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2011年
海 洋 湖 沼 通 报
Transact ions of Oceanolo gy and Limnology
　
№1
不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻
和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响①
王　帅1 , 2 ,梁　英1＊ ,姜　伟2
(1.中国海洋大学 海水养殖教育部重点实验室 ,山东 青岛 266003;
2.国家海洋局第一海洋研究所 海洋生物活性物质重点实验室 , 山东 青岛 266061)
摘　要:本文研究了不同的 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻(Chlorella sp.)和微绿球藻
(Nannochloris oculata)生长及叶绿素荧光特性的影响。三因子方差分析结果表明 , Cd2+浓度 、磷
酸盐浓度 、胁迫时间及三者的交互作用对小球藻和微绿球藻的叶绿素荧光特性 、叶绿素相对含量
以及细胞密度均具有显著影响(P<0.05)。相关性分析结果表明 , 2 株绿藻的主要荧光参数 Fv/
Fm(PSII的最大光化学量子产量)、Fv/Fo(PSII的潜在活性)、Yie ld(PSII的实际光能转化效率 , =
ΥPSII)以及相对电子传递效率(rETR)均与 Cd2+浓度呈显著的负相关关系。在低磷酸盐处理组(2.
27μmo l/ L),小球藻和微绿球藻的细胞密度 、主要荧光参数(Fv/Fm 、Fv/ Fo 、Yield、rETR)以及叶绿
素相对含量均明显低于对照组和高磷酸盐处理组(290.4μmol/ L), 表现为明显的磷限制现象。在
高磷酸盐处理组 ,上述参数均明显高于低磷酸盐处理组和对照组 , 说明富磷条件下可以一定程度
地减轻重金属 Cd2+对小球藻和微绿球藻的毒害作用。
关键词:小球藻;微绿球藻;Cd2+;PO 3-4-P;叶绿素荧光参数
中图分类号:Q945.78　　　文献标识码:A　　　文章编号:1003-6482(2011)01-0050-13
引言
目前 ,微藻的生长常遭受重金属污染的
胁迫 ,镉作为毒性最强的重金属元素之一对
于海洋初级生产者微藻的影响不可忽视 ,
Cd2+可抑制微藻光系统 II(PSII)的活性 、影
响微藻的 CO 2同化和卡尔文循环的酶活
性[ 1] 。磷是微藻生长繁殖所必需的重要元
素 ,直接参与微藻的光能吸收 、卡尔文循环 、
同化产物的形成和运输等光合作用的多个环
节[ 2] ,研究结果表明 ,磷酸盐可通过络合重金
属在一定程度上降低其毒性[ 3] 。因此 ,考虑
重金属的环境效应时 ,重金属与其相伴的环
境物质是一个重要因素[ 4-6] 。磷酸盐的存在
对重金属生物毒性效应的影响(协同作用或
拮抗作用)研究资料尚不多见 ,有证据表明两
者之间可能存在相互作用过程[ 4-8] ,二者的交
互作用会对微藻产生影响 ,因此 ,研究二者对
于浮游植物的协同还是拮抗作用在生态系统
中具有重要的意义 。
本文采用对细胞无损伤 、灵敏 、快速的水
样叶绿素荧光仪(Wate r-PAM)研究了重金
属 Cd2+与不同磷酸盐浓度交互作用对小球
藻和微绿球藻的细胞密度 、叶绿素荧光特性
以及叶绿素相对含量的影响 ,该研究工作的
开展有助于进一步发展和完善重金属污染的
检测方法 ,对海洋环境污染评价具有重要的
意义。
1　材料与方法
1.1　藻种
实验所用小球藻(Chlorella sp.代号
① 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划(2006BAD09A03)资助
第一作者简介:王　帅(1983-),女 ,山东济南人 ,实习研究员,主要从事微藻生理研究.E-mail:w angshuai@f io.org.cn
＊通讯作者:梁英 ,女 ,教授 ,主要从事微藻生理研究.E-mai l:y lian g@ou c.edu.cn
收稿日期:2010-03-08
DOI :10.13984/j.cnki.cn37-1141.2011.01.004
1 期 不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响 51　
MACC/C95)和微绿球藻(Nannoch loris ocu-
lata ,代号MACC/C14)藻种均来源于中国海
洋大学微藻种质库。
1.2　实验设计
