全 文 ：收稿日期：2009 - 02 - 25 录用日期：2009 - 04 - 05
基金项目：山东省社会科学规划项目 （No. 03CJZ03）；山东省博士基金项目 （No . 03DS125）；山东省高等学校实验技术研究项
目 （No. 2005-188）
作者简介：宋志慧 （1972—），副教授；* 通讯作者 （Corresponding author），E-mail : songhuey@sina.com
三苯基锡对青萍生长及酶活性的影响
宋志慧 *，刘歌
青岛科技大学环境与安全工程学院，青岛 266042
摘要：以青萍（Lemna mino） 为实验生物，通过研究不同浓度（0、0.04、0.08、0.12、0.16、0.20mg·L -1） 的三苯基锡
（TPT）对青萍生长发育及过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性的影响，初步探讨了 TPT 对水生浮萍植物的毒
性作用，以期为及时发现并排除 TPT 污染提供理论和直观依据 . 实验结果表明：培养 4d 后，TPT 对青萍叶片生长量
的半数抑制浓度（IC50）为 0.10mg·L -1；CAT、POD 活性随 TPT 处理浓度的升高显著升高（各暴露组与对照组均差异显
著，p<0.05）. 结果显示，TPT 对青萍具有明显的毒性作用，CAT 和 POD 活性的变化可作为反映 TPT 污染胁迫的敏感
指标 .
关键词：三苯基锡；青萍；过氧化氢酶；过氧化物酶； IC50
文章编号：1673 - 5897（2010）1 - 118 - 05 中图分类号：X171.5 文献标识码：A
Toxic Effects of Triphenyltin on the Growth and the Related
Enzymic Activities of Lemna minor
SONG Zhi-hui*，LIU Ge
College of Environment and Safety Engineering , Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042
Received 25 February 2009 accepted 5 April 2009
Abstract：Toxic effects of triphenyltin （TPT）（0, 0.04, 0.08, 0.12, 0.16, 0.20mg·L -1）on the growth and the related
enzymic（catalase（CAT）, peroxide（POD））activities of Lemna minor was researched in this study. Results showed that the
96h IC50 of TPT for the number of Lemna minor’s leaf was 0.10mg·L -1. The CAT and POD activities increased
significantly with the increasing of TPT concentrations（compared with the control, p<0.05）. The results indicated that TPT
has toxic effect on Lemna minor and the activity of CAT and POD can be used as the sensitive indicator of TPT in
aquatic environment.
Keywords： triphenyltin （TPT）；Lemna minor；catalase （CAT）；peroxide （POD）；IC50
2010 年 第 5 卷
第 1 期，118-122
生 态 毒 理 学 报
Asian Journal of Ecotoxicology
Vol. 5, 2010
No. 1, 118-122
宋志慧等：三苯基锡对青萍生长及酶活性的影响第 1 期
1 引言（Introduction）
有机锡化合物作为人为引入环境的毒性最大
的化合物之一（Lu et al . , 2004），已经引起了人们
的普遍重视 . 目前有机锡化合物已广泛存在于环
境各介质中，许多国家均将其列为优先控制的有
毒污染物（李红莉等，2003）. 有机锡化合物不仅对
水生生物具有严重影响，而且对陆生生物甚至人
类都会产生危害 . 对水生生物影响最大的有机锡
化合物主要是毒性较大的三丁基锡（TBT）和三苯
基锡（TPT），它们会从船体防污油漆中直接释放到
水中，使码头、湖泊、沿岸海域的水、沉积物和生物
受到污染，同时研究表明，离岸较远的水域也会受
到有机锡的污染（高峻敏和郑泽根，2003）. 调查表
明，一些地区对 TPT 杀菌剂的使用量越来越大，喷
洒的 TPT 农药会随着雨水、径流等直接进入江河
湖泊中，使地表水受到污染 （Kannan and Lee ,
1996）.
浮萍科植物广泛存在于各种水体中，通常能够
灵敏地反映水体污染状况，研究 TPT 对水生浮萍
科植物生理指标的影响具有重要意义 . 青萍
（Lemna minor）属浮萍科，具有分布广、繁殖快、易
于打捞等优点，是水生毒理学研究中常用的实验
材料，目前已被广泛应用于废水处理和水生植物
污染生态学等研究中（K觟rner et al . , 2003; Cheng
et al . , 1998; 宋志慧和黄国兰，2005）. 然而有关
TPT 对青萍的影响尚未见报道 .
国内外许多学者已对 TPT 对海洋生物的毒性
效应进行了很多研究（徐明德和杜春梅，2001; 王
永芳，2003; Botton et al . , 1998），但对淡水生物的
研究相对较少 . 本实验以青萍作为实验生物，通过
不同浓度的 TPT 对青萍生长发育及抗氧化酶活性
的影响，初步探讨了 TPT 对水生植物的毒性作用，
以期为及时发现并排除 TPT 的污染提供理论和直
观依据 .
