用;低浓度则几乎没有抑制作用。同一浓度下,金鱼藻植株研磨液的抑制效应比种植水更为明显,抑制效应持续时间也更长。20℃培养下的金鱼藻,其植株研磨液的抑制效应最明显。高浓度的嫩枝嫩叶部位的金鱼藻植株研磨液对铜绿微囊藻的生长有更明显的抑制作用,低浓度的老茎老叶部位的金鱼藻植株研磨液对其生长则表现出一定的促进作用。     

金鱼藻营养器官的形态解剖学研究

通过对金鱼藻最常见的营养器官茎和叶的形态解剖观察发现:整个植株脆性较大;茎中通气组织不发达,木质部和机械组织不发达,凯氏带不明显;叶片薄而透明,二歧状分枝,表皮含大量的叶绿体,通气组织特别发达,气腔有端壁且有通道相连,木质部退化.     

金鱼藻对盐碱胁迫的生理响应研究

白鹤湖作为莫莫格湿地保护区内的代表性湖泊, 正面临着盐碱化和富营养化的风险, 现存沉水植物种类稀少, 为了减缓白鹤湖盐碱化趋势, 为当地沉水植被恢复及物种多样化存续提供研究依据, 以在白鹤湖生物量相对大的金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为对象, 研究了其在不同碱度(0、7、10、17 mmol/L)和混合盐碱(盐度0.3、0.6、1、2、4 g/L, 相应碱度1.9、3.8、6.3、12.6、25.2 mmol/L)条件下的生理指标变化。结果表明, 盐度在1.5 g/L以下时, 碱度变化没有对金鱼藻造成影响, 在实验设置的碱度梯度范围内, 金鱼藻均能正常生长, 尽管金鱼藻过氧化物酶(POD)、脯氨酸等均显示出梯度变化, 但依旧能够耐受17 mmol/L以下的碱度条件。随着混合盐碱浓度的升高, 金鱼藻长势呈现由盛至衰败的趋势, 在盐度0.6 g/L、碱度3.8 mmol/L的条件下, 金鱼藻长势最好, 表现出低促高抑的效应。随着盐度升高至2 g/L、碱度12.6 mmol/L, 金鱼藻能耐受胁迫并存活一部分, 尽管此时碱度<17 mmol/L, 也有部分金鱼藻死亡, POD含量急剧升高且植株间差异较大; 当盐度升高到4 g/L、碱度达到25.2 mmol/L时, 金鱼藻21天后全部死亡。在对水培液水质的检测中发现, 混合盐碱的浓度越高, 水中氮磷的去除率越低, 两者呈负相关关系。研究结果为盐碱化湖泊的沉水植被恢复提供了一定的参考。     

金鱼藻(Ceratophyllum demersum Kom.)对藻类的生化干预作用

室内试验表明金鱼藻对普通小球藻(Chlorella vulgaris Beij.)和斜生栅藻(Scenedesmusobliquus(Turp.)Kutz.)的生长有明显的生化干预作用。本研究表明,金鱼藻和藻类共同培养,用培养过金鱼藻的培养液直接培养藻类,或用此培养液中提取的生物碱作藻类抑制实验,藻类的生长均受到抑制。等量的金鱼藻经煮沸后,对藻类的抑制作用高于原液。金鱼藻植株及其培养液中生物碱的含量与培养条件和时间有关。     

金鱼藻的化学成分

从金鱼藻( Ceratophyllum demersum L .) 全草的乙醇提取物中分离鉴定了其中7 个, 分别为: 苜蓿素-7- O-β- D-葡萄糖苷( 1) , naringenin-7- O-β- D-葡萄糖苷(2 ) , 七叶内酯(3) , β-谷甾醇(4 ) , 7α-羟基-β-谷甾醇(5) , 7α-甲氧基-β-谷甾醇(6) , 十六碳脂肪酸(7) 。化合物(3) 为首次从金鱼藻中分离得到。     

底泥曝气扰动对金鱼藻生长特性的影响

以金鱼藻为试验材料, 通过室内模拟实验研究了不同强度底泥曝气扰动对金鱼藻POD、叶绿素、类胡萝卜素等生长特性的影响。结果表明: 不同强度曝气扰动下, 金鱼藻的POD、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量呈波动式下降, 其中2 m3·h–1 曝气强度下变化幅度最小。相关性分析表明, 叶绿素a 与叶绿素b、类胡萝卜素极显著正相关(P<0.01), 曝气扰动后, POD 与类胡萝卜素显著正相关(P<0.05), 而无曝气时相关性不显著。这说明曝气扰动对水生植物特性有一定影响, 可以为水体修复调控提供理论参考依据。     