小球藻和微绿球藻的预 培养均在
3000mL 的锥形瓶中进行 ,培养温度控制在
25±1℃,盐度调整为28 ,实验过程中采用连续
光照 ,光强强度设定为 100μmol·m-2 · s-1 。
除了磷酸盐浓度设定了不同梯度外 ,其他营
养盐均采用 f/2培养基的配方。
2株绿藻的 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交
互作用实验均在 500mL 的锥形瓶中进行 ,根
据预实验结果将小球藻和微绿球藻的磷酸盐
浓度设定了 3个梯度 ,利用 NaH 2 PO 4配制 ,
为 2.27μmol/L(低磷),36.3μmol/L(对照),
290.4μmol/L(高磷),分别为 f/2 培养基浓
度的 1/16 、1倍和 8倍 。Cd2+浓度设定了 3
个浓度梯度 ,小球藻的 Cd2+浓度设定为 0 ,
20 ,40μmol/L;微绿球藻的 Cd2+浓度设定为
0 ,10 , 30μmol/L。以不添加重金属 Cd2+的
空白样作为对照组 ,将处于指数生长期的小
球藻和微绿球藻分别以 57.5×104个/mL 和
37×104个/mL 的接种量离心洗涤后 , 加入
不同浓度的 PO 3-4-P 营养盐 ,再接入上述不同
Cd2+浓度的培养液中进行培养;每个浓度设
定了 3个平行样。培养过程中不进行充气 ,
每日随机调换锥形瓶并摇动 5次。分别于胁
迫后的 24 、48 、72和 96h进行取样 ,进行叶绿
素荧光各项参数 、叶绿素相对含量以及细胞
密度(采用血球计数板)的测定 。
1.3　叶绿素荧光参数和叶绿素相对含量的
测定
叶绿素荧光参数和叶绿素相对含量的测
定均按照梁英等[ 9] 的方法进行 。
1.4　数据处理
图的制作采用 Sigmaplot10.0软件。三
因子方差分析(Cd2+浓度 、磷酸盐浓度和胁
迫时间)和相关性分析采用 SPSS11.5软件。
2　结果
2.1　不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用
对 2株绿藻几个主要叶绿素荧光参数的影响
Cd
2+的不同浓度 、不同磷酸盐浓度和胁
迫时间对小球藻的几个主要荧光参数的影响
见表 1和图 1。表 1的三因子方差分析结果
表明 ,Cd2+的不同浓度 、不同磷酸盐浓度 、胁
迫时间以及三者之间的交互作用对小球藻的
几个主要荧光参数(Fv/Fm 、F v/Fo 、Yield及
rE TR)均有显著的影响(P <0.05),其中
Cd
2+浓度对上述荧光参数值的影响最显著 。
SNK多重比较结果表明 ,Cd2+浓度处理组的
上述荧光参数值均显著低于对照组(P <
0.05)。磷酸盐浓度对小球藻的荧光参数也
有显著影响 ,在低磷(2.27μmol/ L)条件下 ,
Fv/F m和 F v/Fo的值最小 ,表明缺乏足够的
磷会影响小球藻对 Cd2+的耐受性;Yield和
rE TR在高磷(290.4μmol/ L)条件下达到最
大值。胁迫时间也显著地影响小球藻的上述
荧光参数 ,随着胁迫时间的延长 ,荧光参数
Fv/F m 、Fv/Fo 、Yield和 rE TR逐渐下降 。小
球藻的上述荧光参数与 Cd2+浓度 、磷酸盐浓
度之间的相关关系见表(3-4),由该表可以看
出 ,上述荧光参数值与 Cd2+浓度均呈显著的
负相关关系 ,随着 Cd2+浓度的增加而降低 。
各荧光参数与磷酸盐浓度无明显相关性 ,仅
在 96h时 , Yield和 rETR与磷酸盐浓度呈显
著正相关。
Cd
2+的不同浓度 、不同磷酸盐浓度和胁
迫时间对微绿球藻的几个主要荧光参数的影
响见表 2和图 2。表 2的三因子方差分析结
果表明 ,Cd2+的不同浓度 、不同磷酸盐浓度 、
胁迫时间以及三者之间的交互作用对微绿球
藻的几个主要荧光参数(Fv/Fm 、Fv/F o 、
Yield及 rET R)均有显著的影响(P<0.05),
其中 Cd2+浓度对上述荧光参数值的影响最
显著 。SNK 多重比较结果表明 ,Cd2+浓度处
理组的上述荧光参数值均显著低于对照组
52　 海　洋　湖　沼　通　报 2 0 1 1 年
图 1　不同 Cd2+浓度与不同磷酸盐浓度对小球藻叶绿素荧光参数 、叶绿素相对含量及细胞密度的影响
Fig.1　Affects of different Cd2+ and P concentrations on the fluo rescence parameter s , relative
chlo rophy ll content and cell density of Chlorella sp.
