全 文 ：安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2015，21（12）
四尾栅藻对壬基酚胁迫的响应研究
刘莉莉 1 王 成 2
（1安徽大学江淮学院，安徽合肥 230031；2安徽农业大学，安徽合肥 230036）
摘 要：选取水体中广泛存在的四尾栅藻为代表，研究其在营养盐限制条件下对壬基酚胁迫的响应。实验设
置3个暴露组（0.041、0.103、0.205mg·L-1）和1个对照组（0mg·L-1），测定了96h内四尾栅藻细胞密度、胞外多糖
合成、最大光能转化效率（Fv/Fm）以及群体形态等变化。结果显示，随着NP暴露浓度的增加，四尾栅藻的密
度、Fv/Fm等指标的下降幅度更加显著；0.041mg·L-1NP暴露对四尾栅藻的生长、叶绿素 a含量以及Fv/Fm等均有
促进作用，说明四尾栅藻在NP暴露下能够产生毒物刺激效应现象。
关键词：壬基酚；四尾栅藻；胁迫；毒性效应
中图分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）12-24-04
Study on Scenedesmus quadricanda Responses to Nonylphenol Stress
Liu Lili1 et al.
（1 Jianghuai College of Anhui University，Hefei 230031，China）
Abstract：In order to study the physiological effects of NP on the fresh algae，Scenedesmus quadricanda was exposed
to NP of three concentrations（0.041、0.103、0.205mg·L-1）and a control（0mg·L-1）. Its cell number、maximum light
conversion efficiency（Fv/Fm）、extracellular polysaccharide and cell morphology were measured in 96h exposure. Re⁃
sults show that the cell number and Fv/Fm of microalgae were increased in 0.041mg·L-1 NP ，with the increasing of
concentrations of NP，the cell number and Fv/Fm of microalgae were decreased，the growth of Scenedesmus quadrican⁃
da was inhibited.
Key words：Nonylphenol；Scenedesmus quadricanda；Stress；Toxic effect
壬基酚（Nonylphenol，NP），分子式C15H24O，由苯环和
9个碳原子的碳链组成，在工农业生产中得到了广泛的应
用，中国年产量约为30 300t，其中的60%会排入污水处理
系统并最终排入水环境中［1］。近年来，我国一些重要的自
然水体中均已发现NP的存在，并且由于其不易降解的特
性导致环境中的NP含量不断累积［2］。水域生态系统主要
初级生产力淡水微藻对水域生态系统的平衡和稳定起着
十分重要的作用，因其个体小、繁殖快、对毒物敏感等特
点，已成为评价水环境质量监测的重要指标［3］。在富营养
化的淡水水域中，四尾栅藻（Scenedesmus quadricanda）是
常见的优势藻种之一［4］。
目前，在淡水微藻室内毒理实验过程中，BG11是常
用的淡水藻类培养基，其ρ（TN）和ρ（TP）分别为247.06mg·L-1
和 7.11mg.L-1，而在自然水体ρ（TN）、ρ（TP）浓度远远低于
培养基［5-6］。本文主要研究在近似水体营养盐条件下四
尾栅藻对壬基酚胁迫的响应，包括四尾栅藻细胞密度、最
大光能转化效率（Fv/Fm）、胞外多糖含量以及细胞群体形
态的变化，以期为合理评价该类污染物对水域生态系统