金鱼藻抗氧化酶对水体无机氮升高的响应

为了研究水体富营养化引起的无机氮升高对沉水植物的胁迫 ,本研究用 4种浓度的碳酸铵和 5种浓度的硝酸钾对金鱼藻进行急性处理 ,分别在 5— 4 8h内测定植株超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶 (APX)的活力。结果表明铵盐处理下 4种酶中CAT活性变化最大 ,在 5— 15h时其活性与处理浓度正相关。更长时间 2 4h处理则导致响应停止。硝酸盐处理下SOD、APX和CAT活性在 2 4h时才有明显升高。SOD和CAT活性在 4种酶中变化最大 ,它们对处理浓度变化的响应趋势都是在低浓度处理上升然后在较高浓度下降。在铵盐和硝酸盐处理下APX活性都是在 4种酶中最低 ,其变化规律与CAT相当一致。本研究表明CAT对铵盐胁迫响应较快 ;SOD和CAT对硝酸盐胁迫的响应速度较铵盐慢 ;这两种抗氧化酶可作为检验无机氮浓度升高对沉水植物胁迫的敏感指标     

不同营养状态下金鱼藻的生理响应

通过静态模拟实验,比较研究了不同营养水平(中营养、富营养、重富营养和Hoagland植物培养液)下培养的金鱼藻(Ceratophyllum demersum)的蛋白质、叶绿素含量,过氧化物酶(POD)及超氧化物酶(SOD)活性变化.研究发现,总N、总P的变化会影响金鱼藻的生物合成,当水环境总氮浓度低于1 mg·L^-1,总磷浓度低于0.1 mg·L^-1时,金鱼藻茎叶的叶绿素合成较低,其茎蛋白含量迅速下降.金鱼藻在富营养水平(1 mg TN·L^-1,0.1 mg TP·L^-1)下抗氧化防御酶活跃,POD、SOD活性增高.研究表明,金鱼藻较适应于富营养水环境,水体营养盐继续增加对金鱼藻有胁迫作用,过高营养盐浓度(重富营养和Hoagland 培养液)影响金鱼藻的抗逆能力.     

金鱼藻作为植物学实验材料的探讨

通过植物学实验教学实践,发现金鱼藻是一种优良的植物学实验材料.金鱼藻是典型的沉水植物,其系统发育位置特殊,分布广,新鲜材料易于获取,成本低,且软硬程度适用于进行徒手制片.该物种茎和叶内具有发达的通气组织,薄壁细胞内含有大量淀粉粒,可用于观察植物组织,作为沉水植物还可用于不同生境下植物叶片结构的比较观察.在实验过程中,通...     

悬浮泥沙溶液对金鱼藻快速光响应曲线的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60、90 NTU的混浊溶液,将金鱼藻(Ceratophyllum dem er-sum)种植于该溶液中,1个月后测定植株叶片的快速光响应曲线,研究悬浮泥沙对金鱼藻光合荧光特性的影响。结果表明,在60、90 NTU的悬浮泥沙溶液中金鱼藻叶片的荧光产量(Ft)、光适应最大荧光产量(Fm′)和有效荧光产量(ΔFv/Fm)都显著低于对照和30 NTU的植株。与对照相比较,在混浊溶液中植株叶片的光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(qN)随光照强度的增加显著降低,光合能力和热耗散能力显著降低。混浊溶液中,随溶液浊度的增加植株最小饱和光强(Ek)和最大相对电子传递效率(rETRm ax)也显著低于对照植株,光合作用受到显著影响。因而,金鱼藻不适于在高浊度的悬浮泥沙溶液中生长。     

水华蓝藻生物质对沉水植物五刺金鱼藻生长的影响

本文研究了蓝藻水华不同的生物质形式对金鱼藻生长和光合活性的影响,结果表明:蓝藻水华的不同生物质形式均不同程度地促进了金鱼藻的生长。在促进金鱼藻植株的长度增长方面,干燥蓝藻的作用最强,新鲜蓝藻次之,腐烂蓝藻作用最弱,但都比对照增长显著。而在促进金鱼藻植株鲜重增长上,干燥蓝藻和新鲜蓝藻的作用几乎相同,为最为明显的;腐烂蓝藻次之;而对照植株的鲜重先增加后下降。在促进金鱼藻分枝上,新鲜蓝藻的作用最强,干燥蓝藻和腐烂蓝藻次之,对照的分枝随时间也逐渐增加,但是要比经过蓝藻处理的试验组少。测定的叶绿素荧光参数表明,干燥蓝藻处理的金鱼藻的光合活性最高,新鲜蓝藻处理组次之,腐烂蓝藻和对照组最低。实验结果表明,不同水华蓝藻生物质在为金鱼藻提供生长所需的营养(或生长促进物质)之时,也产生了一些抑制因素,抑制了金鱼藻的生长。促进因素和抑制因素的协同作用,最终表现在不同生物质对金鱼藻的生长促进作用的差异性上。     