2 材料与方法（Materials and methods）
2.1 实验材料
青萍（Lemna minor），采自福州某无污染荷花
池，在此荷花池中检测未发现 TPT 的存在 . 挑选个
体健壮、叶片完好的植株在光照培养箱中，（26±
2）℃、14/10 光暗比，（4000±100）Lux 条件下用 1/2
Hoagland 培养液（Song and Huang , 2005）培养 . 当
青萍数量达到实验所需时，筛选出健康的植株，选
择叶片数相同、生长状态一致的青萍进行毒性作
用实验 .
2.2 实验设计
实验以 1/2 Hoagland 培养液为稀释液，分别加
入一定量的 TPT，使 TPT 的浓度为 0、0.04、0.08、
0.12、0.16、0.20mg·L -1（以 Sn 计），以培养液为对
照，在 250mL 烧杯中分别加入上述实验液 100mL，
每个浓度设 3 个重复，每个烧杯放 40 个叶片，实
验进行 4d，每 2 天换 1 次处理液 , 同时记录烧杯中
的青萍叶片数 .
2.3 实验方法
2.3.1 TPT 对青萍的 4d-IC50实验
根据实验所设浓度每 2d 纪录青萍叶片数 . 其
4d 的 IC50的计算公式如下（Song and Chen , 1998）：
速率 Vt：
Vt ＝ ln（Nt/N0）t （1）
抑制百分率 In：
In=（V0-Vn）V0
×100% （2）
式中：t 为时间（d）；Nt 为时间 t 时青萍叶片数；N0
为初始时青萍叶片数；Vt 为时间 t 时的生长速率；
In 为染毒组的抑制百分率；Vn 为染毒组处理 n 的
生长速率；V0为对照组的生长速率 . 将 In与实验液
化合物浓度的对数进行线性回归，求出半数抑制
浓度（IC50）. 进行回归分析，其中，相关系数 r 为正
值，为正相关；r 为负值，为负相关；显著性水平 p<
0.05 为显著相关，p<0.01 为极显著相关 .
记录青萍的植物体数时，为避免主观判断，判
断标准为在 10 位放大镜下观察青萍，只要新的植
物体伸出母体的边缘，就将其计算在内 . 对于老化
而死亡、失去色素变白变黄的个体不记录 . 青萍植
物体数的增加表示青萍的生长，各处理组与对照
组的差异表示 TPT 对青萍的毒性效应（徐楠等，
2002）.
2.3.2 TPT 对青萍酶活性的影响
酶是活细胞内产生的具有高度专一性和催化
效率的蛋白质，广泛存在于各种细胞中，催化细胞
生长、代谢等生命过程中几乎所有的化学反应 . 过
氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）是生物体中
119
生 态 毒 理 学 报 第 5 卷
广泛存在的酶，国内外大量研究表明，当植物处于
逆境条件下，体内大量积累的活性氧可诱导膜脂
过氧化，使细胞膜最先受到伤害 . 而 POD 和 CAT
是植物体内重要的保护酶系统，二者相互协调，可
有效地清除代谢过程中产生的活性氧对脂膜的过
氧化及其他伤害过程（宋美芳和李杰，2005）. 本研
究选择这两种酶作为指示 TPT 对青萍生理生化指
标的影响 .
实验悬浮液的制备（荆家海和丁钟荣，1981）：
用电子分析天平称量青萍，加入 2mL pH 6.4 的
0.2mol·L-1磷酸缓冲液，研磨后将研钵中的内含物
用蒸馏水定容至 50mL，保存在 4℃下备用 . 为测定
POD 的活性，取 25mL 悬浮液用 10%硝酸钙溶液定
容至 50mL，在定期摇动下停放 30~40min 后使用 .
CAT 的测定：取 10mL 青萍的酶悬浮液，加温
到 20℃后，加入 5mL 0.1mol·L-1过氧化氢，经过
5min 后，加入 5mL 硫酸（1:9） 终止反应后加入
1mL 20%的碘酸钾，滴入 3 滴 10%钼酸铵作为催
化剂，在 1mL 0.5%淀粉存在下，用 0.02mol·L -1 的
硫代硫酸钠滴定，从而计算出酶的活性 . 过氧化氢
酶的活性按参考文献（荆家海和丁钟荣，1981）进
行计算 .
