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海洋生物的生物特性及环境因子之间的相互关系是海洋生态学的研究热点。本文以船舶压载水中常见的三种致病菌(大肠杆菌、副溶血弧菌、霍乱弧菌)为研究对象,实验室模拟分析了三种致病菌在不同pH条件下的生长变化、结构变化以及生长分布情况,初步确定三种致病菌在pH为7.5时生长情况最好;实验室模拟与现场取样分析相结合进一步研究了pH变化对致病菌增殖、代时、繁殖代数以及代谢物的影响,确定了pH为7.5时三种致病菌增殖明显,繁殖代数增加,代时缩短,代谢物如大肠杆菌酪氨酸TYR,副溶血性弧菌褐藻胶裂解酶ALG、丙三醇GLY、硬脂酸OCT,霍乱弧菌乙醇ETH明显增加;跟踪实船研究了冬夏航次中压载水pH值变化情况,方差分析法研究了生物活动对pH的影响。 结果如下: (1)pH值的变化对三种致病菌的生长产生显著影响。三种致病菌均在pH为7.5时生长最好,在pH为5或10时生长最差,且三者的数量变化情况均符合以pH=7.5为中轴的正态分布。在三种致病菌混合培养皿中,大肠杆菌、副溶血性弧菌和霍乱弧菌数量占比分别约为45%、36%和19%。 (2)pH值的变化会引起三种致病菌的多种生物活动指标发生不同程度的变化。三种致病菌(大肠杆菌、副溶血性弧菌和霍乱弧菌)在pH为7.5时增殖数量大,分别为6.317?10cfu/ml、4.337?10cfu/ml和4.177?10cfu/ml,繁殖代数多,分别为15.78、30.72和12.72,代时短,分别为0.38h、0.39h和0.94h;在pH为5时,增殖数量为负,分别为-8.825?10cfu/ml、-8.285?10cfu/ml和-9.025?10cfu/ml,繁殖代数少,分别为5.46、10.2和7.56,代时长,分别为0.55h、1.18h和1.6。各代谢物与pH具有不同的相关性,大肠杆菌SUC、CIT及TYR与pH表现为显著负相关,副溶血性弧菌HEX与pH呈现出显著负相关,霍乱弧菌PYR、FOR及ACE与pH表现为显著负相关,其他代谢物与pH未表现出明显的相关性。各代谢物与细菌的数量变化情况存在不同相关性,大肠杆菌TRP与细菌的数量变化情况表现为极显著负相关,副溶血性弧菌ALG、GLY与细菌的数量变化情况呈现出显著负相关,霍乱弧菌ETH与细菌的数量变化情况表现为显著负相关,其他代谢物与细菌的数量变化情况未表现出明显的相关性。 (3)冬夏航次中实船研究生物活动对pH的影响,结果发现,压载水中生物活动与温度等环境因子的变化明显,夏季航次中天津港、宁波港及广州港压载水pH值最终分别下降了约0.67、0.64和0.6;冬季航次中天津港、宁波港及广州港压载水pH值最终分别下降了约0.61、0.64和0.6。 (4)致病菌的生物活动会使pH发生变化,但对pH的贡献度处于次要地位。实验模拟最佳生存条件下,结果发现三种致病菌生物活动对pH的影响值最大分别为大肠杆菌-0.15、副溶血性弧菌-0.12、霍乱弧菌-0.12。三种致病菌混合培养皿中pH变化最大为-0.24。 本研究揭示了pH与致病菌生物特性相互影响情况,特别是分析了多种生物活动指标,有助于建立压载水生物入侵物种数据库,为压载水生物入侵风险评价、物种快速检测方法研究以及压载水处理方法的改进提供理论支持。