全 文 ：拟除虫菊酯是一类含有苯氧烷基的环丙烷酯，自其
研制成功并投放市场以来，因其高效低毒而得到广泛使
用。高效氯氰菊酯!#$%&’()#*+#$,*-./是拟除虫菊酯类的
广谱性杀虫剂，为一种神经轴突毒剂，适用于棉花、水
稻、蔬菜、果树和茶叶等多种作物上害虫的防治。随着应
用范围的扩大0高效氯氰菊酯在水环境中存在的剂量日
渐增加，由此对水体造成的负面影响受到广泛的关注。
目前0有关高效氯氰菊酯对鱼 120340蚤 154等水生生物毒性的
研究已有报道。
拟除虫菊酯虽然对哺乳动物等非靶生物低毒，但它
对鱼类、水蚤等水生动物的毒性却很高164。藻类作为水生
生态系统的初级生产者，其种类的多样性和初级生产量
直接影响水生态系统的结构功能，因而成为监测评价水
环 境 质 量 的 重 要 指 标 。 斜 生 栅 藻（7’#.#8#9+:9
;<=->::9）对毒物敏感、个体小、繁殖快、培养方便1?0@4，在较
短时间内可得到化学物质对其许多世代及种群水平的
影响评价，是一种常用的测试生物1A0B4。因此，本实验选择
极常见的浮游藻类斜生栅藻作为实验生物，就高效氯氰
菊酯对其毒性效应进行了研究，以作为对该农药评价的
补充。
! 材料与方法
2C2 实验材料和化学药品
高效氯氰菊酯 !#$%&’()#*+#$,*-.06C?D乳油 /，斜生
栅藻!7’#.#8#9+:9 ;<=->::9/由中国科学院水生生物研
究所淡水藻种库提供，编号 EFGH5I。显微镜，血球计
数板，光照培养箱，酶标仪。
2C3实验步骤及方法
2C3C2 驯化培养
斜生栅藻在无菌条件下转移至水生 6号 !H&6/人
工培养液中1I4，培养至对数生长期进一步扩大培养。培养
条件为：温度 3?&3BJ；)HA&B；白色日光灯，光暗比 23,K
23,，光强为 5LLL=:M左右；静止培养，每天定时人工摇动
三次。
2C3C3 NG?L的测定
根据预实验的结果设置 ? 个浓度组和一个空白对
照组，它们的浓度分别为 L !空白对照组/，LC6，2，3，2L，
3L+O P Q，每个组设三个平行样，测定高效氯氰菊酯对斜
生栅藻的毒性。每隔 36小时取样，用血球计数板显微计
数，测定藻细胞的浓度!个 P +=/。用概率单位&浓度对数法
12L4 分别计算出 36,*9，6B,*9，A3,*9，I@,*9 半效应浓度
!NG?L/。
以生物量为实验终点计算的 ?LD抑制浓度记为
NG?L。抑制率!RD/S（T$L&T$）P T$L。T$L0T$分别为 $时刻对
照组和各浓度组的细胞数。
根据抑制率的机率单位和相应的浓度对数，用直线
回归法得到浓度效应方程0计算出半效应浓度!NG?L/。并
将回归方程进行 U3检验。
2C3C5 高效氯氰菊酯对斜生栅藻生理特性的影响
高效氯氰菊酯对斜生栅藻的毒性研究
刘涛；熊丽；生秀梅；王媛
（ 华中师范大学 生命科学学院，武汉 65LLAI）
摘 要! 以斜生栅藻细胞的生长状况、色素!叶绿素 %、叶绿素 <、类胡萝卜素/及蛋白质含量的变化作
为指标，研究了不同质量浓度的高效氯氰菊酯对斜生栅藻的毒性效应。36,、6B,、A3,、I@,的 NG?L分别为
22CA2、@C2I、6CL5、3CBA+OPQ，斜生栅藻生长受抑制程度随高效氯氰菊酯质量浓度增加而加强，当高效氯氰菊
酯的质量浓度超过 3?+OPQ时，斜生栅藻的生长几乎完全受到抑制。染毒 I@,的斜生栅藻色素!叶绿素 %、叶
绿素 <、类胡萝卜素/含量以及蛋白质含量随着高效氯氰菊酯的质量浓度的增加呈下降趋势。
关键词! 高效氯氰菊酯；斜生栅藻；色素；可溶性蛋白
基金项目：国家重点基础研究项目!T;C3LL2GGLLALL/；武汉晨光科技项目（ T;K3LL3?LL2L5）
作者简介：刘涛（ 2IA6—），男，安徽肥东人，华中师范大学生命科学研究院 3LL5级硕士研究生，专业方向为生物化学与分子生
物学。
第 25卷 第 3期 华中师范大学研究生学报 3LL@年 @月
V;=C 25 T;C 3 H:%W,;.O T;*+%= X.-Y#*9-$( Z;:*.%= ;[ \;9$O*%8:%$#9 Z:.# 3LL@