POD 的测定：取 1mL 左右的青萍的酶悬浮液
置入干燥比色管中，加入 7mL 蒸馏水，1mL 0.3%
愈创木酚，摇匀，浸入 20℃水中，当对照试管的温
度达到水浴温度时，加入 0.5mol·L -1 的过氧化氢
溶液 1mL . 此后将溶液立即摇匀，并仍放入水浴
中 . 加入过氧化氢后 15min，用波长 440nm 比色皿
厚度 10mm 的分光光度计，准确测定光密度 . 过氧
化物酶的活性按参考文献（荆家海和丁钟荣，
1981）进行计算 .
2.4 统计方法
数据以均值±标准偏差表示 . 采用 SPSS 16.0
进行方差分析 .
3 结果（Results）
3.1 TPT 对青萍植株体生长的影响
TPT 对青萍株体的毒性作用如表 1 所示 . 同一
时间下，随 TPT 浓度的升高，青萍叶片数呈逐渐降
低趋势，抑制百分率呈逐渐升高趋势，表明 TPT 对
青萍生长具有明显毒性作用 .
通过将 TPT 浓度的对数（lnC）为横坐标，抑制
百分率为纵坐标做标准曲线，用图解法得到 TPT
对青萍 4d 的 IC50值为 0.10mg·L-1.
从实验结果可看出，在 4d 的处理时间内，随着
处理浓度的增加，TPT 对青萍生长的抑制作用逐渐
增强，相比于对照组，各暴露组中青萍的生长速率
明显下降 . 在实验过程中观察到，当 TPT 浓度高于
0.12mg·L -1 时，青萍周围出现白色沉积物，培养液
变为白色浑浊物，青萍出现叶片轻微变黄，脱根和
植株分离现象，浓度增大时，开始出现枯死叶片，
到 0.20mg·L-1时，叶片数开始停滞，新生叶片长不
大 . 这主要是因为 TPT 主要通过根和叶吸收，并传
导进入青萍体内，影响细胞分裂，从而造成青萍的
生长停止 .
实验结果说明，TPT 对青萍生长具有明显的毒
性作用，由于青萍等浮萍植物处于水生食物链的
低端，因此 TPT 可能会通过生物浓缩现象经食物
链的逐级放大传递给更高营养级的生物，甚至可
能影响到人类的健康 .
3.2 TPT 对青萍抗氧化酶活性的影响
TPT 对青萍 CAT 活性的影响如图 1 所示 . 从
图 1 可以看出，相同培养液条件下，随着 TPT 处理
浓度的增加，CAT 活性显著升高，各暴露组与对照
组均差异显著（p<0.05）.
TPT 对青萍 POD 活性的影响如图 2 所示 . 与
CAT 类似，相同培养液条件下，随着 TPT 处理浓度
的增加，POD 活性显著升高，各暴露组与对照组均
差异显著（p<0.05）.
CAT 和 POD 作为生物体内的抗氧化系统酶，
具有非常重要的生理功能，其中最为主要的就是
参与活性氧代谢过程 . 在活性氧代谢过程中，CAT
表 1 TPT对青萍的毒性作用（叶片数）
Table 1 Toxic effects of TPT on Lemna minor
（the number of leaf）
TPT浓度
Concentration of TPT/
（mg·L-1）
青萍的平均生长量（叶片数）
（Average number of leaf）
抑制百分率
Growth
inhibition/%0d 2d 4d
0 40 60 82
0.04 40 59 71 20.07
0.08 40 49 62 38.95
0.12 40 48 57 50.66
0.16 40 47 53 60.80
0.20 40 45 42 93.20
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宋志慧等：三苯基锡对青萍生长及酶活性的影响第 1 期
和 POD 可以使 H2O2 等过氧化物发生歧化生成水
和氧分子（Van Breusegem et al . , 2001），使其维持
在低水平上，保护膜透性，减少植物受到的损伤
（Gelain et al . , 2008）. 在环境胁迫等逆境情况下，
生物体内广泛存在活性氧爆发现象，导致自由基
增多，使细胞膜产生过氧化，导致细胞膜的破坏和
损伤，而 CAT 和 POD 是体内清除自由基的酶促防
御系统之一（Jin et al . , 2008）. CAT 和 POD 活性
随 TPT 处理浓度显著增加是因为 CAT 和 POD 在
TPT 胁迫的逆境情况下机体为避免过氧化产生了
大量 CAT 和 POD，组成了酶促防御系统，保护了
膜透性，从而减少了植物受到的损伤（马文丽等，
2004）.
实验结果可以看出，0.04mg·L -1 TPT 污染即
可导致青萍 CAT 和 POD 发生显著变化，因此青萍
CAT 和 POD 活性可作为反映水体 TPT 污染的敏
感胁迫指标 .
致谢：本论文得益于社会科学规划项目（03CJZ03）、山东
省博士基金项目（03DS125）、山东省高等学校实验技术
研究项目（2005-188），特此表示感谢 .
通讯作者简介：宋志慧（1972—），男，博士，副教授 .
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