全 文 ：三苯基氯化锡(TPTC)对孔石莼光合作用
及生长的影响＊
李　钧　于仁诚　李正炎 　颜　天　周名江
(中国科学院海洋研究所　青岛　266071)
(青岛海洋大学环保中心　青岛　266003)
提要　　于 1995年 5 月在青岛太平角采集孔石莼 , 研究了三苯基氯化锡(TPTC)对其光合 、呼
吸 、色素含量及生长的影响。结果表明 , 低浓度的 TPTC(≤2μg/L)对光合过程无明显作用 , 高
浓度的 TPTC(>2μg/ L)能抑制光合作用 , 当 TPTC 浓度达到 16μg/L 时 , 光合过程基本停止 ,
TPTC对光合作用的半数效应浓度为 96hEC50=7.39μg/L。低浓度的 TPTC 就能够使呼吸速率
加快 ,但 TPTC 浓度达到 8μg/L后 , 呼吸速率开始下降。 1μg/L的 TPTC 能促进叶绿素 a 的合
成 ,当 TPTC 浓度在 2μg/L以上时 , 叶绿素 a 含量下降 , TPTC 对叶绿素 a 含量的半数效应浓度
为96hEC50 =12.99μg/ L。TPTC 能抑制藻片的生长 , 其对藻片半径增长和藻体生物量增加的
半数效应浓度为 96hEC50=4.01μg/L和 10.11μg/ L。
关键词　　三苯基氯化锡(TPTC)　孔石莼　光合　呼吸　叶绿素 a　生长
学科分类号　　X503.23
70年代以来 ,有机锡化合物被广泛用作海洋防污涂料的活性成分 ,由于其毒性大 ,大
量使用有机锡必然给海洋生物和海洋环境带来影响。关于有机锡污染的研究 ,国内外已
有许多报道 ,主要集中于有机锡对海洋软体动物(Gibbs et al , 1986;Langston et al , 1991)、
甲壳类(Davidson et al , 1986)、鱼类(Fent et al , 1992;Triebskorn , 1994)等敏感生物的生长 、
存活 、繁殖等生理功能的影响 。有机锡对海藻的毒性研究也有一些报道 ,主要是对微藻的
毒性(赵丽英等 ,1990;李正炎等 ,1996)。到目前为止 ,关于有机锡对大型海藻生理功能的
影响研究还很少 。大型海藻是潮间带及沿岸海域初级生产力的重要组成部分 ,为了综合
评价有机锡的毒性效应 ,本文以我国沿海常见的大型海藻孔石莼为材料 ,研究了三苯基氯
化锡(TPTC)对其生长 、光合 、呼吸等生理功能的影响。
1　材料与方法
1.1　实验生物
1995年5月从青岛太平角采集嫩绿 、长势旺盛的孔石莼(Ulva pertusa),于藻类培养室
内实验条件下培养 2天后用于实验。培养用海水取自青岛太平角海域 ,经四层筛绢过滤 、
煮沸消毒 、冷却 、加入适量营养盐后用作培养液 ,培养液中各种营养成分的浓度分别为
＊国家自然科学基金资助项目 , 99290600号。李　钧 , 男 , 出生于 1963年 4月 ,副研究员 , E-mail:jli@ms.qdio.
ac.cn
收稿日期:1998-08-16, 收修改稿日期:1999-04-02
第 31卷　第 4 期
2 0 0 0 年 7 月　　　　　
海　洋　与　湖　沼
OCEANOLOGIA ET LIMNOLOGIA SINICA
　　　　　Vol.31 , No.4
July , 2 0 0 0
N:0.761mmol/L , P:0.029mmol/L , K :0.623mmol/L , Fe:1.56μmol/L ,维生素 B1 :0.1mg/L ,
维生素 B12:0.5μg/L。
1.2　实验药品
三苯基氯化锡(Triphenyltin chloride , TPTC),分子式为(C6H5)3SnCl ,分子量为385.5 ,日
本进口 ,纯度在 99.99 %以上 ,用分析纯丙酮配成 500mg/L 的母液 ,实验时用蒸馏水稀释
500倍后作为使用液(1mg/L)。
1.3　实验方法
取每片藻体的相同部位 ,用打孔器打成半径为 1.1cm 的圆片 , 随机放入预先盛有
800ml消毒海水的烧杯中 ,每杯 10片 ,加入 1mg/L 三苯基氯化锡使用液到海藻培养液中 ,
使得各杯中 TPTC浓度分别为 0 、1.0μg/L、2.0μg/L 、4.0μg/L 、8.0μg/L 、16.0μg/L。将烧杯
放在培养架上培养 ,培养用光源为 40W 日光灯 ,光暗周期比 L∶D =12h∶12h ,照度为
3 500 lx左右 ,培养温度 23℃。在实验开始和进行 48h和 96h后 ,分别取出藻片 ,以黑白瓶
法测定光合速率和呼吸速率 ,将装有藻片的黑白瓶在 25℃,在 3 000lx 下培养 4h ,分析溶
解氧浓度的变化 ,计算光合速率和呼吸速率。溶解氧测定采用Winkler滴定法。实验进行
96h后 ,测量藻片半径 ,并将各浓度组的藻片分作两份 ,一份用于测定叶绿素 a 含量 ,叶绿
素 a的提取和测定采用Arnon三色法。另一份在 60℃恒温 6—8h ,干燥器内冷却后称干
重 ,分析藻片重量的变化 。
2　结果
2.1　TPTC对孔石莼光合作用的影响
实验刚开始时 ,各组中藻片光合速率基本一致 ,这说明各组的实验条件相似 ,具有可
比性 。TPTC处理 96h后 ,低浓度有机锡(<2μg/L)处理组中的藻体 ,光合速率与对照组基
本持平;当 TPTC浓度达到 2μg/L以上时 ,藻体光合速率表现出下降趋势;当 TPTC 浓度为
8μg/L 时 ,藻体光合速率为对照组的 58%;当 TPTC 浓度为 16μg/L 时 ,藻体基本不能进行
光合作用 ,光合速率只有对照组的 0.6%(图 1)。TPTC 对孔石莼光合速率的 96h 半数效
应浓度(96hEC50)为 7.39μg/L。
图 1　TPTC对孔石莼光合速率的影响