的影响提供基础理论依据。
1 材料与方法
1.1 主要仪器和试剂 5401-CC275TL型智能人工气候
箱，UV-2450型紫外-可见分光光度计，Handy PEA植物
效率分析仪等。壬基酚纯品购自上海晶纯实业有限
公司。
1.2 藻种及培养条件 实验藻种四尾栅藻由暨南大学水
生生物研究所藻种室提供，培养温度为（23±1）℃，光照强
度100μmol·m-2·s-1，光暗比为12h（L）∶12h（D）。
1.3 实验设计 采用营养盐浓度减少为原浓度 1/10的
BG-11培养基。无菌条件下，将处于指数生长期的四尾
栅藻离心（3 500rpm，5min，24℃），经无菌蒸馏水反复清
洗后接种于1/10的BG-11培养基中，静置饥饿4d后用于
实验。实验采用丙酮作为助溶剂，配制丙酮的6个体积浓
度系列：0、1、3、5、7和 10‰，96h培养后用血球计数板显
微计数，测定藻细胞的密度，计算得到丙酮对四尾栅藻不
可见效应剂量（No observed effect level，NOEL）为 5‰。
将预处理过的藻液接种到 1/10 BG-11培养基中，接种密
基金项目：安徽省高等学校省级自然科学研究项目（KJ2013B013）。
作者简介：刘莉莉（1987-），女，安徽人，硕士，助教，研究方向：环境毒理学。 收稿日期：2015-06-18
24
DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2015.12.012
21卷12期
度为8.63×105cells·mL-1。NP质量浓度分别为0（加5‰丙
酮作为对照）、0.041、0.103和0.205mg·L-1。每个实验设置
3个平行，每天摇瓶至少3次，培养96h。
1.4 测定方法
1.4.1 藻细胞密度的测定 每隔24h取样，血球计数板计
数。每个样品计数3次，取其平均值。
1.4.2 最大光能转化效率的测定 每隔24h取样，测量前
将待测藻液暗适应 20min。利用Handy PEA植物效率分
析仪测定最大光能转化效率（Fv/Fm）。
1.4.3 胞外多糖含量的测定 每隔24h取样，将藻液通过
0.45μm滤膜过滤，吸取2.0mL滤液加入25mL比色管中，以
葡萄糖作为标准，用硫酸苯酚法测定胞外多糖的含量［7］。
2 结果与分析
2.1 四尾栅藻细胞密度变化对NP暴露的响应 不同质
量浓度NP对四尾栅藻的细胞密度的影响如图1。由图1
可知，四尾栅藻细胞起始密度为8.63×105cells·mL-1，在培
养过程中，NP质量浓度为0.041mg·L-1处理组细胞密度始
终均比同期对照组高，藻细胞数量显著增加，最终为对照
组的 1.13倍，差异显著（P＜0.05）；在 0.103mg·L-1NP处理
组中藻细胞密度相比对照组无显著差异（P＞0.05）。在
96h后，0.205mg·L-1NP暴露会抑制藻细胞数量的增加，显
著低于对照组（P＜0.05），为对照组的 74%。表明低浓度
的NP对四尾栅藻的生长有促进作用，高浓度的NP抑制
了四尾栅藻的生长，0.205mg·L-1NP处理组藻体颜色相比
处理组变浅。
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
细
胞
密
度（
×10
5 cel
ls·m
L-1 ）
0h24h48h72h96h
壬基酚质量浓度（mg·L-1）
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
图1 不同质量浓度NP对四尾栅藻细胞密度的影响
2.2 四尾栅藻最大光能转化效率（Fv/Fm）对NP暴露的响
应 NP暴露对四尾栅藻Fv/Fm的影响如图2所示。由图2
可知：96h后，0.041mg·L-1NP处理组明显提高了四尾栅藻
光系统（PSⅡ）的Fv/Fm（n=3，P＜0.05），0.103、0.205mg·L-1NP
处理则降低了四尾栅藻的Fv/Fm。
0.748
0.744
0.740
0.736
0.732
F v/F
m
0h24h48h72h96h
壬基酚质量浓度（mg·L-1）0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