26I
! 小时后，分别测定各浓度组藻类色素含量和可
溶性蛋白含量。
测定藻类色素含量采用分光光度法。具体方法为：
取 #$%& 藻液，’$$$( ) %*+ 离心 ,$%*+，去上清，直接加入
-%&.$/的丙酮，摇匀，在黑暗处抽提 #’0(1。取抽提液置
于酶标 ! 孔板中，以 .$/丙酮为参比，于酶标仪
23*4567，8&9.$$型: 测定 ;+%，’-+%和 ’’$+%波长下
抽提液的吸光值。
! 小时后，离心收集各浓度组藻细胞，用于测定可
溶性蛋白质含量。蛋白质含量用 <4&*+=酚法>,,?测定，以小
牛血清蛋白作标准曲线。
,@#@’ 数据处理
8A-$的计算，B#检验参照文献>,$?进行。
! 结果与分析
#@, 高效氯氰菊酯对斜生栅藻的毒性效应
以不同浓度高效氯氰菊酯处理组的藻细胞密度为
指标作生长曲线，见图 ,。由图 ,可以看出，加了高效氯
氰菊酯的各试样组，藻细胞密度受到不同程度的抑制，
并且随着高效氯氰菊酯质量浓度的增加，抑制斜生栅藻
的作用增强。当高效氯氰菊酯质量浓度超过 ,$%C ) D时，
斜生栅藻的生长几乎受到完全抑制，在 #$%C ) D 时 !0(
藻细胞生长出现负增长效应。
在低浓度处理组中，随着时间延长，藻细胞数量增
长使得单个细胞对高效氯氰菊酯的负荷相对降低，因此
藻细胞在处理 #’0后表现出对高效氯氰菊酯逐渐适应，
生长速度虽不及对照组但还是稳步增长；高浓度处理组
可能是因为高效氯氰菊酯质量浓度超过了藻细胞负荷
的极限，以至藻细胞功能无法完全恢复，所以藻细胞处
于零增长或负增长。另外一方面，镜检过程中，在高效氯
氰菊酯高浓度时，可以观察到藻细胞的坏死残骸数量随
高效氯氰菊酯质量浓度增加而逐渐增多，完整的藻细胞
颜色也逐渐变淡。
根据图 ,的的生长结果，用前面介绍的方法，以浓度
对数为横坐标，以抑制率概率单位为纵坐标，得到不同时
间的高效氯氰菊酯浓度对数29:与概率单位2E:的一元线性
回归方程（见表 ,），当概率单位为 -时计算 8A-$值。
表 , 高效氯氰菊酯质量浓度对数29:与概率单位2E:的
一元线性回归方程，8A-$和 9#结果
AF
G2
H-
$$
$$
个
)%
&:
,-$
白含量的影响
斜生栅藻在不同浓度条件下培养 ! 小时后，其可
溶性蛋白含量如图 #。由图 #可以看出，总体上，高效氯
氰菊酯处理组，栅藻可溶性蛋白含量均比对照组低，尤
其是高浓度组，蛋白质含量明显下降。在高效氯氰菊酯
浓度为 $%&，’，()* + , 之间，可溶性蛋白含量虽呈现波
动，但变化不显著。
! 讨论
着高效氯氰菊酯浓度增加，各种色素含量以及叶绿素 - +
叶绿素 .的比值呈下降趋势，在高效氯氰菊酯质量浓度
为 ’$)* + ,时，各种色素含量急剧下降，光合色素总含量
与对照组相比减少了 /&%’0，叶绿素 - 的含量减少了
/%!0，叶绿素 - +叶绿素 .的比值下降到 (%#。由图 (可
以看出，随着高效氯氰菊酯浓度的增加，在各种光合色素
中受到影响最大的为叶绿素 -。同时在显微镜下可观察到
斜生栅藻细胞颜色随着高效氯氰菊酯浓度增加由翠绿色
逐渐转变成淡绿色，在超过 ’$)* + ,甚至变为白色。
(%# 不同浓度高效氯氰菊酯对斜生栅藻可溶性蛋
当自由度为 # 时，查表 1$%$2为 3%/(4则 (&5，&/5，3(5
和 !5 的 1( 分别为 $%32，(%$$，#%/3(，(%’/3，因为
1$%$261(，所以按照表 (中的 &个线性回归方程计算出的
(&5782$9’’%3’)* + ,:，&/5782$9%’!)* + ,:，3(5782$9&%$#)* +
,:和 !5782$ 9(%/3)* + ,:值符合精度要求。比较各个时
间段的 782$值，(&5最不敏感，其 782$最大。随着暴露天
数的增加，782$值逐渐降低，说明斜生栅藻抗性较小，
恢复较慢，高浓度组甚至很难恢复。
(%( 不同浓度高效氯氰菊酯对斜生栅藻光合色素
含量的影响
将 !小时各浓度组藻液的叶绿素 -98;-:，叶绿素 .
