大学生创新创业训练计划建设项目2doc.docx
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大学生创新创业训练计划建设项目2doc
附件1:
云南省大学生创新创业训练计划项目
立项申请表
推荐学 校:
云南大学
项目名称:
凤眼莲化感抑藻物质对沉水植物及鱼类的影响及机理
项目申报类别:
创新训练项目
所属一级学科名称:
生态学
申 请 人:
曾露栩
所在学院及年级:
生命科学学院 2011级
指导教师:
常学秀
单位和职称:
云南大学生命科学学院 教授
填 表 日 期:
2013年 5月8日
云南省教育厅制
2012年2月
ﻬ
填表说明
1。
《申报书》各项内容,必须实事求是,表达要明确严谨,并要求打印或用钢笔填写.页面不够时可加页,不得破坏后面表格的完整和美观.对于填写不合要求、内容含糊不清、字迹潦草者,不予受理。
2.该《申报书》为A4纸,各单位或个人可以从云南省教育厅高等教育处网站自行下载或翻印,但格式、内容、大小应与原件相同。
ﻬ一、项目申请人情况
申
请
人
姓名
曾露栩
性别
男
民族
汉
出生日期
1993.5.7
所在学院
生命科学学院
专业、班级
2011级生物学基地班
项目名称
凤眼莲化感抑藻物质对沉水植物及鱼类的影响及机理
通讯地址
云南大学呈贡校区楸苑四幢B217
电话
项目类别
■创新训练 □ 创业训练 □创业实践
项目周期
1年
所属学科专业
污染生态学
申请人参加科研的经历
自何年月
至何年月
参加的项目
担任的工作
项目组其他成员(不超过5人,不包括申请人和指导教师)
姓 名
性别
年级
所在学院
专 业
分工
签名
李双丽
女
2011级
生命科学
生物学基地班
实验材料收集及培养
李双丽
普芹芹
女
2011级
生命科学
生物学基地班
实验操作人员
普芹芹
张雪健
男
2011级
生命科学
生物学基地班
实验操作人员
张雪健
谢坊雨
女
2012级
生命科学
生物学基地班
统计处理数据
谢坊雨
ﻬ二、拟申报项目情况
(一)项目介绍
(研究目标、研究背景及现状、工作原理和方案设想、计划进度安排等)
1.研究目标
了解凤眼莲大规模覆盖下其化感物质对水生植物及鱼类的影响,探讨凤眼莲大规模圏养的环境生态安全性和可行性。
2. 研究背景及现状
富营养化及由此导致的水华蓝藻大规模暴发已成为世界性的水环境问题(Heisleretal。
,2008; O’Neiletal。
,2011),且气候变化将进一步加剧蓝藻水华的发生及其危害(Paerl andHuisman,2008; Wagner andAdrian,2009),其中铜绿微囊藻占绝对优势(Liuetal., 2011)。
因此,湖泊有害藻类及其危害的有效控制是目前以及未来相当一段时间内亟待解决的首要任务之一。
凤眼莲(Eichhornia crassipes)因具有生长速度快、生物量大、抑藻能力强等优点,从20世纪80年代开始即被用于污染水体生态修复的材料。
2.1 凤眼莲在水体污染治理中应用广泛
凤眼莲也称水葫芦,属于雨久花科植物。
自从Margaret等(1983)发现凤眼
莲能显著吸收和富集水体中的金属Pt以来,国内外利用凤眼莲提取污染物的水体生物修复方法方兴未艾,直至目前仍然处于研究的热点和前沿。
凤眼莲对重金属及类金属污染物的提取修复有很多报道,如Saraswat等(2010)、Mahamadi等(2010)利用凤眼莲吸收Zn(II)、Cd(II) 、Cr(VI)和Zn(II)等以去除水体重金属污染;Alvarado等(2008)对比了凤眼莲和浮萍对水中砷的去除效果,发现在0.15 mg/L砷浓度下,浮萍对砷的去除效率为140 mgAs/ha.d,而凤眼莲对砷的去除效率高达600mgAs/ha。
d;Mishra(2009)报道了凤眼莲处理11d即能去除水中95%的锌和84%的铬;Módenes等(2011)也利用凤眼莲吸附Cu(II)和Cd(II)来消除水体重金属污染。
凤眼莲对有机污染物也有较强的吸附及吸收能力,并可用于木材厂废水的去色及有机物的去除(有机物去除率可达 46~75%,酚类化合物的去除率达到11~17%,除色能力达到23.6%)(Lagos等,2009);对水体氰化物也有很好的净化作用(Ebel,2007);Zawahry等(2004)还利用凤眼莲提
取净化水体中的含氮染料及蒽、醌类染料污染.凤眼莲还被用于提取富营养化水体中的N、P等营养物。
李修岭等(2005)对比了水龙、水禾、凤眼莲和竹叶菜等4种植物对水中氮、磷的去除效果,发现凤眼莲的去除效果最好,45d后N、P去除率分别达到87%和94%;Chen等(2010)报道了凤眼莲活体及干植物均能很好地吸附污水中的磷.
