全 文 ：蒲公英提取物对普通小球藻Hg2+毒害保护作用的研究
陆长梅1　张卫明2　芮海云3　吴国荣1　王　菁1
(1.南京师范大学生命科学学院　210097;2.南京野生植物综合利用研究院　210042)
3.江苏省泰兴师范学校　泰兴 225300)
　　摘　要　本文研究了Hg2+对普通小球藻的致毒效应与蒲公英提取物的保护作用。试验显示:普通小球藻的生
理代谢活动对Hg2+敏感 ,单 Hg2+处理系列组 , 随着 Hg2+浓度提高 , 普通小球藻生长量降低:叶绿素 a含量降低;自
发荧光度强度减弱;显示出 Hg2+的毒害效应。Hg2+加蒲公英提取物复合处理普通小球藻结果表明:蒲公英提取物
可以显著提高普通小球藻的生物量;促进普通小球藻的生长;提高普通小球藻叶绿素 a含量与其自发荧光强度 , 从
而显著减轻Hg2+的毒害作用;蒲公英叶提取物作用效果最好 ,花序次之;根相对较弱。
关键词　普通小球藻;Hg2+蒲公英提取物;抗氧化系统;自发荧光
In this paper , we studied the effects of Hg2+ on Chlorella vulgaris in mimic Hg2+polluted environment and the extractions of
Taraxacum mongolicum Hand.Mazz s protective role.The results showed that under Hg2+only , the growth rate of Chlorella vul-
garis was inhibited , the contents of chlorophyll a decreased , the intensity of spontanious fluoescence weaken.These indicated that
Hg2+was poisonous to Chlorella vulgaris.The results of the treatment of Hg2+plus extractions of Taraxacum mongolicum Hand.
Mazz showed that the extractions could improve Chlorella vulgaris s growth rate , increase its chlorophy ll a contents , heighten its
spontanious fluoescence s intensity and accordingly mitigate Hg2+s poison.The functions of extractions from leaves were the best ,
anthotaxies taken the second , and roots comparatively small.
Key word　Chlorella vulgaris;Hg2+;Taraxacum mongolicum Hand.Mazz s extractions;antioxidative system;spontanious flues-
cence
　　重金属对水环境造成的污染已经引起人们日益
关注 ,研究表明 ,包括 Hg 、Pb等在内的重金属对水
生生物有不利影响[ 1、2] 。藻类是水体中的初级生产
者 ,在水生态系统中起着十分重要的作用。重金属
通过各种途径进入水体后 ,首当其冲的的受害者是
藻类 ,并将通过食物链进而危害人类。因此 ,无论从
环境角度还是人类健康角度看 ,研究重金属对藻类
的致毒效应及如何减轻此效应至关重要 。小球藻广
泛分布于淡水水域 ,是最先为人类所培养和利用的
单细胞藻类之一 ,常用于科学研究(如光合作用等),
且可作为粮食饲料等具有重大的经济价值 ,可作为
水生藻类代表。
蒲公英 Taraxacum mongolicum Hand.Mazz 是菊
科多年生草本植物。是清热解毒的传统药物 ,具有
抗病原微生物 、提高免疫功能 、和胆保肝等功效。我
们已有的研究表明蒲公英植株中含有大量抗氧化物
质与抗氧化酶 ,可清除多种自由基 。很多研究表明 ,
抗氧化剂可减轻动物与人类的疾病提高植物的抗逆
能力[ 3 、4] 。但把抗氧化剂应用于减轻植物重金属毒
害研究尚未见报道。本文以普通小球藻(Chlorella
vulgaris)为材料 ,研究Hg 毒害和Hg加蒲公英提取物
