[发明专利]浅水湖泊越冬蓝藻种源清除窗口期的确定方法

说明书

本发明提供了一种浅水湖泊越冬蓝藻种源清除窗口期的确定方法，其特征在于：采用蓝藻在复苏过程中有三个关键功能基因：藻蓝蛋白合成基因（PC‑IGS）、伪空胞合成基因（gvpC）和藻毒素合成基因（mcyA），这三个基因的表达与蓝藻的活性恢复和上浮有直接的关系，建立能精准反映越冬蓝藻种源清除的窗口期；采用荧光定量PCR技术，测定蓝藻在越冬复苏过程中这三个关键基因在细胞中的表达量，确定具有代谢活性的水华蓝藻的复苏过程，从而判断不同湖区蓝藻的种源清除窗口期。本发明的优势在于，综合了三项反映越冬蓝藻复苏的关键参数指标，甄别了不同湖区蓝藻种源清除的最佳窗口期，比传统的测定藻类现存量的方法更精准，比需要将伪空胞从细胞中分离纯化来研究伪空胞形态和特性的压力毛细管法等方法省时省力，为湖泊蓝藻水华控制提供了技术支撑。

技术领域

本发明属于水环境治理与蓝藻水华控制领域，涉及大型浅水湖泊、水库等富营养化治理与生态修复技术，具体涉及一种浅水湖泊越冬蓝藻种源清除窗口期的确定方法。

背景技术

随着我国社会经济的发展高速发展，湖泊富营养化问题日趋严重，已经严重影响到社会的发展和部分地区的饮水问题。根据2013年中国环境状况公报显示，富营养、中营养和贫营养的湖泊(水库)比例分别为27.8％，57.4％和14.8％。当湖泊水体中磷和氮增多时，可导致藻类等水生植物过量繁殖，引发“藻类水华”。目前湖泊蓝藻水华的控制方法包括机械除藻、改性粘土除藻、鱼类控藻、植物抑藻、微生物控藻、制剂除藻等，但基本都是针对夏季蓝藻大量暴发时的应急措施，而且常用的蓝藻打捞措施所处理的蓝藻量杯水车薪，不能有效削减和控制水华暴发。蓝藻水华在湖泊等水体中发展一般经过秋季衰亡下沉、冬季沉底“休眠”越冬、春季复苏上浮生长和夏季大量暴发水华。若能准确判断越冬蓝藻复苏时间段，并确定蓝藻复苏区域，针对复苏上浮生长的藻类进行有效抑制和削减，可以降低夏季水华发生频次和规模。

目前，专利文献CN104388544A公开了一种采用伪空胞基因(gvpC)的表达量判别越冬蓝藻越冬复苏期界限的方法，但是仅采用了一个与蓝藻复苏上浮有直接关系基因的表达参数，未对蓝藻复苏时的活性恢复进行判别，此外该专利中伪空胞基因的测定是针对水体蓝藻，不是真正意义上的底泥越冬蓝藻。专利文献CN102295333B公开了一种大型浅水湖泊越冬水华蓝藻种源的去除方法，分别在越冬和复苏期内，两次在越冬水华蓝藻种源的分布区域使用控藻剂对水体和底泥中的越冬蓝藻种源进行本底清除，第1次在越冬期内进行，第2次在复苏期内蓝藻复苏前进行，所使用的控藻剂由有效浓度的水稻秸秆和H₂O₂组成，能有效清除大型浅水湖泊中越冬水华蓝藻的种源。但该项发明未说明如何确定湖泊蓝藻复苏期方法，这样就不能精准开展清除和控制复苏藻类工程措施，可能因实施时间不准确而效果不理想。本发明综合了三项反映越冬蓝藻复苏的关键参数指标，甄别了不同湖区蓝藻的种源清除窗口期，比传统的测定藻类现存量的方法更精准。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种大型浅水湖泊越冬蓝藻种源清除窗口期的甄别方法，通过检测湖泊表层底泥中藻蓝蛋白合成基因(PC-IGS)、藻毒素合成基因(mcyA)和伪空胞合成基因(gvpC)的表达量，并通过其随时间的变化结果，综合三种基因的表达量判别出蓝藻种源清除窗口期，为越冬蓝藻的清除和抑制复苏蓝藻的生长提供依据。

为实现上述目的，本发明具体采取以下方案：

一种浅水湖泊越冬蓝藻种源清除窗口期的确定方法，包括如下步骤：

(1)在湖泊布设采样点，获取采样点处表层底泥样品；

在四季分明的大型浅水湖泊，越冬蓝藻会在春季复苏，包括蓝藻种源在适宜环境条件下的活力恢复和细胞开始生长并向水柱迁移的这两个过程。藻类复苏与温度之间有一定的相关性，通常认为温度在9-15℃时越冬蓝藻开始复苏；此外，大型湖泊空间异质性大，蓝藻复苏必然存在时空差异。因此，为确定越冬蓝藻复苏期，在全湖范围内布设能够反映全湖状况的足够数量样点，取表层底泥样品；