1 期 不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响 53　
图 2　不同 Cd2+浓度与不同磷酸盐浓度对微绿球藻叶绿素荧光参数 、叶绿素相对含量及细胞密度的影响
Fig.2　Affects of different Cd2+ and P concentrations on the fluo rescence parameter s , relative
chlorophy ll content and cell density of N.oculata
54　 海　洋　湖　沼　通　报 2 0 1 1 年
1 期 不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响 55　
56　 海　洋　湖　沼　通　报 2 0 1 1 年
表 3　小球藻和微绿球藻主要叶绿素荧光参数 、细胞密度及叶绿素相对含量与 Cd2+浓度的相关系数
Table 3　Co rre lation coefficient of main chlo rophy ll fluo rescence pa rameters , cell density and relative
chlorophy ll content w ith Cd2+ concentra tions in Chlorella sp.and N.oculata
微藻种类 Microalgal species
胁迫时间 St ress t ime/ h 参数 Parameters
小球藻 Chlorel la sp. 微绿球藻 N.oculata
相关系数C orrelation coef ficien t
24h Fv/ Fm -0.853＊＊ -0.642＊＊
Fv/ Fo -0.881＊＊ -0.644＊＊
Yield -0.854＊＊ -0.622＊＊
rET R -0.853＊＊ -0.621＊＊
细胞密度 Cell den sity -0.686＊＊ -0.658＊＊
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content -0.746＊＊ -0.372
48h Fv/ Fm -0.921＊＊ -0.636＊＊
Fv/ Fo -0.923＊＊ -0.674＊＊
Yield -0.918＊＊ -0.600＊＊
rET R -0.918＊＊ -0.601＊＊
细胞密度 Cell den sity -0.668＊＊ -0.696＊＊
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content -0.652＊＊ -0.624＊＊
72h Fv/ Fm -0.864＊＊ -0.675＊＊
Fv/ Fo -0.892＊＊ -0.690＊＊
Yield -0.838＊＊ -0.523＊＊
rET R -0.838＊＊ -0.522＊＊
细胞密度 Cell den sity -0.704＊＊ -0.555＊＊
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content -0.724＊＊ -0.420＊
96h Fv/ Fm -0.804＊＊ -0.654＊＊
Fv/ Fo -0.817＊＊ -0.653＊＊
Yield -0.596＊＊ -0.438＊
rET R -0.597＊＊ -0.435＊
细胞密度 Cell den sity -0.672＊＊ -0.573＊＊
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content -0.698＊＊ -0.563＊＊
　　＊＊表示相关性极显著(P<0.01);＊表示相关性显著(P<0.05)。
＊＊ indicate th e relat ivity w as very signif icant (P<0.01);＊ indicate the relativi ty w as sig ni fican t(P<0.05).