2。
2凤眼莲因具有强烈的化感抑藻效应而被用于有害藻类的生物治理
在水华蓝藻治理方面,凤眼莲因具有显著的化感抑藻能力而被用于富藻水体的生物治理。
“化感作用”(Allelopathy)的概念由德国科学家Molish于1937年首次提出,后来Rice于1984年在Allelopathy(第二版)中将其较完整地定义为:
“植物或微生物通过分泌次生代谢物到环境中,从而对其它植物或微生物造成有利或不利影响的过程"。
化感作用在自然界中广泛存在,是生物在进化过程中发展起来的一种对适应环境的化学调控机制.国内外报道了凤眼莲、轮叶狐尾藻、粉绿狐尾藻、金鱼藻、小眼子菜(Potamogeton pusillus)等几十种具有化感抑藻效应的高等水生植物(Hiltetal., 2008; Jooetal.,2007; Mulderijetal.,2007; Takedaet al.,2011;Wuetal.,2008;常学秀等,2007),它们分泌的一些化感物质被用作潜在的生物杀藻剂(Nakaiet al., 2005;Zhang et al。
2010)。
其中凤眼莲的化感抑藻效应尤为显著,如Kim等(2000)通过种植凤眼莲有效控制了池塘中的有害藻浓度;Hölscher等(2005)及DellaGreca等(2009)进一步从凤眼莲根及叶片中分离到苯基非那啉类化合物。
在我国,中国科学院上海植物生理研究所最早报道了凤眼莲的化感抑藻作用,他们于1986~1987年利用凤眼莲治理富营养化水域,使原来繁盛的藻类显著减少甚至消失(孙文浩等,1988、1989、1990),其中的化感抑藻物质主要是N-苯基-2-萘胺、亚油酸及亚油酸甘油酯,而N-苯基—2-萘胺的抑藻活性甚至强于CuSO4(杨善元等,1992)。
俞子文等(1992)列出了几种水生植物的抑藻强弱次序为:
凤眼莲>水花生〉水浮莲、满江红〉紫萍>浮萍。
唐萍等(2000)发现栅藻细胞内的蛋白质合成系统及水解酶系统对凤眼莲的根系分泌物十分敏感,毒害机理之一是产生超氧阴离子(O2—·)导致细胞膜过氧化,丙二醛(MDA)含量上升。
研究表明8种滇池常见水生植物凤眼莲、粉绿狐尾藻、金鱼藻、水浮莲、荇菜、穗状狐尾藻、黑藻和苦草,发现凤眼莲对水华优势藻种——铜绿微囊藻的化感抑制作用最强,处理第7 d时的抑藻率达到
74.17%,且在夏、秋时节水华高发期时抑藻效果最好(吴程,2008,硕士论文)。
2。
3 目前滇池流域大规模圏养水葫芦,但对其生态安全性缺乏全面的认识和客观的评价
近年来,为了加快云南滇池等富营养化水体的污染治理进程,几年前因泛滥成灾而花费大量人力物力清除殆尽的凤眼莲,重新在圏养条件下被大规模种植于滇池流域的湖泊、水库及河道中,但因人们对其生态效应的认识不足而备受质疑。
凤眼莲的化感抑藻物质在抑制有害藻类生长的同时,也可能同时损害沉水植物及鱼类等水生动物,但目前对该问题尚未引起足够的重视。