复合处理对普通小球藻的影响 ,探讨水体重金属污
染对植物毒害的机理及蒲公英提取物减轻 Hg2+损
伤的作用 ,为蒲公英的进一步开发利用提供参考 。
1　材料与方法
1.1　实验材料
普通小球藻(Chlorella vulgaris)由中国科学院典
型培养物保藏委员会淡水藻种库提供 ,用Knop 培养
液培养于 400ml三角瓶中 ,在相同接种时间和生长
密度的前提下 ,加入分析纯 HgCl2至 Hg2+终浓度依
次为0 、1 、2 、3 、4 、5mgL-1 ,培养待测。
采用 pH7.8磷酸缓冲液提取法制备蒲公英提
取物(V/V 1/2),以 1ml100ml-1的比例在相同时间与
生长密度前提下加到藻培养液中 ,培养待测。
叶绿素 a含量的测定与激光共聚焦检测在处理
至 15天时进行 ,实验重复 3次 ,数据作统计学处理。
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1.2　实验方法
1.2.1　生长量的测定　参照 Vonshak等的方法[ 5] ,
测定培养液650nm的光吸收 。
1.2.2　叶绿素 a 含量的测定 　参照 “淡水浮游生
物研究方法”[ 6] ,取 100ml藻培养液过滤 ,将带藻体
的滤纸剪碎后在研钵中加适量 90%丙酮研磨至足
够细 ,移入具塞刻度试管中 ,暗处静置萃取 6 ～ 20小
时后 ,过滤得清液定容 ,用分光光度法测定叶绿素 a
含量[ 7] 。最终结果以相对于对照组的百分比浓度表
示。
1.2.3　荧光强度检测　应用美国 Bio -Rad公司的
MRC-1024的激光共聚焦显微镜检测 ,激发波长为
488nm ,发射波长为 522nm 。
2　结果与分析
2.1　Hg2+与Hg2+加蒲公英提取物复合处理对普通
小球藻生长的影响
接种后 ,开始测定普通小球藻生长量 ,其后每隔
2日测定直至处理至 15天 。从表 1可见 ,单Hg2+处
理系列组 ,对照组生长量上升较快;而 Hg2+1 、2 、3 、
4 、5mgL-1组上升明显较前者慢 ,且随Hg+2浓度的升
高而降低 ,两者呈极显著负相关(r=-0.963＊＊)。
结果表明Hg2+对普通小球藻生长具有抑制作用 ,浓
度越高 ,抑制作用愈明显。Hg2+加蒲公英提取物复
合处理系列组的结果(表 1)显示:各 Hg2+浓度组加
蒲公英提取物处理的藻细胞生长速率明显高于不加
提取物的单Hg2+对应组;蒲公英叶提取物处理系列
组效果最为明显 ,花序次之 ,根相对较弱;除 Hg2+
5mgL
-1加叶提取物组 ,Hg2+4 、5mgL-1加花序提取物
组 ,Hg2+3 、4 、5mLHg-1加叶提取物组低于 0mgL-1
Hg2+不加任何提取物组外 ,其余各组的生长速率均
大于该组 ,表明蒲公英提取物具有明显的促进普通
小球藻生长和保护普通小球藻 、降低Hg2+毒害的作
用 。叶 、花序 、根三者提取物的作用效果比较可见叶
作用效果最好 ,花次之 ,根的作用相对较弱 。
表 1　Hg2+与 Hg2+加蒲公英提取物复合处理对普通小球藻生长量的影响
处理时间
(天) 处 理 方 式
生物量(OD6 5 0 )
Hg2+浓度(mgL-1)
0 1 2 3 4 5
0 0.147 0.142 0.143 0.147 0.142 0.146
3 0.232 0.185 0.183 0.185 0.178 0.172
6 Hg2+ 0.298 0.247 0.226 0.214 0.195 0.178
9 0.339 0.254 0.251 0.240 0.204 0.191
12 0.466 0.355 0.343 0.313 0.284 0.247
15 0.558 0.482 0.449 0.421 0.391 0.357
0 0.144 0.142 0.143 0.14 0.142 0.143
3 0.278 0.271 0.245 0.233 0.217 0.209
6 Hg2++叶提取液 0.389 0.362 0.354 0.323 0.296 0.282
9 0.532 0.468 0.426 0.394 0.378 0.374
12 0.685 0.612 0.600 0.515 0.494 0.416
15 0.898 0.856 0.825 0.678 0.598 0.532
0 0.144 0.142 0.145 0.141 0.142 0.143
3 0.265 0.261 0.237 0.215 0.213 0.205
