[发明专利]基于RNA与DNA含量比的微囊藻生长速率实测方法

说明书

技术领域

本发明涉及藻类生长速率的测定方法，具体涉及一种基于RNA与DNA含量比的微囊藻生长速率实测方法。

背景技术

微囊藻水华造成一系列的生态及环境问题。微囊藻水华是微囊藻细胞生长和聚集综合的作用，微囊藻原位生长速率测定对微囊藻水华爆发机理的研究以及水华的预报和防治有着重要的作用。由于微囊藻水平及垂向迁移，造成微囊藻原位生长速率无法通过藻细胞密度直接计算获得。国际上一些研究者建立了一系列的方法和模型，诸如原位围隔水柱法、FDC法、同位素法等。但围隔水柱本身改变了原位的水流、化学及光照等条件，再加上浮游动物捕食、深水湖泊中围隔建立比较困难等原因，造成此方法很难得以实施用来测定真实的生长速率。FDC法需要连续24小时采样观测，工作量巨大，而且采集的样品本身也受微囊藻迁移的影响。同位素法测定复杂而且昂贵，因而无法普遍使用。建立一种快速，能够通过简单测试就能够获得微囊藻原位生长速率的方法在微囊藻水华爆发机理的研究以及水华的预报和防治中都极为重要的。

微囊藻细胞分裂与DNA的复制是高度统一的，但是仅有当微囊藻细胞中蛋白质等构成细胞的基本有机物质达到一定量时才能够进行DNA的复制从而实现细胞分裂。控制蛋白质的合成的主要物质是RNA，RNA越多，蛋白质合成越快，细胞分裂越快，反之亦然。在微囊藻生长的过程中，RNA的含量能够反映微囊藻细胞中蛋白质合成的快慢，从而表征微囊藻的生长速率，微囊藻生长率和RNA含量存在一定的相关关系。由于实际湖泊中的微囊藻经常出现细胞大小的差异，为了消除细胞大小的差异造成利用RNA绝对含量测定微囊藻生长率时出现的误差，导入单位生物量中RNA含量——RNA相对含量，这一概念应该能够更为准确地测定生长率。DNA是藻细胞遗传物质的基础，细胞中DNA的含量和细胞的大小直接相关并且环境因子对其含量的影响很小，因此可以用RNA与DNA含量比表征RNA的相对含量，通过其与微囊藻生长速率的关系计算微囊藻的原位生长速率。

发明内容

本发明的目的是建立一种简易、快速的准确测定微囊藻原位生长速率的方法，在实际湖泊中进行一次采样，在室内通过简单的检测藻细胞中RNA和DNA含量，利用RNA与DNA含量比的值可以获得较为准确的实际湖泊中微囊藻的原位生长速率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于RNA与DNA含量比的微囊藻生长速率实测方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、采集微囊藻样品；

2)、提取并测定微囊藻细胞中的RNA与DNA的含量；

3)、计算步骤2)中RNA与DNA含量的比值，x为RNA与DNA的含量比，代入标准曲线y=a*ln(x)-b中，得到微囊藻原位生长速率y，其中a=0.720，b=1.540。

步骤3)中标准曲线是采用如下方法绘制的：测定t、t+1时刻微囊藻细胞密度C_t、C_t+1，根据公式μ_t+1=ln(C_t+1/C_t)得到藻密度生长率μ_t+1；

同时提取并测定微囊藻细胞中的RNA与DNA的含量C_RNA、C_DNA，计算每组C_RNA/C_DNA的值；

以μ_t+1作为纵坐标，C_RNA/C_DNA为横坐标，拟合得到标准曲线y=a*ln(x)-b，其中a=0.720，b=1.540。

步骤1)中采集的微囊藻样品首先通过显微镜，将非微囊藻颗粒物或其他藻类挑出，获得较纯的微囊藻藻液，然后用玻璃纤维膜过滤获得藻样。

步骤2)中微囊藻细胞中的RNA与DNA采取相同的提取方法，提取过程为：取藻样到离心管内，用高速冷冻离心机，离心，弃掉上清液，往离心管中加入高氯酸，80~100℃恒温水浴下保存20~40min，冷却至常温后在离心机14000~18000 r/min的转速下运行10~20min，第一次取得上清液保存；在离心管内藻团中继续加入高氯酸，同上处理，再次取得上清液，与第一次的上清液相混合，在混合液中加入浓度为8~12%的三氯乙酸，留作步骤3)测定RNA和DNA的含量。微囊藻细胞中的RNA含量测定采用地衣酚-盐酸显色法，DNA含量的测定采用二苯胺法。

本发明提供的一种基于RNA与DNA含量比的微囊藻生长速率实测方法与现有技术相比，具有如下优势：