1 期 不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响 57　
表 4　小球藻和微绿球藻主要叶绿素荧光参数 、细胞密度及叶绿素相对含量与磷酸盐浓度的相关系数
Table 4　Cor relation coefficient o f the main chlo rophyll f luore scence parameter s , cell density and rela tive
chlorophy ll content w ith PO 3-4 - P concentra tions in Chlorella sp.and N.oculata
微藻种类 Microalgal species
胁迫时间 St ress t ime/ h 参数 Parameters
小球藻 Chlorel la sp. 微绿球藻 N.oculata
相关系数C orrelation coef ficien t
24h Fv/ Fm 0.318 0.219
Fv/ Fo 0.320 0.240
Yield 0.220 0.387＊
rET R 0.221 0.386＊
细胞密度 Cell den sity -0.057 -0.185
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content 0.591＊＊ -0.247
48h Fv/ Fm 0.251 0.408＊
Fv/ Fo 0.209 0.419＊
Yield 0.276 0.522＊＊
rET R 0.276 0.521＊＊
细胞密度 Cell den sity 0.248 0.225
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content 0.615＊＊ 0.361
72h Fv/ Fm 0.293 0.443＊
Fv/ Fo 0.238 0.386＊
Yield 0.334 0.540＊＊
rET R 0.334 0.546＊＊
细胞密度 Cell den sity 0.200 0.029
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content 0.452＊ 0.484＊
96h Fv/ Fm 0.160 0.387＊
Fv/ Fo 0.063 0.467＊
Yield 0.391＊ 0.618＊＊
rET R 0.391＊ 0.625＊＊
细胞密度 Cell den sity 0.122 0.152
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content 0.375 0.375
　　＊＊表示相关性极显著(P<0.01);＊表示相关性显著(P<0.05)。
＊＊ indicate th e relat ivity w as very signif icant (P<0.01);＊ in dicate the relat ivity w as signifi cant(P<0.05)
58　 海　洋　湖　沼　通　报 2 0 1 1 年
表 5　小球藻和微绿球藻主要叶绿素荧光参数及叶绿素相对含量与细胞密度的相关系数
Table 5　Cor rela tion coefficient of the main chlo rophyll fluore scence parameter s and rela tive
chlo rophyll content with cell density in Chlore lla sp.and N.oculata
微藻种类 Microalgal species
胁迫时间 St ress t ime/ h 参数 Parameters
小球藻 Chlorel la sp. 微绿球藻 N.oculata
相关系数C orrelation coef ficien t
24h Fv/ Fm 0.647＊＊ 0.421＊
Fv/ Fo 0.699＊＊ 0.430＊
Yield 0.765＊＊ 0.351
rET R 0.765＊＊ 0.348
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content 0.521＊＊ 0.560＊＊
48h Fv/ Fm 0.727＊＊ 0.657＊＊
Fv/ Fo 0.871＊＊ 0.808＊＊
Yield 0.807＊＊ 0.677＊＊
rET R 0.807＊＊ 0.678＊＊
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content 0.683＊＊ 0.586＊＊
72h Fv/ Fm 0.697＊＊ 0.617＊＊
Fv/ Fo 0.880＊＊ 0.779＊＊
Yield 0.786＊＊ 0.678＊＊
rET R 0.786＊＊ 0.682＊＊
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content 0.875＊＊ 0.874＊＊
96h Fv/ Fm 0.683＊＊ 0.746＊＊
Fv/ Fo 0.869＊＊ 0.906＊＊
Yield 0.586＊＊ 0.645＊＊
rET R 0.586＊＊ 0.652＊＊
叶绿素相对含量 Relative chlorop hyll content 0.870＊＊ 0.848＊＊
　　＊＊表示相关性极显著(P<0.01);＊表示相关性显著(P<0.05)。
＊＊ indicate th e relat ivity w as very signif icant (P<0.01);＊ in dicate the relat ivity w as signifi cant(P<0.05).