为明确滇池等水体大规模种植凤眼莲的生态安全性,亟待开展凤眼莲化感抑藻物质对沉水植物及鱼类的影响及其生理机制。
3。
工作原理和方案设想
本项目拟通过实验室模拟的方法,采用物质添加法研究已知的凤眼莲化感抑藻物质N—苯基-2-萘胺对滇池常见沉水植物及鱼类的影响及其机理,明确凤眼莲大规模种养对水生生态系统的深远影响。
所采取的主要研究方法和技术路线如下:
3.1凤眼莲化感物质(N—苯基-2-萘胺)对沉水植物的影响研究
沉水植物的获取及培养:
本研究拟在滇池周边坝塘及河流中采集常见的3种沉水植物(穗花狐尾藻、菹草和金鱼藻),洗净后在实验室水族箱中驯化培养15d。
切取长约6cm的顶枝作为实验材料,按每瓶15株的密度种植于装有500ml凤眼莲处理液(浓度梯度设置为0.5、1、5、10、30、50ug.L—1,用0.05%的DMSO作为助溶剂添加到改良的HGZ培养基中配制而成)或对照液(仅为改良的HGZ培养基)的1000ml组织培养瓶中,分别测定培养0、5、10、20、30d时的植物生物量(分别以株高、鲜重、干重及叶绿素含量来表征)。
通过计算抑制率来确定凤眼莲化感抑藻物质在滇池常见密度下对沉水植物产生化感效应的时间阈值及浓度阈值,以确定后续机理研究的处理浓度及时间。
每个处理设置3个平行样。
影响机理研究:
收获受凤眼莲化感胁迫的植物及对照样品,采用冻融提取-比色法测定植物幼苗中的超氧阴离子(O2—)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含氧,了解凤眼莲活性物质对沉水植物的氧化损伤、植物本身的抗
化能力及最终的膜脂过氧化后果。
3.2 凤眼莲化感物质(N-苯基-2—萘胺)对鱼类的影响研究
本研究拟选择滇池流域的珍稀濒危鱼类-—金线鱼为研究对象。
金线鱼的获取及处理:
本研究所用鱼苗由中科院昆明动物研究所提供,鱼苗分别选择刚出膜仔鱼、45d龄稚鱼及150d幼鱼作为实验鱼类。
按一定密度(以不发生密度制约效应为最低要求)养殖于凤眼莲处理液(浓度梯度设置为0.5、1、5、10、30、50 ug.L-1,用0.05%的DMSO作为助溶剂添加到金线鱼专用培养液中配制而成)或对照液(仅为金线鱼专用培养液)的实验鱼缸中,分别测定培养0、5、10、20、30、50、100d时的鱼类生物量(主要以体长及体重来表征)。
通过计算抑制率、死亡率、畸变率等来确定凤眼莲化感抑藻物质对滇池名特优鱼类产生化感效应的时间阈值及浓度阈值,以确定后续机理研究的处理浓度及时间。
每个处理设置3个平行样。
影响机理研究:
定期收获处理及对照样品,提取并测定鱼体内的蛋白质、脂肪、糖类等基础代谢物质的组成等,来初步评价凤眼莲化感物质对金线鱼的影响机理。
技术路线:
本研究技术路线如图1所示.