98;.:，叶绿素总量98;-<.<=:和类胡萝卜素98;=:含量以
及叶绿素 - +叶绿素 .列于表 (。
从表 (可以看出，培养 !5后，不同浓度处理组中随
表 ( 不同浓度高效氯氰菊酯对斜生栅藻光合色素的影响
>?
*)
@A
B
CD
AB
@A
B
浓 度 98DAC@ABE-B?DA:
图 ( 不同浓度的高效氯氰菊酯对斜生栅藻色素含量的影响
98
DA
C@
AB
E-
B?D
A:
’2’
高效氯氰菊酯对斜生栅藻 !#，$#，%!# 和 &’# 的
()*+值分别为 ,,-%,，’-,&，-+.，!-$%/0 1 2，高效氯氰菊
酯对斜生栅藻的生长抑制程度随其浓度增加而加强，当
其浓度超过 ,+/0 1 2时，斜生栅藻的生长几乎受到完全
抑制。高效氯氰菊酯对斜生栅藻 &’#3()*+为 !-$%/0 1 2，
这一结果与其它资料45中记载的一般农药对栅藻的 ()*+
值相比是较低的，如氯氰菊酯的 ,,!-*/0 1 2，林丹的为
!-*/0 1 26&’#378，单甲脒的为 ’-*/0 1 26&’#3789甲基对硫磷
的为 ,*/0 1 26%!#378。相比较可见高效氯氰菊酯对非靶生
物中的水生藻类具有较高的毒性。
高效氯氰菊酯对斜生栅藻的光合色素含量以及可
溶性蛋白含量均有较大的影响，随着高效氯氰菊酯浓度
的增加，各种色素的的绝对含量、可溶性蛋白以及叶绿
素 : 1叶绿素 ;的比值呈下降趋势，这说明藻细胞在高效
氯氰菊酯的胁迫作用下，叶绿素结构受到损害，色素含
量的下降的又在一定程度上影响了蛋白质的合成。
斜生栅藻细胞，其同化色素体全部和高等植物一
样，由叶绿素 :，叶绿素 ;、! 和 胡萝卜素及叶黄素组
成，后 .种色素总称类胡萝卜素。所有这些色素在光合
作用当中各自起着重要作用，其中少数不同状态的叶绿
素 : 分子有将光能转换为电能的作用；绝大部分叶绿素
:分子和全部叶绿素 ;分子具有收集光能的作用；类胡
萝卜素也有收集光能的作用，除此之外，还有防护光照
伤害叶绿素的功能4,!5。在颜色上，叶绿素 :呈蓝绿色，而
叶绿素 ; 呈黄绿色，类胡萝卜素为橙黄色或黄色，对于
正常藻细胞来说，各种色素应有其合适的含量，且各种
色素的含量之间有一个合适的比例。本实验中斜生栅藻
在高效氯氰菊酯处理下叶绿体结构受到损害，色素绝对
含量的下降、比例的失调势必会影响光合作用的正常进
行，进而影响藻细胞体内其他有机物质6如各种蛋白质8
的合成。
几种色素中，对高效氯氰菊酯最敏感的是叶绿素 :，
这与其他作者的结果有相似之处4,.5。这是由于叶绿素 :
作为捕光色素复合体重要组成部分，在光合系统 <=#
的反应中心中，作为光合电子传递链的电子供体，叶绿
素 :与其它光合色素相比，更容易受到光降解作用的影
响4,9,*5。
参 考 文 献
4,5 王朝晖9尹伊伟9徐忠等- $ 种拟除虫菊酯农药对稀有句鲫
的急性、慢性毒性研究4>5 - 应用与环境生物学报9,&&$9
68?.%&@.$!-
4!5
)#O/A7U#O3O9 !++!9& 6,8?.&@-
4.5 刘国光9王莉霞9徐海娟等-高效氯氰菊酯对原生动物群落的
毒性研究4>5-中国环境科学 !++*9!*6=QUUB-8?,,*@,,%-
45 熊丽9吴振斌9况琪军等- 氯氰菊酯对斜生栅藻的毒性研究
4>5-水生生物学报，!++!，!’6,8?’’@%.-
4*5 VOK7O/O39 L-W-9 XJRAK9 X-V-9 V3OOK;O309 Y-Z-9 ,&&&- H7S
JK0 F#BA3AU#TBB : PBQA3O7FOKFO CA [OCOFC C#O AK7OC AP :KS
C#3:FOKO U#ACAJK[QFO[ CARJFJCT JK 2O/K: 0J;;:9 :K[ C#O
/JCJ0:CJK0 OPPOFC7 AP : FA//O3FJ:B #Q/JF :FJ[ 4>5-2J/KAB-
\FO:KA03- 6.@!8?$%$@$$$-
4’5 <:339 2-Y-9
[QFO[ ;TANO3BTJK0 F:KAUJO7 AP 2O/K: 7U4>5-W:CO3 LO7- .’?