6 Hg2++花序提取液 0.358 0.353 0.332 0.308 0.285 0.222
9 0.532 0.448 0.399 0.385 0.362 0.344
12 0.619 0.563 0.503 0.458 0.451 0.423
15 0.835 0.800 0.79 0.625 0.523 0.512
0 0.142 0.142 0.140 0.144 0.142 0.143
3 0.235 0.261 0.237 0.188 0.169 0.168
6 Hg2++根提取液 0.324 0.305 0.300 0.223 0.189 0.175
9 0.398 0.349 0.324 0.258 0.208 0.189
12 0.535 0.502 0.485 0.326 0.295 0.252
15 0.625 0.589 0.563 0.489 0.408 0.363
2.2　Hg2+与Hg2+加蒲公英提取物复合处理对普通
小球藻叶绿素 a含量的影响
叶绿素 a含量在一定程度上也可反应普通小球
藻的生物量与生长势 。15 天时各系列试验组普通
33蒲公英提取物对普通小球藻Hg2+毒害保护作用的研究
小球藻的叶绿素 a含量的测定结果见表 2 ,可见普
通小球藻叶绿素 a 含量变化与其生长量变化趋势相
似 ,只是幅度更大。这同样表明了 Hg2+具有毒害作
用与蒲公英提取物具有保护普通小球藻 、促进普通
小球藻生长的作用 。
表 2　Hg2+与 Hg2+加蒲公英提取物复合处理对普通小球藻叶绿素 a含量的影响
处 理 方 式
叶绿素 a含量(%) Hg2+浓度(mgL-1)
0 1 2 3 4 5
Hg2+ 100 76.26 79.77 37.94 31.05 16.29
Hg2++叶提取液 325.32 244.77 214.07 153.72 126.68 56.47
Hg2++花序提取液 275.24 187.57 168.61 86.47 40.96 38.03
Hg2++根提取液 158.02 129.01 121.98 67.25 34.39 15.96
2.3　Hg2+与Hg2+加蒲公英提取物复合处理对普通
小球藻自发荧光强度的影响
在激光共聚焦系统中 ,随着普通小球藻生命力
的减弱 、死亡 ,其自发荧光逐渐减弱 ,直至最后消失 。
普通小球藻的自发荧光强度在一定程度上可以表示
普通小球藻的生命力的强弱。根据叶绿素 a含量选
取具代表性的对照组以及 Hg2+浓度为 2mL-1的各
处理组应用激光共聚焦显微镜进行荧光强度检测 ,
结果见表 3 ,并摄得一组照片见图 1。由表 3与图 1
可见 ,加蒲公英提取物各组的荧光强度均高于对照
组 ,2mgL-1单 Hg2+处理组最弱;加蒲公英提取物各
组中 ,加叶提取物组荧光强度最强 ,其次为花序与
根。这些均与生长量与叶绿素 a 含量的结果一致。
表3　Hg2+与Hg2+加蒲公英提取物复合处理对普通小球藻
自发荧光强度的影响
处理方式(Hg2+浓度 2mgL-1) 自发荧光强度(%)
Hg2+(0mgL-1) 100
Hg
2+(2mgL-1) 65.67
Hg2+(2mgL-1)+叶提取液 223.45
Hg
2+(2mgL-1)+花序提取液 188.70
Hg2+(2mgL-1)+根提取液 142.48
图1　Hg2+与Hg2+加蒲公英提取物复合处理对小球藻自发
荧光强度的影响。
A:0mgL -1Hg2+　B:2mgL-1Hg2-　C:2mgL-1Hg2+蒲公英叶提取液　
D:2mgL -1Hg2++;蒲公英花序提取液　E:2mgL-1Hg2++蒲公英提取
液
3　讨论
普通小球藻的生理代谢活动对 Hg2+敏感 。实
验显示从第 3d开始 ,单 Hg2+处理系列组 Hg2+对普
通小球藻的影响就明显表现在其生长量的变化上;
Hg
2+浓度提高 ,生长速率下降愈明显 。我们有实验
表明此时藻体 O·-2MDA 、脂质氢过氧化物含量均在供
处理Hg2+浓度范围内持续上升;可溶性蛋白含量 、
SOD活性 、总抗氧化能力等在 Hg2+0 ～ 3mgL-1范围
内均激应升高 , 3mgL-1组最高 , 4 ～ 5mL-1组升高幅
度下降;表明藻体对 Hg2+具一定的耐受能力 。SOD
活性和总抗氧化能力的激应性升高 ,有利于Hg2+胁
迫下O2的诱导形成和清除之间新平衡的建立 ,意味
着机体内保护机制的启动。已知重金属 Hg2+胁迫
可能与其它的氧化胁迫相似 ,可导致大量的活性氧
自由基产生 ,自由基能损伤主要的生物大分子(如蛋
