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铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa,M.aeruginosa)水华和互花米草(Spartina alterniflora,S.alterniflora)入侵对生态环境造成了严重的危害,引起了国内外学者的广泛关注。磷是藻类生长不可或缺的营养元素,高磷条件下极易发生铜绿微囊藻水华。有研究发现,低磷条件下铜绿微囊藻水华也会发生,揭示其发生机理对防控水华至关重要,而其机理尚不完全明确;互花米草能通过化感作用抑制其它物种的生长,然而当前关于其对有害藻类的化感作用鲜有研究。在揭示低磷条件下铜绿微囊藻水华发生机理的基础上,利用互花米草的化感作用来控制藻类生长,为同时解决铜绿微囊藻水华和互花米草入侵的问题提供新的思路。本研究通过测定铜绿微囊藻在三种低浓度磷源下的生长参数、培养液中总磷(Total phosphorus,TP)浓度、碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,AP)与过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性及磷酸盐转运蛋白基因表达状况变化,阐明铜绿微囊藻在低磷胁迫下对磷元素的吸收机制及溶解性有机磷(Dissolved organic phosphorus,DOP)对其增殖的影响;结合铜绿微囊藻的生长量、胞外有机物(Extracellular organic matter,EOM)结构和叶绿素a(Chl-a)含量变化以及化感物质中有效成分的识别,揭示互花米草浸提液对铜绿微囊藻生长的抑制效果与机理,并从安全性角度分析其对水生微环境的影响。主要研究结论如下:(1)在低磷胁迫下,铜绿微囊藻能通过AP把DOP水解成溶解性无机磷(Dissolved inorganic phosphorus,DIP),从而获得生长所需的可利用磷。铜绿微囊藻的磷酸盐转运蛋白基因表达量显著上调,并与磷浓度存在反相关。CAT活性被低磷胁迫到一定程度后会明显升高,低磷胁迫程度越大,CAT活性越高。因此,铜绿微囊藻在低磷环境中爆发生长、形成水华,主要是因为铜绿微囊藻通过增强对DIP转运、加强自身的抗氧化能力、转向利用DOP等多种策略应对低磷条件下对磷的需求,以及其对环境磷变化的快速响应。(2)互花米草浸提液对铜绿微囊藻生长具有“低促高抑”的效果。当添加浓度≥0.05 g/mL时,随着浓度的提高,这种抑制效果越来越强。较高浓度的互花米草浸提液导致铜绿微囊藻中Chl-a的减少,光合作用的减弱,这可能是其抑制藻类生长的重要原因。(3)GC-MS的分析结果表明,Cyclohexane、Heptane、2-Cyclohexen-1-one、Hexadecanoic acid、2,4-Di-tert-butylphenol和Hydrocinnamic acid可能是互花米草浸提液中抑制藻类生长的主要化感物质。此外,高通量测序结果表明,互花米草浸提液对培养系统中微生物群落结构和多样性的影响较小。本研究阐明了铜绿微囊藻在低磷水体中形成水华的机制,验证了利用互花米草化感控制水华的可行性,为解决铜绿微囊藻水华和互花米草入侵的问题提供一种有效的方法。