,%.* @ ,% !-
4%5 2O]J79 Z-^-9 ,&&*- H7O AP P3O7#]:CO3 UB:KC7 PA3 U#TCACARJFS
JCT CO7CJK0? : 3ONJO]4>5- (KNJ3AK
<3
AC
OJ
K
FA
KC
OK
C6/
01
08
XW
图 . 高效氯氰菊酯对斜生栅藻可溶性蛋白质含量的影响
,*!
!#!$%$&$%’ () %*( +,# -.+-/ 01#2!34! (5.$644! -#2
78.(,..- 9’,#($2(!-/ %( :; 9!%$1$2!<=>? @1(%(A$1(. @#&B
$,(# 0-)? C;D CEFG:?
IE;?
<:K> 阎海 /叶常明，雷志芳?斜生栅藻与单甲脒的相互作用<=>?
:HHG/:ELIMDJHFIK?
<::> N(*,’/O?P?/:HC:? Q,($# 3-!4,3#% *$%8 R(.$# 98#(.
,-+#%<=>?S$(. 783?:HJD;GEF;EK
<:;> 潘瑞炽，董愚得?植物生理学
版社，:HHC /GE一 ::E?
<:J> U()),(’/ N?/ O*V/ O?/ W,#%/ U?/ Q(9(&$1/ X?/ ;KKJ?
O$)),#% 98’!$(.(+$1-. 9-,-3%,! 4!2 $# &-.4-%$(# ()
(A’).4(,)# ))1% (# 0? (5.$644!D &-.$2$%’ () 9-,-3%,!
-! 5$(3-,Y,! <=>? Z,18 @#&$,(# 7(#%-3 [(A$1(.? IC LIMD
IJHFICI?
<:I> X(#%-#$/ =?R?/ Z45,%/ 7?/ :HHI? @))1% () (A’F), ,-2$B
1-.! 49(# %8 98’%’. 18-$# 24,$#+ 78. - 98(%(2+,-2-%$(#
<=>? Q8(%(183 Q8(%(5$(. Z 783? EH LJMD :GEF:E;?
<:C> X(#%-#$/ =?R?/ ;KK:? W$!$5. .$+8%F29#2#% 2+,-2-%$(#
() .$9$2$1 98’%(9.-#Y%(#$1 1(39(##%! 24,$#+ !#!1#1D
- ,&$*<=>? Q8’%(183$!%,’?C\ L;MD :\EF;K;?
!#$% &’ () *&+,-,% &. /)012%3)45)(4,’ & !-)’)$)65#6 &78,9##6
N]^ [-( / _]‘aU N$b/ 0P@aU _$4F3$/ cZaU d4-#
L 7(..+ () N$) 01$#1/ P4-V8(#+ a(,3-. ^#$&,!$%’/ c48-# IJKKEH/ 78$#-M
:7640-; ]# %8$! 9-9, /%8 %(A$1$%’ ))1%! () S%-F1’9,3%8$# (# !1#2!34! (5.$644! *-! !%42$2? X!4.%!
!8(*2 %8-% %8 +,(*%8 () -.+- 21,-!2 *$%8 %8 $#1,-! () S%-F1’9,3%8,$# 3-!! 1(#1#%,-%$(# -#2 %8 ;I8/
I\8 /E;8 -#2 HG8F@7CK () S%-F1’9,3%8,$# (# !1#2!34! (5.$644! *-! ::?E:3+ e N/ G?:H3+ e N/ I?KJ3+ e N/
;?\E3+ e N ,!91%$&.’? [8 +,(*%8 *-! -.3(!% 1(39.%.’ $#8$5$%2 *8# S%-F1’9,3%8,$# 3-!! 1(#1#%,-%$(# *-!
8$+8, %8-# :K3+ e .? T-#*8$./ %8 1(#%#%! () %8 9$+3#%!/ !(.45. 9,(%$# *, A-3$#2/ %8 %(%-. 1(#%#% ()
9$+3#% /!(.45. 9,(%$# -#2 %8 ,-%$( 5%*# 18.(,(98’.. - -#2 5 21.$#2 -! S%- F1’9,3%8,$# 1(#1#%,-%$(#
$#1,-!2? O-%- $#2$1-%2 %8-% 78F- *-! %8 3(!% -))1%2 9$+3#%?
<)% =&4$6 ; S%-F1’9,3%8,$#f 01#2!34! (5.$644!f 9$+3#% f !(.45. 9,(%$#
责任编辑 王 慧
:CJ