图2 不同质量浓度NP暴露对四尾栅藻Fv/Fm的影响
2.3 四尾栅藻胞外多糖合成对NP暴露的响应 如图 3
所示，培养结束后，0.205mg·L-1处理组四尾栅藻细胞胞外
多糖含量最高，为对照组的1.05倍，0.041mg·L-1处理组中
细胞胞外多糖含量低于对照组，且始终低于同期对照组。
0.41
0.40
0.39
0.38
0.37
0.36
0.35
0.34
四
尾
栅
藻
胞
外
多
糖
含
量（
pg·
cell
-1 ）
0h24h48h72h96h
壬基酚质量浓度（mg·L-1）0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
图3 不同质量浓度NP对四尾栅藻细胞胞外多糖含量的影响
2.4 NP暴露对四尾栅藻群体形成的影响 不同质量浓
度NP对四尾栅藻细胞群体形态的影响如图4所示。由图
4可知，实验初始阶段，对照组和处理组中四尾栅藻单细
胞、双细胞和多细胞群体形态相对比例为 69.2%、
22.78%、0.08%，培养期间，NP质量浓度 0.041mg·L-1处理
组中四尾栅藻非单细胞群体相对比例基本均低于对照
组；而 0.102、0.205mg·L-1处理组中非单细胞群体相对比
例在96h后分别比对照组高出3.4%、14.1%。
100
80
60
40
20
0
不
同
形
态
藻
细
胞
相
对
比
例（
%）
壬基酚质量浓度（mg·L-1）
（0h）
ck 0.041 0.103 0.205
单细胞
双细胞
多细胞
刘莉莉等 四尾栅藻对壬基酚胁迫的响应研究 25
安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2015，21（12）
100
80
60
40
20
0
不
同
形
态
藻
细
胞
相
对
比
例（
%）
壬基酚质量浓度（mg·L-1）
（24h）
ck 0.041 0.103 0.205
单细胞
双细胞
多细胞
100
80
60
40
20
0
不
同
形
态
藻
细
胞
相
对
比
例（
%）
壬基酚质量浓度（mg·L-1）
（48h）
ck 0.041 0.103 0.205
单细胞
双细胞
多细胞
100
80
60
40
20
0
不
同
形
态
藻
细
胞
相
对
比
例（
%）
壬基酚质量浓度（mg·L-1）
（72h）
ck 0.041 0.103 0.205
单细胞
双细胞
多细胞
100
80
60
40
20
0
不
同
形
态
藻
细
胞
相
对
比
例（
%）
壬基酚质量浓度（mg·L-1）
（96h）
ck 0.041 0.103 0.205
单细胞
双细胞
多细胞
图4 不同质量浓度NP对四尾栅藻细胞群体形态的影响
3 结论与讨论
NP对生物的影响是多方面的，通过本次实验研究表
明，低浓度（0.041mg·L-1）的NP对四尾栅藻的生长有一定
的促进作用，细胞密度与对照组相比也有所增加，Fv/Fm也
有所提高。Fv/Fm反映的是PSII反应中心原初光能转化效
率，即最大光化学效率，可以反应植物所受胁迫程度以及
植物的光合效能［8］。实验结果表明，低质量浓度
（0.041mg·L-1）NP暴露促进了四尾栅藻藻Fv/Fm的升高，这
与王山杉等人在固氮鱼腥藻的研究相一致［9］。所以低质
量浓度NP对四尾栅藻生长的刺激效应，很可能是因为
NP暴露提高了微藻的Fv/Fm，促进了细胞中光合色素和蛋
白质等物质的转化合成，从而刺激了微藻细胞相对较快
的增长繁殖，致使单个细胞所负担污染物浓度降低，且受
损藻细胞逐渐恢复的结果。
而在NP暴露浓度为0.205mg·L-1的处理组中，栅藻细
胞中双细胞、多细胞群体明显增多，与单细胞相对比例增
大，高于对照组。四尾栅藻群体特征的出现，说明原先的
单细胞表面的黏性增强，也就是说与细胞表面粘性有关
的胞外多糖含量可能增高了。而本实验通过测定培养过
程中四尾栅藻细胞胞外多糖合成的变化也证实了这一
点，处理组中藻细胞胞外多糖含量显著高于对照组。可
见，四尾栅藻群体的形成与胞外多糖分泌量密切相关，与
杨州在铜绿微囊藻中的研究相一致［10］。由于藻类群体的
形成，减小了其比表面积和包裹效应（package-effect）的
