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第一章 绪论1

1.1 化感作用概述1

1.1.1 化感作用的定义及发展概况1

1.1.2 化感作用的条件及有关理论假说3

1.1.3 不同生态系统中的化感作用3

1.2 中国淡水水体常见水生植物5

1.3 水生植物化感作用研究的意义及应用前景8

第二章 水生植物的化感抑藻效应10

2.1 自然水体中水生植物的化感抑藻现象10

2.2 共培养系统中水生植物的化感抑藻效应19

2.2.1 小二仙草科沉水植物的化感抑藻效应21

2.2.2 金鱼藻科沉水植物的化感抑藻效应22

2.2.3 眼子菜科沉水植物的化感抑藻效应22

2.2.4 水鳖科沉水植物的化感抑藻效应32

2.2.5 其他生活型水生植物的化感抑藻效应36

2.3 水生植物种植水的化感抑藻效应36

2.3.1 眼子菜科沉水植物种植水的抑藻效应37

2.3.2 水鳖科沉水植物种植水的抑藻效应38

2.3.3 金鱼藻科沉水植物种植水的抑藻效应40

2.3.4 其他生活型水生植物种植水的抑藻效应40

第三章 水生植物的化感物质44

3.1 常见化感物质及其结构44

3.1.1 酚类45

3.1.2 萜类48

3.1.3 脂肪酸和酯类49

3.1.4 杂环类50

3.2 水生植物提取物的抑藻活性51

3.3 水生植物体内分离的化感物质56

3.3.1 沉水植物57

3.3.2 挺水植物63

3.3.3 漂浮和浮叶植物64

3.4 水生植物分泌物的抑藻活性64

3.5 水生植物分泌物中检测到的化感物质69

3.6 化感物质的抑藻活性76

3.6.1 酚酸类化感物质76

3.6.2 脂肪酸类化感物质79

3.6.3 其他类化感物质80

第四章 水生植物化感抑藻机理81

4.1 化感物质对光合系统的影响81

4.1.1 对光合放氧的影响81

4.1.2 对光合色素的影响83

4.1.3 对藻类叶绿素荧光参数的影响88

4.1.4 对光合电子传递链的影响93

4.2 化感物质对藻类的氧化胁迫95

4.2.1 藻类ROS的产生、清除及抗氧化系统96

4.2.2 藻类的抗氧化酶对化感物质的响应100

4.2.3 化感物质诱导藻细胞ROS产生105

4.2.4 化感物质诱导ROS产生导致藻细胞DNA的损伤114

4.2.5 ROS导致藻类膜的脂质过氧化118

4.3 化感物质触发藻类细胞程序性死亡120

4.3.1 多细胞生物细胞凋亡的特征121

4.3.2 浮游藻类死亡的形式122

4.3.3 浮游藻类的PCD124

4.3.4 化感物质作用下浮游藻类的PCD131

4.3.5 藻类PCD的生态学意义139

4.4 化感物质对藻类其他生理、生化过程的影响140

4.4.1 对细胞膜及形态结构的影响140

4.4.2 对营养元素吸收及氮、磷代谢的影响143

4.4.3 对酯酶的影响146

4.4.4 对呼吸作用的影响148

4.4.5 对蛋白质的影响150

第五章 水生植物化感抑藻作用模式153

5.1 化感物质的联合作用153

5.1.1 研究方法153

5.1.2 研究现状161

5.2 化感物质的持续作用184

5.2.1 多次暴露与一次暴露化感物质抑藻效果的比较184

5.2.2 化感物质低剂量持续多次暴露对铜绿微囊藻生长的抑制作用187

第六章 影响水生植物化感作用效果的因素198

6.1 藻类种类和数量198

6.2 水生植物种类和状态203

6.3 化感物质的浓度204

6.4 微生物204

6.5 营养水平205

6.6 光照和温度212

6.7 pH214

第七章 水生植物化感物质分离鉴定217

7.1 植物样品的采集及预处理217

7.2 植物体内化感物质提取方法218

7.2.1 已知化感物质的提取方法219

7.2.2 未知化感物质的提取方法220

7.3 水生植物种植水中化感物质的提取221

7.3.1 液液萃取222

7.3.2 固相萃取222

7.4 水生植物化感物质的主要分离方法223

7.4.1 柱色谱法224

7.4.2 制备薄层色谱225

7.4.3 高效液相色谱226

7.4.4 一般分离方法228

7.5 水生植物化感物质的鉴定方法228

7.5.1 质谱法228

7.5.2 核磁共振谱230

7.6 水生植物化感物质分离鉴定实例231

7.6.1 有机溶剂粗提物的制备231

7.6.2 粗提物的初步极性分段232

7.6.3 抑藻活性物质系统分离及其结构鉴定234

7.6.4 抑藻活性组分的极性分段及GC/MS剖析266

第八章 生态毒理学方法在化感抑藻作用研究中的应用280

8.1 藻种培养及化感抑藻效果测试方法281

8.1.1 藻类生长表征281

8.1.2 藻种培养282

8.1.3 常规抑藻效果测试方法294

8.2 藻细胞光合色素298

8.2.1 叶绿素含量的测定298

8.2.2 光合色素的定性定量分析299

8.3 藻细胞光合作用速率和呼吸作用速率300

8.3.1 光能转化率的检测301

8.3.2 光合速率和呼吸速率的检测303

8.3.3 光合作用电子传递链功能的检测304

8.4 藻细胞可溶性蛋白质306

8.4.1 可溶性蛋白质的定量分析306

8.4.2 可溶性蛋白质的分离鉴定307

8.4.3 同工酶的测定308

8.4.4 蛋白质组的检测309

8.5 藻细胞活力310

8.5.1 酯酶活性的检测310

8.5.2 琥珀脱氢酶活性的检测311

8.5.3 硝酸还原酶活性的检测312

8.5.4 抗氧化酶酶活的检测313

8.6 细胞内ROS水平的检测315

8.7 藻细胞DNA损伤316

8.7.1 细胞培养物DNA 双链断裂的检测316

8.7.2 DNA梯度性断裂的检测317

8.7.3 单细胞DNA损伤的检测318

8.7.4 DNA片段化的原位检测319

8.8 藻细胞膜损伤320

8.8.1 细胞膜脂质过氧化的检测320

8.8.2 荧光法测定细胞膜的损伤321

8.9 藻细胞程序性死亡322

8.9.1 细胞程序性死亡形态的观察322

8.9.2 caspase-3酶活性的检测324

8.9.3 磷脂外翻的检测325

8.9.4 其他参数的检测326

第九章 展望327

参考文献330

附表 已报道水生植物各类型的化感物质一览表365

附件382