图1.研究技术路线图
4. 计划进度安排
①2013年9月~ 2013年11月,完成沉水植物的采集培养,并对其使用凤眼莲处理液进行试验操作,最后对实验结果进行分析。
② 2013年9月~2014年2月,完成在不同实验环境下金线鱼的培养,通过计算抑制率、死亡率、畸变率等来确定凤眼莲化感抑藻物质对滇池名特优鱼类产生化感效应的时间阈值及浓度阈值,完成论文两篇
2014年3月~4月,总结材料,准备结题。
(二)项目自我评价
(创新点、实现的可能性、可操作性、可能存在的问题等)
1.创新点
(1)本项目从关注滇池水华蓝藻大面积、高频率暴发及大规模圏养凤眼莲来治理滇池污染的现实出发,探讨凤眼莲化感抑藻物质对滇池水体生态系统的深远影响;
(2)本项目选择滇池流域的珍惜濒危鱼类为研究对象,为滇池大规模圏养凤眼莲条件下金线鱼的回放研究提供条件依据。
2。
可行性分析
(1)指导老师具有较好的研究基础
指导教师及其团队研究了铜绿微囊藻胞化感物质对滇池沉水植物(海菜花、马来眼子菜和金鱼藻)、水生动物(金线鱼卵及育苗)、绿藻及硅藻、浮游细菌等的化感效应,积累了丰富的化感效应研究思路、方法和经验。
在化感效应研究方面产出了5篇硕士论文(其中1篇为云南省优秀硕士论文)、3篇SCI论文(分别发表于HarmfulAlgae、EcologicalEngineering和AquaticBotany)、4篇国家级核心刊物论文(《生态学报》等),参与2次国际学术会议并作口头报告。
(2)具有良好的国内外合作平台
项目组与德国莱布尼兹淡水生态与内陆渔业研究所、中科院昆明动物研究所珍稀鱼类繁育基地、中科院南京地理湖泊所及武汉水生所等权威科研机构建立了良好的实质性合性合作关系,为本项目的顺利实施奠定了良好的基础条件。
(3)具有完善的技术条件、实验设备及研究平台
云南大学生命科学学院环境科学与生态修复研究所在滇池开展了大量的野外研究和实验室培养、分析工作,具备凤眼莲、沉水植物及鱼类的样品采集、培养、生理生化指标测定及分子生物学研究等所需的技术和设备条件,如水族箱、光照培养箱、紫外-可见分光光度计、叶绿素荧光仪、凝胶成像系统等;金线鱼鱼苗等特殊实验材料可以有偿从中科院昆明动物研究所获得。
这些良好的技术条件、实验设备及研究平台能够保证项目的顺利实施。
总之,本项目具有较好的前期工作基础,研究条件具备,人员搭配合理,在大量前期工作的基础上设计的研究方案切实可行,通过努力,完全可以达到预期目标。
(三)预期成果
(成果的具体形式,如:
申请专利、公开发表论文、制作科技实物(含软件程序)等,可以同时有多种成果形式)
通过本项目的实施,拟实现的预期研究结果如下:
揭示凤眼莲大规模圏养对滇池沉水植物及鱼类的化感作用及其机理,明确其生态安全性。
本项目的成果主要以科研论文的形式展现,通过本项目的实施,拟在核心期刊上发表论文1~2篇。
ﻬ三、指导教师简况及对申请人和申报项目的评价
姓名
常学秀
性别
女
民族
彝族
政治面貌
九三学社
年龄
41
最终学历
博士
职务
环境科学系主任
职称
教授
专业
污染生态学
所在学院
云南大学生命科学学院
研究方向
污染化学生态学
通讯地址
云南大学生命科学学院
邮编
650091
电话
6
电子信箱(e-mail)
changxx
当前从事的教学、研究工作简介:
常学秀教授具有扎实的专业基础,1997年7月毕业于云南大学生物系生态学专业,获理学硕士学位;2000年7月毕业于云南大学生命科学与化学学院生态学专业,获理学博士学位,同期留校工作,2002年10月晋升为副教授,2012年晋升为教授.其中2000年9月~2003年11月在南京农业大学“农业资源利用"博士后流动站作兼职博士后,2006年9月~2007年8月在中国科学院大气物理研究所担任“西部之光”访问学者,2010年4月~2011年4月由国家公派到德国莱布尼兹淡水生态与内陆渔业研究所访学。
现任云南大学生命科学学院环境科学系主任。
多年来从事污染生态学特别是污染化学生态学领域的基础研究及应用基础研究,熟悉滇池富营养化及生态退化的环境和生态效应,掌握蓝藻与水生植物间的化感作用原理及方法.2010年以来,主持国家自然科学基金项目2项,联合主持国家自然科学基金委-云南省联合基金重点项目2项,作为骨干成员参加国家重大科技水专项1项;作为第一作者及通讯作者发表SCI及EI论文4篇;副主编及参编教材/专著3部;指导研究生获得云南省优秀硕士论文奖1项;指导本科生获得国家大学生创新项目1项;获得云南省及云南大学教学成果特等奖各一项(排名第七);曾获云南大学优秀本科生导师奖。
连续主讲《污染生态学》、《环境污染微生物学》等专业主干课程.