(P<0.05)。磷酸盐浓度对微绿球藻的荧光
参数也有显著影响 ,在高磷(290.4μmo l/L)
条件下 , F v/Fm 、Fv/Fo 、Yield 和 rE TR 值最
大。胁迫时间也显著地影响微绿球藻的上述
荧光参数 ,随着胁迫时间的延长 ,上述荧光参
数均逐渐下降。微绿球藻的上述荧光参数与
Cd2+浓度 、磷酸盐浓度之间的相关关系见表
(3-4), 该表结果表明 , 上述荧光参数值与
Cd2+浓度均呈显著的负相关关系。Yield 和
rET R与磷酸盐浓度呈显著的正相关 ,Fv/F m
和 Fv/Fo在 24h后与磷酸盐浓度呈显著的正
相关。
小球藻和微绿球藻的主要荧光参数(F v/
Fm 、Fv/Fo 、Yield及 rE TR)以及叶绿素相对
含量与细胞密度之间的相关关系见表 5 ,该
表结果表明 , 2株绿藻的上述荧光参数值以
及叶绿素相对含量与细胞密度之间均呈显著
的正相关。
2.2　不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用
对 2株绿藻细胞密度的影响
表(1 ～ 5)和图(1 ～ 2)给出了 Cd2+的不
同浓度 、不同磷酸盐浓度及胁迫时间对小球
1 期 不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用对小球藻和微绿球藻生长及叶绿素荧光特性的影响 59　
藻和微绿球藻细胞密度的影响 。三因子方差
分析结果(见表 1 ,2)表明 ,Cd2+的不同浓度 、
不同磷酸盐浓度 、胁迫时间以及三者之间的
交互作用对小球藻和微绿球藻的细胞密度均
有显著影响(P<0.05)。表(3-4)分别给出了
2株绿藻的细胞密度与 Cd2+浓度 、磷酸盐浓
度之间的相关关系 ,由该表可以看出 ,小球藻
和微绿球藻的细胞密度均与 Cd2+浓度呈显
著的负相关关系 ,随着 Cd2+浓度的增大而逐
渐下降。2株绿藻的细胞密度与磷酸盐浓度
之间无明显的相关性 。胁迫时间对小球藻和
微绿球藻的细胞密度也有显著影响(P <
0.05), ,随着胁迫时间的延长 ,细胞密度下降
的幅度(与对照组相比)逐步增大 , 在胁迫
96h 后 ,小球藻和微绿球藻的细胞密度分别
下降为对照组的 2.02%和 1.54%。
2.3　不同 Cd2+浓度与磷酸盐浓度交互作用
对 2株绿藻叶绿素相对含量的影响
表(1 ～ 5)和图(1 ～ 2)给出了 Cd2+的不
同浓度 、不同磷酸盐浓度及胁迫时间对小球
藻和微绿球藻叶绿素相对含量的影响。三因
子方差分析结果(见表 1 , 2)表明 , Cd2+的不
同浓度 、不同磷酸盐浓度 、胁迫时间及三者之
间的交互作用对 2株绿藻的叶绿素相对含量
均有显著影响(P <0.05),其中 Cd2+浓度对
小球藻和微绿球藻的叶绿素相对含量影响最
显著 。表(3-4)分别给出了小球藻和微绿球
藻的叶绿素相对含量与 Cd2+浓度 、磷酸盐浓
度之间的相关关系 ,由该表可以看出 ,小球藻
的叶绿素相对含量与 Cd2+浓度均呈显著的
负相关 ,24h后 ,微绿球藻的叶绿素相对含量
与Cd2+浓度均呈显著的负相关 。24h 后 ,小
球藻的叶绿素相对含量与磷酸盐浓度呈显著
的正相关 ,微绿球藻的叶绿素相对含量与磷
酸盐浓度无明显相关性。胁迫时间对小球藻
和微绿球藻的叶绿素相对含量也有显著影响
(P<0.05),随着胁迫时间的延长 ,叶绿素相
对含量下降的幅度(与对照组相比)逐步增
大 ,在胁迫 96h后 ,小球藻和微绿球藻的叶绿
素相对含量分别下降为对照组的 0.59%和
0.68%。
3　讨论
氮和磷是微藻生长必需的营养物质 ,它
们构成浮游植物细胞的蛋白质分子 ,参与生
物的新陈代谢 ,是自然海区初级生产力的限
制因子[ 10] 。当这些营养盐缺乏时 ,微藻 PSII
反应中心遭受损害 , Fv/Fm值降低 ,光合作用
的原初反应受到抑制 ,阻碍了光合电子传递
的过程。研究结果表明 ,磷酸盐参与微藻生
长繁殖过程的各种代谢活动 ,在物质代谢 、信
号传导 、光合作用以及膜结构的形成等方面
起着重要的作用[ 11-12] 。低磷情况下微藻的光
合磷酸化水平降低 ,卡尔文循环效率下降 ,光
合速率下降 , NADP+和 NADPH 的再生循
环受到阻碍[ 12-13] 。由于 NADP+是 PSI的最
终电子受体 ,其供应量不足会导致 PSII 功能
的下降 ,表现为 PSII反应中心激发能捕获效
率 、PSII光化学量子产量(Yield)、相对表观
电子传递效率(rETR)降低 。Yield 降低 ,说
明在 Cd2+和磷酸盐胁迫条件下阻止了藻细