金鱼藻的化学成分

从金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)全草的乙醇提取物中分离鉴定了其中7个,分别为:苜蓿素-7-O-β-D-葡萄糖苷(1) , naringenin-7-O-β-D-葡萄糖苷(2) ,七叶内酯(3) ,β-谷甾醇(4) , 7α-羟基-β-谷甾醇(5) , 7α-甲氧基-β-谷甾醇(6) ,十六碳脂肪酸(7)。化合物(3)为首次从金鱼藻中分离得到。     

不同营养条件对金鱼藻净化作用及其生理生态的影响

以沉水植物金鱼藻（Ceratophyllum demersum）为研究对象,研究了较高营养条件（N:1030 mg/L,P:13 mg/L）对金鱼藻去除氮、磷能力的影响,金鱼藻的含磷量、生物量与净光合作用速率对营养负荷的响应。结果表明,金鱼藻-沉积物处理系统可有效去除氮、磷（去除率80%以上）,但去除效率随水中营养盐浓度的升高而下降。试验结束时各试验组金鱼藻总磷含量达7.0113.09 mg/g （平均9.03 mg/g）,显著高于对照组（2.853.17 mg/g,平均3.05 mg/g）,表明金鱼藻可以吸收水体中的磷。营养盐对金鱼藻生长有明显抑制,其抑制作用随营养盐浓度增高而加剧,除对照组外,各试验组金鱼藻均有叶片脱落,试验结束时金鱼藻生物量降至初始生物量的48.3%63.3%。在较高营养水体中,金鱼藻的净光合作用速率由试验开始时-0.0370.058 mg/（gh）显著上升至试验结束时0.180.44 mg/（gh）,而对照组变化不大,这表明在试验后期,随着水体营养盐浓度降低,金鱼藻开始进行恢复性生长,说明水体营养盐浓度对金鱼藻的净光合作用速率和生长速率有明显影响。金鱼藻尚不适宜作为滇池草海生态修复的先锋物种。       

汞、镉复合污染对金鱼藻的影响及其抗性机制的探讨

研究了金鱼藻在不同浓度 Hg2 +、Cd2 +以及 Hg2 +、Cd2 +共同胁迫下叶绿素含量、叶绿素 a/b值、可溶性蛋白含量、SOD活性和游离脯氨酸含量等的变化。结果表明 :低浓度 Cd2 + (≤ 2 mg.L- 1)对上述指标有激应性反应 ,低浓度 Hg2 + (≤ 0 .5mg.L- 1)对叶绿素含量、叶绿素 a/b值、可溶性蛋白含量、SOD活性也有激应性反应 ;可以认为这是植物的一种保护性机制。但随着 H2 +、Cd2 +处理浓度增大 ,上述生理指标呈下降趋势 ,表明植物细胞遭受伤害。Hg2 + 、Cd2 + 共同胁迫下上述生理指标下降幅度明显增大 ,表现为协同作用。     

磷浓度对铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响

为了解磷浓度对生物操纵和水生植被恢复效果的影响,以铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表,在25℃、2000—3000lx光强和11mg/L氮浓度条件下,研究两者和三者共培养时4种磷浓度(0.2、0.5、1.0、1.5 mg/L)下各自的增长率和培养液中氮磷去除率的变化。结果表明:两者共培养时,磷浓度不大于0.2mg/L时,有利于大型溞的繁殖和金鱼藻的生长;磷浓度介于0.5—1.5mg/L时,铜绿微囊藻呈正增长趋势,而金鱼藻的生长则明显受抑制。三者共培养时,所有磷浓度下的大型溞数量及金鱼藻生物量均不同程度的升高,且铜绿微囊藻的生长得到了有效抑制,以磷浓度为0.2—0.5mg/L时效果最佳;N/P比值对藻、溞、草间的相互作用有重要影响,在藻-溞系统中,大型沉水植物的加入可以大大提高抑藻效果,减小N/P比值波动带来的不利影响。磷浓度为0.5mg/L时的水体氮磷去除效果好于其他磷浓度梯度。     