Fig.1　Phototsynthesis rate of Ulva pertusa
as influenced by TPTC
◇ 96h;□ 0h
图 2　TPTC 对孔石莼呼吸速率的影响
Fig.2　Respiration rate of Ulva pertusa as inf luenced
by TPTC (t=96h)
2.2　TPTC对孔石莼呼吸作用的影响
TPTC处理之前 ,各实验组中藻体的呼吸速率没有明显差异 ,TPTC 处理 96h后 ,总的
4054期　　　李　钧等:三苯基氯化锡(TPTC)对孔石莼光合作用及生长的影响
趋势是TPTC浓度越高 ,藻体的呼吸速率越大 ,当 TPTC浓度为 8μg/L 时 ,呼吸速率为对照
组的 209 %;但 TPTC浓度超过 8μg/L 时 ,藻体的呼吸速率不再上升 ,开始出现下降趋势 ,
表明这时的藻细胞线粒体已受到 TPTC的毒害(图 2)。
图3　TPTC 处理孔石莼 96h 的叶绿素 a 含量
Fig.3　The content of Chl-a in Ulva pertusa as
influenced by TPTC (t=96h)
2.3　TPTC对孔石莼叶绿素 a 的影响
实验发现 ,低浓度的 TPTC 能促进藻
体叶绿素 a的合成 ,1μg/L的 TPTC处理组
中 ,藻体叶绿素 a 含量比对照组增加了
12%;高浓度的 TPTC(>2μg/L)能抑制藻
体叶绿素 a的形成 ,当 TPTC浓度为 8μg/L
时 ,叶绿素 a 含量只有对照组的 59%;当
TPTC浓度为 16μg/L 时 ,叶绿素 a 只有对
照组的 47%(图 3)。TPTC 对孔石莼叶绿
素 a 的 96hEC50为 12.99μg/L。
2.4　TPTC对孔石莼生长的影响
由表 1可知 ,TPTC 处理 96h后 ,各组中的藻片半径均小于对照组 ,且 TPTC浓度越高 ,
藻片半径越小 ,当TPTC浓度为 16μg/L时 ,藻片半径只有对照组的 65%,TPTC对孔石莼藻
片半径增加值的 96hEC50为 4.01μg/L。
实验表明 ,TPTC 处理 96h的各组中 , TPTC浓度越高 ,藻干重增加值越小 ,当 TPTC为
16μg/L 时 ,其藻体干重增加值只有对照组的51%(表 1)。TPTC 对孔石莼藻体干重增加值
的96hEC50为 10.11μg/L。这说明 TPTC能抑制石莼的细胞分裂和藻体生长
表 1　TPTC处理对孔石莼藻片生长的影响
Tab.1　Effects of TPTC on growth of Ulva pertusa
浓度(μg/ L) 0 1 2 4 8 16
藻片半径增加值(cm) 0.783 0.62 0.61 0.377 0.227 0.127
藻片干重增加值(mg) 14.9 12.4 12.9 9.8 5.9 7.5
3　讨论
3.1　当TPTC溶液浓度低于1μg/L 时 ,与对照组相比 ,藻体呼吸速率和叶绿素 a 含量均有
所增加 。高尚德等(1994)、李正炎等(1996)在研究有机锡对微藻生理功能的影响时也发
现这一现象。这可能是由于生物处于轻微染毒状态时 ,为加速毒物在体内的降解 ,而表现
出的“生理亢奋状态” ,这也是生物自我保护的一种机制 。
3.2　当TPTC 浓度为 4μg/L时 ,藻体的光合作用已经开始下降 ,而这时呼吸强度并未减
弱 ,只有当 TPTC浓度达到 16μg/L 时 ,藻体呼吸作用才出现下降趋势 。这意味着在藻细胞
内 ,叶绿体可能比线粒体更易受到有机锡的毒害。值得从藻细胞超微结构损伤上进一步
加以证实 。
3.3　与赵丽英等(1990)、李正炎等(1996)的实验结果相比较 ,本文发现 ,大型藻对有机锡
污染的敏感性比微藻低 2—5倍 ,这也符合生物毒理学的一般规律 ,个体越大的生物对污
染物的耐受力一般也越强 。
406 海　　洋　　与　　湖　　沼　　　　　　　　　　　31 卷
参　　考　　文　　献
李正炎 ,周名江 ,李　钧等 ,1996.三苯基氯化锡(TPTC)对等鞭金藻生理功能的影响.海洋科学集刊 ,37:115—120
赵丽英 ,陆贤昆 , 1990.有机锡对海洋微藻的毒性效应 ,青岛海洋大学学报 , 20(4):6—11
高尚德 ,吴以平 , 1994.有机锡对海洋微藻的生理效应.海洋与湖沼 , 25(4):362—367
Davidson B M , Valki rs A O , 1986.Seligman , Acute and chronic effects of tributyltin on the mysid Acanthomysis sculpa .O-
ceans 86, 4:1 219—1 225
Fent K , Meier W , 1992.Tributyltin-induced effects on early life stages of minnows Phoxinus phoxinus.Arch Environ Contam
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Gibbs P E, Bryan G W , 1986.Reproductive failure in populations of the dogwhelk , Nucella lapi llus , caused by imposex in-
duced by tributyltin from antifouling paints.J Mar Biol Ass UK , 66:767—777
Langston W J , Burt G R , 1991.Bioavailability and effects of sediment-bound TBT in deposit feeding clams , Scrobicularia