胞同化产物(NADPH ,A TP)的形成 ,从而影
响了对碳的固定与同化。 rET R的下降表
明 ,Cd2+和磷酸盐胁迫条件迫使微藻藻体的
电子传递效率降低 。
已有一些学者研究了不同营养盐浓度
下 ,重金属对微藻生长的影响。王修林等[ 8]
对旋链角毛藻(Chaetoceros curv isetus)和中
肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的研
究结果表明 ,随着营养盐(NO 3-N , PO 4-P)浓
度的增加 ,Pb2+对 2种赤潮藻生长的抑制作
用逐渐降低 ,营养盐(NO 3-N ,PO 4-P)与 Pb2+
之间可能存在着拮抗作用。余国营等[ 7] 报
道 ,Cd浓度(0.01mg/L)较低时 ,营养水平较
高 ,有利于植物体积累 Cd;而当水体 Cd浓度
较高为(0.1 mg/L)时 ,高的营养水平则抑制
重金属在植物体内的积累。吴永贵[ 14] 的研
究结果表明 ,磷浓度为 0.05mg/ L 时 ,可显
60　 海　洋　湖　沼　通　报 2 0 1 1 年
著降低 Cu 、Zn 、Cd的生物毒性。本实验结果
表明 ,在低磷处理组(2.27μmo l/L),小球藻
和微绿球藻的主要荧光参数(Fv/Fm 、F v/Fo 、
Yield 、rET R)、细胞密度以及叶绿素相对含
量均明显低于对照组和高磷处理组 ,表现为
明显 的 磷 限 制 现 象。 在 高 磷 处 理 组
(290.4μmo l/L),2 株绿藻受 Cd2+胁迫程度
最小 ,表现为上述荧光参数值均明显高于低
磷处理组和对照组 ,说明富磷营养盐条件下
可以一定程度地减轻重金属 Cd2+对 2 株绿
藻的毒害作用。其原因可能是多磷酸盐颗粒
作为磷储存库和一种能量来源对于 Cd2+可
能具有解毒机制 。作用原理可能为当磷过量
时 ,微藻可以将 Cd2+与多磷酸盐颗粒结合 ,
Cd
2+被水中微藻所吸收 ,从而形成金属硫蛋
白 ,通过调节细胞内离子平衡对 Cd2+进行调
控[ 15] 。本实验还表明 ,高磷浓度条件下 , 2株
绿藻的细胞密度和叶绿素相对含量与低磷处
理组和对照组相比 ,都有显著的提高 ,具有促
进其生长与繁殖的作用 。石岩峻[ 16] 等报道 ,
塔玛亚历山大藻(A lexandrium tamarense)
细胞生物量在高磷(108μmol/ L)条件下要高
于中磷(36μmol/ L)和低磷(3.6μmol/ L)条
件下 ,这与本实验得到的结果相似。通过本
实验可以发现 ,在水体中重金属 Cd2+的生物
毒性与水体中磷的营养水平有关。当磷酸盐
浓度很低时 ,与 Cd2+存在协同作用 ,加强了
对 2株绿藻的胁迫作用 ,而当磷酸盐浓度过
量时 ,磷的存在可一定程度地减轻重金属污
染的生物毒害作用。
叶绿素是微藻进行光合作用的重要物质
基础 ,在光合反应过程中 ,部分 Chla 和全部
Chlb 参与吸收和传递光能 , 被称为天线色
素 ,另一部分 Chla 比较特殊 ,位于光反应系
统的蛋白复合体上 ,其吸收从天线色素传递
来的能量进行光化学反应 ,被称为反应中心
色素 。营养盐对 Chla 的影响比对初级生产
力的影响明显 ,因此 ,可以用 Chla 的含量
来估算微藻光合作用的能力 , 进而推算
海洋的初级生产力。在本实验中 , 低磷
(2.27μmol/ L)条件下 ,经过 96h 的培养 ,小
球藻和微绿球藻的叶绿素相对含量分别为接
种时的 2.92和 1.73倍 ,明显低于其他组的
叶绿素相对含量(P <0.05)。这一结论与其
他学者的研究结果相同 ,Geider 等[ 17] 对三角
褐指藻在氮 、磷和铁缺乏时 PSII反应中心的
光化学反应进行了研究 ,指出该硅藻在营养
盐缺乏时 ,Chla浓度有所降低。传统的测量
叶绿素含量的方法多采用分光光度计法 、高
压液相色谱法等 ,本实验采用了水样叶绿素
荧光仪对叶绿素含量进行了测定 ,与传统的
方法相比 ,该法的优点是需要样品量少 、灵
敏 、测定速度快 、对细胞无损伤 ,缺点是需要
用传统的化学方法进行校正后才能得出叶绿
素的绝对含量 。作者本文及以前的实验结果
表明[ 9 , 18-19] ,在实际应用过程中 ,用叶绿素荧
光分析技术测定微藻叶绿素的相对含量比较
适合 ,既可以反映各种环境因素对微藻叶绿
素含量的影响 ,又可避免用传统的化学方法
校正过程中可能产生的误差 。
参考文献
[ 1] 　利容千 , 王建波.植物逆境细胞及生理学