洪湖主要沉水植物群落的定量分析Ⅲ.金鱼藻+菹草+穗花狐尾藻群落

金鱼藻＋菹草＋穗花狐尾藻群落是洪湖生物量最大的沉水植被类型,在不同的地段存在较大的变化,种类组成复杂,金鱼藻和菹草在不同有季节交替成为群落的优势种。水流是影响不同种群水平分布的主要因素。从水面到水底,植被郁闭度逐步降低。各种对之间不存在显著的联结关系,水流作用及各有关种营养繁殖体的散布方式使得某些种对的生物量分布在一定时期出现显著的相关关系。     

氮浓度对铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响

为了解氮浓度对生物操纵和草-藻竞争的影响, 选取铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和沉水植物的代表, 在温度25℃, 光强2600 lx, 光暗比14h﹕10h, 磷浓度1.5 mg/L时, 研究5种氮浓度(0.5、2、4、8和16 mg/L, 用KNO₃溶液配制)下, 溞-藻, 草-藻和溞-草-藻共培养时各自的增长率和培养液中氮磷削减率的变化。结果表明: 在单独培养铜绿微囊藻时, 氮浓度控制在1.97 mg/L以下, 可有效降低培养液中藻的增长率。在溞-藻共培养时, 大型溞有效控藻的氮浓度范围为0.5—4 mg/L; 在草-藻共培养时, 有效控藻的氮浓度范围为0.5—2 mg/L, 对应氮浓度下(0.5和2 mg/L), 实验末期铜绿微囊藻细胞密度分别是溞-藻共培养的23.89%和21.51%, 控藻效果更好; 在溞-草-藻三者共培养时, 有效控藻的氮浓度范围为0.5—16 mg/L, 且氮浓度为0.5—4 mg/L时, 大型溞和金鱼藻的增长率均显著大于铜绿微囊藻, 铜绿微囊藻的增长率均为负值, 控藻效果最好。大型沉水植物的加入, 可以有效提高生物操纵的控藻效果, 减少水中氮磷含量, 长期有效地改善水质。     

金鱼藻、环棱螺及其组合处理对水生附着生物含量和氮、磷浓度的影响

通过模拟试验,研究了金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、梨形环棱螺(Bellamya pu-rificata)及其组合3种处理对水生附着生物干质量(附着生物干质量与底栖藻类Chl-a)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝酸盐氮(NO3--N和总磷(TP)的影响.结果表明:(1)金鱼藻对水生附着生物干重和Chl-a含量的增长率分别为295.62%(P<0.01)和32.31%(P<0.05),环棱螺对二者的去除率为65.69%(P<0.05)和46.19%(P<0.01),组合对二者的去除率为70.07%(P<0.05)和70.16%(P<0.01);(2)金鱼藻、环棱螺及其组合对TN的平均去除率分别为35.18%、15.27%和20.48%,对NO3--N为22.34%、18.33%和10.66%,对NH4+-N为37.88%、13.98%和25.72%,对TP为53.12%、8.38%和41.97%;(3)金鱼藻与环棱螺在脱氮除磷时表现出正、负相互作用,负交互作用一定程度地促进了N、P浓度的升高.鉴于水体景观质量的提高和富营养化控制,同时使用沉水植物和螺类有利于水体的生态修复.     

磷浓度对小环藻、大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响

为了解磷浓度对水生植被恢复和生物操纵效果的影响, 分别用小环藻(Cyclotella sp.)、大型溞(Daphnia magna)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)代表浮游植物、浮游动物和大型沉水植物建立水生微宇宙模型, 在25℃、2600 lx光强和11 mg/L氮浓度条件下, 分别研究小环藻与大型溞、小环藻与金鱼藻、小环藻-大型溞-金鱼藻共培养时4种磷浓度(0.05、0.1、0.5和2 mg/L)下小环藻、大型溞、金鱼藻的增长率以及培养液中氮磷去除率的变化。结果表明: 小环藻与大型溞、小环藻与金鱼藻两两共培养时, 磷浓度为0.05-2 mg/L时, 金鱼藻和大型溞均生长良好, 小环藻受到明显抑制, 其密度保持较小幅度的正增长。在小环藻-大型溞-金鱼藻三者共培养时, 在0.05-2 mg/L的磷浓度范围内大型溞和金鱼藻生长良好, 与两两共培养相比, 小环藻则受到了更大程度的抑制, 在磷浓度为0.05-0.1 mg/L时藻密度呈现负增长. 这说明在水生态系统中, 大型浮游动物和沉水植物对浮游藻类的联合控制效果远好于各自单独的控制效果, 该控制效果随磷浓度的提高而减弱, 以0.1 mg/L的磷浓度为最佳。在实验结束后测定氮磷去除率发现, 在最低磷浓度(0.05 mg/L),即磷限制时, 水中磷去除率最高, 在最高磷浓度(2 mg/L), 即氮限制时, 水中氮去除率最高。