影响，使得藻类群体单位体表面积吸收的光能减少［11］，影
响了光合作用的进行；同时，群体形态的维持需要更多的
能量用于合成胞外多糖，减少了其他成分（如蛋白质、脂
肪）的合成量，从而不利于细胞的增殖和生长［12］。实验测
定的细胞密度和Fv/Fm的变化也证实了这一点。
低浓度NP暴露对四尾栅藻的生长、叶绿素 a含量以
及Fv/Fm等均有促进作用，这表明四尾栅藻可以通过在身
代谢的调整来适应低浓度的NP胁迫，低浓度的NP对四
尾栅藻产生了毒物刺激效应现象，在一定程度上促进了
四尾栅藻细胞的代谢活动，增强了其光合作用效能，其中
的促进机理有待于进一步的研究。
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（责编：张宏民）
部贫困县来说，也是无力支付工作经费。而
且每年都要进行检查验收、规划设计、配套技术、耕补助
兑现等系列工作，既增加了基层工作人员的工作量，又缺
工作经费，所以，在基层开展起来比较困难［6］。
2 发展对策
2.1 完善退耕法律法规建设，加强退耕还林宣传工作
退耕还林是一个长期生态工程，因此，政府要尽快完善其
法律法规建设。通过法律手段来保障退耕还林工程的顺
利实施，不断完善各项政策，保护林业资源，严惩破坏生
态环境等行为，使退耕还林工程在法律的保障下持续实
施。要加大退耕还林政策的宣传力度，通过《森林法》、
《退耕还林条例》等法律法规，使广大人民群众能充分了
解国家在退耕还林方面的政策，使广大人民群众知法、懂
法、守法，形成良好的社会舆论氛围，使广大人民群众都
能积极投入到退耕还林工作中。
2.2 制定后续产业发展政策，继续推进退耕还林工程实
施 退耕还林工程的实施，极大地促进了我国中西部农
村地区产业结构的调整，促进了农村经济的发展，改善了
生态环境，增加了农民的收入，提高了生活质量，深受广
大人民群众的拥护。因此，国家应继续推进退耕还林工
程。地方政府要多方筹资，调整造林种树，及时优化树种
结构；结合县域经济特点，规模化发展后续经济林产业，
让土地效益得到充分发挥。同时，还要设立退耕还林下
资源开发的专项资金，引导和鼓励农户在已退耕还林的
地中进行林果、林药、林草、林菌等的混合种植，走以短养
长，长短结合的可持续发展道路，不断增加退耕还林农户
的经济收益。此外，还要鼓励企业到农村投资。国家对
企业给予贴息贷款等，鼓励企业积极参与退耕还林工程。
2.3 强化补助资金管理，加大补偿力度 基层各乡镇人
民政府应强化退耕还林补助资金的管理，严禁弄虚作假、
虚报冒领、截留挪用。通过行政手段干预，督促相关部门
对退耕还林粮食和补助款发放情况进行公示，并对发放
情况进行严格监督，以确保补助款及时兑现。在补偿标
准方面，应根据当地物价情况实行浮动补贴机制，不断加
大补偿力度，以保证农民的利益，确保退耕还林工程的持
续实施。
2.4 加大投资力度，提高退耕还林补助标准 政府要积
极引进企业和先进技术，积极筹集资金，不断加大退耕还
林工程的投资力度，而且退耕还林补助标准也要根据社
会的发展，物价的上涨情况和退耕地的周边粮食产量适
当提高，保护农户利益不受损失。
2.5 建立退耕还林绩效考核机制 制定退耕还林工程绩
效考核指标，重点研究经济林、生态林的效益，以及对后
续产业发展进行评估。主要集中在林果产业、生态旅游、
农村剩余劳动力转移等方面。对干好的要进行适当奖
励，以提高农户的积极性。另外，将退耕还林工程建设和
管理也纳入各级政府年底综合目标考核，落实管护责任，
积极推进集中管理，以合同的形式明确责任，并将政策兑
现与管理成效挂钩，实现责任和权利的有机统一，以推进
退耕还林工程的持续进行。
3 结语
退耕还林是一项造福子孙后代的工程，对社会经济
和生态环境协调发展具有十分重要意义。因此，只要在
政府的正确领导和人民群众支持下，从农村实际出发，调
整改革思路，切实保持人民群众利益，有目标、有计划、有
步骤、脚踏实地推进退耕还林相关工作，就能进一步发挥
资源优势，大幅度提高榆阳区植被覆盖率，减少自然灾害
频发，恢复并建成牢固的绿色生态屏障。
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