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62　 海　洋　湖　沼　通　报 2 0 1 1 年
THE INTERACTION EFFECTSOF Cd2+ AND P CONCENTRATIONS
ON THE GROWTH AND CHLOROPHYLL FLUORESCENCE
CHARTERISTICS OF CHLORELLA SP.AND
NANNOCHLORIS OCULATA
WANG S huai1 , 2 , LIANG Ying 1＊ and JIANG Wei2
(1.The Key Labo rato ry of M aricul ture of M inist ry of Educat ion , Ocean U niversi ty
of China , Qingdao 266003 , China;2.The Key Laboratory of M arine Biolog ical
Active Substances , The First Institute o f Oceanog raphy , SOA , Qingdao 266061 , China)
Abstract:The interact ion ef fects of dif ferent Cd2+ and P concentrations on the grow th and
chlo rophyll f luo re scence parameters(Fv/F m , Fv/F o , Yield and rETR)of Chlorel la sp.and
Nannochlo ris o culata(obtained from the Microalgae Cul ture Center (MACC), Ocean univer-
sity o f China)were investig ated.The three-facto r analy sis o f variance resul ts indicated that
Cd2+ concentrations , P concentrations , st re ss time and their interaction all had significant
ef fects on the chlorophy ll f luorescence parameters , relative chlo rophyll content and cell den-
sity o f Ch lorella sp.and N.oculata (P <0.05).The correlation results showed that the
main fluo rescence pa rameters(Fv/Fm , F v/Fo , Yield and rETR)were negative cor relations
wi th Cd
2+
concentrations in Chlorella sp.and N.oculata , bo th decreased w ith increasing
Cd2+ concentrations.Furthe r mo re , compared to the control and the high P concentration
t reatment , the paramete rs Fv/F m , Fv/Fo , Yield and rET R , relat ive chlo rophyll content and
cell densi ty of the 2 microalg al strains remarkably decreased in low P concentration (2.27
μmol/L), which show ed obvious phosphorus limitat ion.Othe rw ise , the above paramete rs
reached their highest values at high P concentration (290.4μmol/ L), which show ed high P
concentration could reduce to xicity under Cd2+ st ress.
Key words:Chlorella sp.;Nannochloris oculata ;Cd2+;PO 3-4 P;chlo rophyl l fluo rescence pa-
rameters