有机磷农药敌敌畏对赤潮异弯藻_Heterosigmaakashiwo_的毒物刺激

生态环境学报 2010, 19(5): 1025-1029 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目：国家自然科学基金项目(40876074)作者简介：方汉孙（1985年生），男，硕士研究生，研究方向为藻类生态与海洋生物资源。

E-mail ：thinkingreed@ *通讯作者：段舜山，教授，博士，博士生导师，研究方向为藻类生理生态学。

E-mail ：tssduan@ 收稿日期：2010-04-07有机磷农药敌敌畏对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo )的毒物刺激效应方汉孙，张磊，段舜山*暨南大学水生生物研究中心，广东省高校水体富营养化与赤潮防治重点实验室，广东 广州 510632摘要：研究了敌敌畏（0.001、0.01、0.1、1、10 mg·L -1）对赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo ）生长、叶绿素a 、类胡萝卜素、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶（SOD ）和过氧化氢酶（CAT ）活性的影响。

结果表明，在0.001、0.01、0.1 mg·L -1三个质量浓度处理下，微藻第3~5 d 的相对增长率显著高于对照组。

1和10 mg·L -1质量浓度处理下，最初微藻增长受抑制，培养7 d 后出现补偿增长现象。

在0.01和0.1 mg·L -1敌敌畏质量浓度下，叶绿素a 含量和对照相比分别提高了5.9%和5.2%，类胡萝卜素含量分别比对照组提高了9.0%和11.2%。

96 h 可溶性蛋白含量分别比对照组提高了7.1%和15.3%。

和对照组相比，SOD 和CAT 在24 h 时主要受抑制作用，48 h 时SOD 活性恢复，趋于和对照组一致，而CAT 活性受到强烈诱导。

结果显示当敌敌畏浓度低于0.1 mg·L -1时，对赤潮异弯藻主要表现刺激生长作用，而当浓度超过1 mg·L -1时，主要表现抑制作用。

关键词：赤潮异弯藻；敌敌畏；刺激效应；超氧化物歧化酶；过氧化氢酶中图分类号：X1751.5 文献标识码：A 文章编号：1674-5906（2010）05-1025-05藻类作为水生态系统中的初级生产者，在维持水生态系统的物质循环和能量流动速率以及生产力水平方面起着重要的作用。

因此，在人口膨胀、工农业生产和人类活动等给水生态系统带来巨大压力的背景下，使水体有机污染物对藻类的影响成为当前水域生态学领域的研究热点。

例如在藻类生态毒理学方面，有研究者报道了有毒有害物质能刺激藻类生长的现象[1-2]，这种刺激效应的存在表明水体中低浓度的有毒有害污染物不可忽视。

国内已有报道表明海水中存在低浓度的有机磷农药，且呈现出污染加剧的趋势[3]。

进入水体的有机磷农药或许能够对藻类的生长和增殖造成影响，但是目前关于有机磷农药对微藻刺激效应的研究却鲜有报道。

赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo ）属于针胞藻（Raphidophyceae ）纲，是一种重要的有害赤潮藻，该藻在大连湾发生过赤潮，在青岛和广东沿海也有分布，给海水养殖和生态环境造成严重威胁[4]。

本研究以赤潮异弯藻为实验生物，以敌敌畏为外部污染物，探讨了敌敌畏对赤潮异弯藻生长的刺激效应，为揭示有机磷农药对微藻的毒物刺激效应规律提供了一定的依据。

1 材料和方法1.1 仪器及试剂5401-CC275TL 型智能人工气候箱，UV-2450型紫外-可见分光光度计，德国Heraeus 高速冷冻离心机。

湖北沙隆达有限公司生产80%敌敌畏乳油。

1.2 藻种及培养条件实验藻种赤潮异弯藻由暨南大学水生生物研究中心藻种室保藏，采用f/2培养基为基础培养基静置培养，培养温度为(23±1) ℃，光照强度4000 lx ，光暗周期12 h ∶12 h 。

1.3 实验设计以灭菌的f/2培养基配置0、0.001、0.01、0.1、1、10 mg·L -1质量浓度的敌敌畏溶液，接种对数期赤潮异弯藻，各浓度组藻液初始OD 680值均为0.034。

1.4 测定方法生长的测定：每天在测定波长680 nm 处的吸光值（A ），以每2 d 为一个单位计算微藻的相对增长率K ，计算式为K =(A n +2－A n )/A n 。

其中：A n 为第n 天测定的藻液吸光度，A n +2为隔天藻液吸光度。

色素及可溶性蛋白含量的测定：叶绿素a 及类胡萝卜素的测定分别参考Jensen A [5]和波钦诺克[6]所提供的方法，细胞内可溶性蛋白含量的测定参考张志良[7]提供的方法。

酶活力的测定：超氧化物歧化酶（SOD ）和过氧化氢酶（CAT ）活性的测定均采用南京建成生物工程公司生产的试剂盒。

酶活性受敌敌畏的影响以相对活性表示，如果以S b 表示对照组酶活力，S t 表示实验组酶活力，则定义相对活性为：(S t －S b )/S b 。

1026 生态环境学报 第19卷第5期（2010年5月）1.5 数据处理及分析采用数据分析软件EXCEL 2003和SPSS 16.0进行统计分析。

2 结果与分析2.1 敌敌畏对赤潮异弯藻生长的影响实验发现，在0.01和0.1 mg·L -1敌敌畏质量浓度作用下，赤潮异弯藻生长加快。

这2个处理组在第5、6天的光密度显著高于对照组（P <0.05）。

1和10 mg·L -1敌敌畏质量浓度处理下，赤潮异弯藻生长受到抑制，第9天抑制率分别为12.7%、11.1%（P <0.05）。

藻细胞相对增长率如图1所示，在0.001、0.01、0.1 mg·L -1敌敌畏质量浓度处理下，第3~5天的相对 增长率显著高于对照组（P <0.05），当微藻培养进入第5~7天时，原来增长率高于对照组的情况发生逆转，增长率低于对照组。