质和 DNA)及引起膜脂过氧化 。藻细胞内 O2的剧
升 ,与MDA及脂质氢过氧化物积累的增加 ,是 Hg2+
胁迫造成藻细胞代谢性伤害的主要表现之一。
蒲公英中含有大量的抗氧化物质与抗氧化酶
(资料另外报告)。它们可直接清除 O·-2 、OH 、H2O2 ,
捕捉脂质自由基 、脂质过氧化自由基和烷自由基等
等 ,从而终止自由基连锁反应链 ,最终可以阻止和抑
制氧自由基反应和脂质过氧化反应的加剧 。Hg2+
加蒲公英提取物复合处理普通小球藻的结果显示:
蒲公英提取物可明显促进普通小球藻的生长 ,提高
普通小球藻的生物量;减轻和抗御 Hg2+对普通小球
藻的毒害;显著提高普通小球藻内的叶绿素 a含量
与自发荧光强度。其生理机制可能在于蒲公英提取
物可显著降低普通小球藻体内O·-2等活性氧的产生 ,
从而最终降低 MDA与脂质氢过氧化物的积累 ,这还
有待于实验进一步证实 。
在重金属污染日益严重的今天 ,蒲公英提取物
促进普通小球藻生长 , (下转第36页)
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表 1　蒲公英根 、叶各段有机溶剂萃取物的质量(mg)
石油醚 氯仿 乙酸乙酯 正丁醇 乙醇
阳根 155 160 276 291 4144
阳叶 188 308 245 322 4189
阴根 150 52 277 175 1520
阴叶 165 68 208 222 1618
　　表 1中的数据表明:在几种有机溶剂的萃取物
中 ,乙醇萃取段所得干物质最多 ,而其他四种相差无
几。蒲公英叶各段提取物均较根多 ,而阳生蒲公英
的叶和根都比阴生蒲公英叶 、根的各段萃取物的数
量多 。
2.2　蒲公英抑菌圈比较
24小时后观察抑菌圈直径(表 2)可见 ,相应的
阳生蒲公英氯仿 、乙酸乙酯的抑菌圈直径明显大于
阴生蒲公英的抑菌圈直径 。比较而言叶萃取物的抑
菌效果较根大。各萃取段中氯仿提取物的有效抑菌
圈直径最大 ,且随浓度增大 ,抑菌圈大小相应变化 ,
表 2　蒲公英根 、叶各萃取段的抑菌圈直径(mm)
氯仿(mg/ml) 乙酸乙酯(mg/ ml)
100 10 1 0.1 100 10 1 0.1
阳根 7.2 7.0 6.5 6.2 7.0 6.8 6.4 6.1
阳叶 7.3 6.9 6.7 6.2 7.1 6.9 6.5 6.1
阴根 6.7 6.4 6.3 6.2 6.7 6.5 6.2 6.1
阴叶 6.8 6.6 6.5 6.0 6.6 6.6 6.3 6.0
正丁醇(mg/ml) 乙醇(mg/ml)
100 10 1 0.1 100 10 1 0.1
阳根 6.5 6.4 6.1 6.0 6.6 6.5 6.3 6.1
阳叶 6.4 6.3 6.1 6.0 6.7 6.5 6.4 6.1
阴根 6.5 6.4 6.3 6.2 6.6 6.4 6.2 6.0
阴叶 6.6 6.4 6.3 6.1 6.8 6.5 6.2 6.0
　　注:抑菌圈直径为总抑菌圈直径减去对照后的结果
表明其中含有对金葡菌生长有效的抑制物 ,乙酸乙
酯和乙醇的萃取物的抑菌效果次之 ,正丁醇段的萃
取物抑菌作用不明显。
2.3　成份检出
对蒲公英氯仿 、乙醇段萃取物中有效成份检验
的结果表明氯仿萃取段主要提取出了生物碱 、有机
酸和甾醇 ,而在乙醇萃取段没有检出这三种成份 ,其
主要成份是皂甙。
3　结　论
1.氯仿萃取物抑菌作用最明显 ,乙酸乙酯和乙
醇的萃取物次之。从有效成份的分析来看 ,生物碱 、
有机酸和甾醇等物质起着主要的作用 。
2.阳生蒲公英较阴生蒲公英各段的提取物均
多 ,抑菌作用也大 ,表明阳光充足和干燥的环境有利
于蒲公英积累有效成份 。
3.无论阳生还是阴生的蒲公英叶的萃取物均较
根为多 ,抑菌效果也更明显 ,表明蒲公英的地上部分
更有利于生物碱 、有机酸和甾类等次生物质的形成
和积累 。
参 考 文 献
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社 , 1992:274
5　张卓然主编.医学微生物实验学.北京:科学出版社 , 1998:26 ～
27。
(上接第 34页)
　　减轻 Hg2+等重金属对其的毒害的实验结果 ,在
实验生物学这个角度展示出蒲公英作为传统中药材
在现代医药 、保健领域中的药理和其他功能作用 。
这将大大促进蒲公英及其相关产品的开发和研究 。
参考文献
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