对申请人的专业基础、工作态度、学风及研究能力的评价:
曾露栩同学为2011级生物学基地班学生,在两年的大学学习生活中,已经修学《动物生物学》、《植物学》、《生物化学》、《遗传学》、《生态学》、《细胞生物学》等基本相关专业课程,并以优异成绩通过考核,具有扎实的专业基础。
该同学工作态度严谨端正,在担任云南大学生命科学学院学生会生活部部长期间以高度认真负责地精神态度在工作中取得了优异成绩。
他热爱学习,在掌握课堂知识的基础上积极学习生物学有关领域诸多前沿知识。
虚心求教,课后积极与老师探讨不懂的问题,经常和同学学习交流,对班级良好学风的形成起了建设性作用。
除此之外,曾露栩同学还非常注重对自己动手能力和实验研究能力的培养,在不断的学习努力中获得了较强的研究能力,一定能出色完成该项实验。
建议优先考虑!
对申请课题的价值、研究方案的可行性、工作基础等方面的评价:
凤眼莲的化感抑藻物质可能影响沉水植物、水生动物等,对其效应程度、物质基础及生理机制的研究是评价滇池水体大规模种植凤眼莲生态安全性的基础条件,但目前对其关注不足。
开展该项目研究能为凤眼莲的生态安全性评价提供依据,具有重大的研究意义。
项目研究思路及方案清晰具体,考虑周密,研究基础及条件具备,可以实现预期目标。
建议优先推荐!
指导老师(签名):
常学秀
2013年5 月8日
四、申请资助金额和经费预算(请根据研究方案修改,剔除未涉及的项目并补充完整)
项目经费
资金总额及来源(单位:
万元)
共计
上级部门立项资助
学校配套经费
学院配套经费
2。
0
1。
0
1。
0
0
预算支出科目
支出金额
预算根据及理由
1、测试费、分析费
0.5
本实验需要用到组织培养等鉴定技术。
仪器租用及试剂购买需要经费。
2、图书、资料费
0。
2
下载论文资料和购买相关书籍
小型会议
3、小型会议
0.05
短期知识和技能培训
交通费ﻩ
4、交通费
0。
15
本部和呈贡来回往返的车费
5、实验材料费
0。
60
实验所需器材、试剂、工具
6、参观考查费
0。
05
参观相关实验室
7、专家指导费
0.15
邀请相关专家进行技术指导和理论指导
8、其他
0.3
论文发表费用、通讯费用和临时应急费用
总计
总计
2.0
以上经费预算共计2万元人民币。
(注:
质量工程领导小组办公室将依据项目申请资助金额高低分批次评审遴选,且同一批次不合格项目不再进入下一批次遴选,请各高等学校对经费做合理预算)
ﻬ五、审核意见
申请人所在学院审核意见:
该项目申报书中各项情况真实可信,经费预算合理,学院在经费和实验条件上将给与支持.学院将负责各方关系,给课题组成员提供最大方便,保证课题顺利进行。
学院同意立项.
学院负责人签名:
学院公章:
2013年5月8日
学校审核意见:
(请就是否同意立项及理由、具体资助额度签署具体意见)
该项目经我校大学生创新性实验计划专家委员会评审、论证,该项目难度适合本科学生,符合创新性实验计划的理念,同意推荐该项目立项。
如果该项目立项获批,学校将给予1:
1的经费配套支持.
学校负责人签名:
学校公章:
2013年5月8日
云南省大学生创新创业训练计划工作领导小组审核意见:
□同意该项目为云南省大学生创新创业训练计划资助立项项目,资助金额元。
□不同意立项建设。
云南省大学生创新创业训练计划工作
领导小组办公室(高教处代章)
年 月日
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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