培养前期具有刺激效应的0.01、0.1 mg·L -1质量浓度处理组，第5~7天的增长率甚至显著低于对照组（P <0.05）。

在7~9 d 培养期内，0.001~0.1 mg·L -1质量浓度处理下的相对增长率和对照组相近，此时一直受抑制的1和10 mg·L -1质量浓度处理组的微藻呈现补偿生长的现象，增长率显著高于对照组（P <0.05）。

2.2 敌敌畏对赤潮异弯藻叶绿素a、类胡萝卜素及可溶性蛋白含量的影响微藻培养至第9天测定叶绿素a 和类胡萝卜素含量，结果如图2所示。

在0.01和0.1 mg·L -1质量浓度下，与对照组相比，叶绿素a 含量分别比对照组提高了5.9%和5.2%，类胡萝卜素分别比对照组提高了9.0%和11.2%。

刺激效应虽然存在，但分析结果显示受刺激组和对照组之间差异不显著（P >0.05）。

而在1和10 mg·L -1质量浓度下，色素含量有所下降，但与对照组相比受抑制程度不显著（P >0.05）。

提取24、48、96 h 藻细胞可溶性蛋白，其含量如图3所示。

微藻培养24 h 后，0.001 mg·L -1质量浓度处理组可溶性蛋白含量显著高于对照组（P <0.05）。

而0.01和0.1 mg·L -1敌敌畏作用下，虽然3个时间所提取的蛋白含量都有所提高，但分析A: 1~3 d; B: 3~5 d; C: 5~7 d; D: 7~9 d图1 不同质量浓度敌敌畏对赤潮异弯藻相对增长率的影响Fig.1 The effects of different concentrations of dichlorvos on the relative growth rate of Heterosigma akashiwoA方汉孙等：有机磷农药敌敌畏对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo )的毒物刺激效应 1027结果显示这种提高与对照组相比差异不显著（P >0.05）。

1和10 mg·L -1质量浓度下，敌敌畏表现了对赤潮异弯藻可溶性蛋白含量的显著抑制作用（P <0.05），其中96 h 后的可溶性蛋白含量较对照组分别减少了42.0%和40.1%。

2.3 敌敌畏对赤潮异弯藻SOD 和CAT 活性的影响在微藻培养的24 h 和48 h 时分别对赤潮异弯藻SOD 和CAT 活性进行测定，相对酶活性结果如图4所示。

24 h 时，0.001 mg·L -1敌敌畏质量浓度处理下，SOD 活性有所提高，和对照组相比提高了7.6%。

而1和10 mg·L -1质量浓度组和对照组相比SOD 活性受到显著抑制。

24 h 时微藻CAT 活性表现出和SOD 活性相似的规律，在0.001 mg·L -1敌敌畏质量浓度下，酶活性相对于对照组提高了29.2%，但不具有显著差异，其余各浓度下CAT 活性均受抑制。

48 h 的酶活性测定显示，在0.001 mg·L -1质量浓度下，SOD 仍然处于诱导状态，但和对照组相比没有显著差异，而其它各浓度处理下，SOD 活性趋向于和对照组一致，进入稳定状态。

48 h 时的CAT 活性则显著增大，0.001 mg·L -1质量浓度组比对照组增加了194.5%。

3 讨论3.1 低浓度敌敌畏对赤潮异弯藻的生长具有刺激效应，高浓度具有抑制效应在环境干扰物对微藻产生刺激作用方面，已经有了一些相关报道。

Men Yujie 等[8]发现2-甲基乙酰乙酸乙酯（EMA ）在低浓度下可以刺激斜生栅藻的生长，而在高浓度下可以抑制其生长。

Hong Yu [9]等研究EMA 对羊角月牙藻的作用也发现了类似的现象，证实低浓度的EMA 可以促进羊角月牙藻的生长，并改变其细胞形态。

本实验也发现了这种刺激效应，且发生刺激效应的时期并不是贯穿于整个微藻细胞的生长周期，而是集中出现于敌敌畏作用的前5 d ，同时这也是高质量浓度敌敌畏产生抑制作用的最强时期。

而5 d 过后，由于赤潮异湾藻的适应性以及农药的降解，刺激效应和抑制效应同时开始逐渐减弱甚至消失。

原来具有刺激效应的浓度处理组微藻的相对增长速率和对照组逐渐接近，甚至显著低于对照组，产生这一现象的原因可能是对开始刺激效应的负补偿，是生物体生长趋向于恢复0.511.522.530.0010.010.1110ρ( 敌敌畏 ) / ( mg • L -1)ρ( 色素含量 ) / ( m g • L -1)图2 不同质量浓度敌敌畏对赤潮异弯藻叶绿素a和类胡萝卜素质量浓度的影响Fig. 2 The effects of different concentrations of dichlorvos on the Chl a and Car contents of Heterosigma akashiwo5101520253035244896t ( 培养 ) / hρ( 可溶性蛋白 ) / ( m g • L -1 )图3 不同质量浓度敌敌畏对赤潮异弯藻胞内可溶性蛋白质量浓度的影响Fig. 3 The effects of different concentrations of dichlorvos onthe protein contents of Heterosigma akashiwo图4 不同质量浓度敌敌畏对赤潮异弯藻SOD 和CAT 相对活性的影响Fig. 4 The effects of different concentrations of dichlorvos on the SOD and CAT relative activities of Heterosigma akashiwo1028 生态环境学报第19卷第5期（2010年5月）稳态的结果[10]。