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Triebskorn R , 1994.Evaluation of bis(tri-n-butyltin)oxide(TBTO)neurotoxicity in rainbow trout(Oncorhynchusmykiss).
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EFFECTS OF TPTCON PHOTOSYNTHESIS AND GROWTHOF
MACROALGAE , ULVA PERTUSA
LI Jun , YU Ren-cheng , LI Zheng-yan , YAN Tian , ZHOU Ming-jiang
(Institute of Oceanology , The Chinese Academy of Sciences , Qingdao , 266071)
(Center of Environmental Protection , Ocean University of Qingdao , Qingdao , 266003)
Abstract　　Macroalgae are important components of primary productivity in coastal areas.However , there is little
knowledge about the toxic effects of organotin on macroalgae.In 1995 , Ulva pertusa were collected from Taipingjiao ,
Qingdao study the toxic effects of Triphenyltin chloride(TPTC)on its photosynthesis , respiration , content of Chloro-
phyll-a and growth.
TPTC showed no effects on photosynthesis process of Ulva pertusa until TPTC concentration reached 2μg/ L , and
the photosynthesis was almost totally inhibited at 16μg/L.The calculated value of 96hEC50 for photosynthesis inhibi-
tion was 7.39μg/ L.Respiration rate initially increased with low TPTC exposure level , and started to decrease from
8μg/ L.But the respiration rate at 16μg/ L was still higher than that of the control.Chlorophyll-a content was slight-
ly higher than that of the control when TPTC concentration was 1μg/ L , it decreased with TPTC level of 96hEC50=12.
99μg/L.TPTC could inhibit the growth of Ulva pertusa both in size(96hEC50=4.01μg/ L)and biomass(96hEC50
=10.11μg/ L).
During the experiment , both respiration rate and content of Chlorophyll-a increased at low concentration of
TPTC , which reflected a state of “ physiological excitement” .This was probably due to the mechanism of self-protec-
tion of removing the pollutant.Compared to respiration process , which didn t show decreasing trend until 16μg/ L,
the photosynthesis process was more sensitive to TPTC.This might reflect the difference of sensitivity in chloroplast
and mitochondria.Results show that the resistance of macroalgae to TPTC is 3—5 times higher than that of microalgae
according to the toxicity data published before.
Key words　　Triphenyltin chloride(TPTC)　　Ulva pertusa　　Photosynthesis　　Respiration　　Chlorophyll
-a　　Growth
Subject classification number　　X503.23
4074期　　　李　钧等:三苯基氯化锡(TPTC)对孔石莼光合作用及生长的影响