全 文 ：第 7期
随着经济的高速发展，大量未处理的生活污水和
工业污水被排入江河湖海，水体的富营养化现象日益
严重。水体的富营养化往往导致藻类疯长，形成“水
华”、“赤潮”等现象。铜绿微囊藻是我国大部分淡水水
体中水华暴发时的常见优势种群，该藻类常产生微囊
藻毒素（microcystin，MC），由 MC 引起的野生生物、
家禽以及人类的中毒事件屡有发生[1-4]。有效控制水体
富营养化，防治水华已成为环境领域需要深入研究的
热点课题。利用植物化感作用（allelopathy）抑制藻类
生长被认为是一种新型的生物抑藻技术，具有高效、
生态安全性较好和低成本等特点[3，5]。许多水生植物和
陆生植物已被证实具有抑制藻类生长的作用[3，6-11]。然
而，现有的文献中多报道的是鲜活植物体在培植条件
下种植水对藻类的化感作用，对灭活植物组织和植物
组织提取液是否具有化感抑藻活性的报道较少。本试
验以水华发生常见的铜绿微囊藻为对象，在排除细
菌、原生动物和无脊椎动物作用的实验室条件下，研
究了大型挺水植物芦竹（Arundo donax）和大型水生浮
叶植物睡莲（Nymphaea tetragona）组织和提取液对铜
绿微囊藻生长的影响，以期为植物化感作用抑藻的应
《环境科学与技术》编辑部：（网址）http：//fjks.chinajournal.net.cn（电话）027-87643502（电子信箱）hjkxyjs@126.com
收稿日期：2010-06-03；修回 2010-09-15
基金项目：浙江省新苗人才计划项目（2007R40G2200014）；浙江省重大科技专项资助（2008C12009）
作者简介：陈建中（1967-），男，副教授，博士，主要从事环境生物学研究，（手机）13665729673（电子信箱）jzchen@hutc.zj.cn。
Environmental Science & Technology
第 34卷 第 7期
2011年 7月
Vol. 34 No.7
Jul. 2011
陈建中，李利芳，张海洋,等.芦竹和睡莲对铜绿微囊藻的生长抑制效应[J].环境科学与技术, 2011, 34(7)：35- 37. Chen Jian- zhong，Li Li- fang，Zhang
Hai- yang，et al. Inhibitoryeffect ofArundo donax andNymphaea tetragonaonMicrocystis aeruginosa[J]. Environmental Science&Technology, 2011, 34(7)：35- 37.
芦竹和睡莲对铜绿微囊藻的生长抑制效应
陈建中 1，2， 李利芳 1， 张海洋 1， 刘志礼 2
（1.湖州师范学院生命科学学院，浙江 湖州 313000； 2.南京大学生命科学学院，江苏 南京 210093）
摘 要：在实验室条件下，以南太湖水华蓝藻铜绿微囊藻为材料，研究了挺水植物芦竹和水生浮叶植物睡莲的组织和提取液对铜绿微囊
藻生长的抑制效应。结果表明，芦竹叶、芦竹杆、等质量的芦竹叶和杆以及睡莲叶、睡莲茎、等质量的睡莲叶和茎及其提取液对铜绿微囊藻均
有不同程度的抑制作用。0.5%芦竹组织提取液的抑藻效果优于 0.01%、0.05%和 0.1%的芦竹组织提取液，芦竹叶、芦竹杆以及睡莲叶和茎组织
对铜绿微囊藻生长的抑制作用大于其同浓度的提取液。研究同时发现，睡莲比芦竹具有更高的抑藻效应，不同的芦竹和睡莲器官组织具有不
同的抑藻效果，芦竹杆的抑制效果优于芦竹叶，而睡莲叶优于睡莲茎。高温灭菌后的睡莲和芦竹组织仍具有明显的抑藻作用，说明芦竹和睡
莲分泌的抑藻化感物质具有较高的耐热性。
关键词：芦竹； 睡莲； 铜绿微囊藻； 抑制效应
中图分类号：X172 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-6504.2011.07.010 文章编号：1003-6504(2011)07-0035-03
Inhibitory Effect of Arundo donax and Nymphaea tetragona on
Microcystis aeruginosa
CHEN Jian-zhong1，2， LI Li-fang1， ZHANG Hai-yang1， LIU Zhi-li2
（1.School of Life Science，Huzhou Teachers’College，Huzhou 313000，China；
2. School of Life Science，Nanjing University，Nanjing 210093，China）
Abstract：Lab-scale experiment was conducted to study the inhibitory effects of tissues and tissue extracts of Arundo donax
and Nymphaea tetragona on Microcystis aeruginosa from south Lake Taihu. Inhibitory effects on growth of the algae were
showed in different ways. According to the experimental results，leaves and haulm of A. donax as well as leaves and stems of
N. tetragona exerted stronger inhibitory effects than their extracts at the similar concentrations. In addition，A. donax showed
better inhibitory capacity than A. donax，and different tissues of A.donax and N.tetragona exerted different inhibitive effects
on Microcystis aeruginosa. Inhibitive effect of haulm of A. donax was stronger than that of the leaves，while leaves of N.
tetragona exerted stronger inhibition than the stems. The fact that autoclaved tissues and extracts of A. donax and N.tetragona
showed remarkable algae inhibiting effects indicated that the allelochemicals excreted by both plants were thermally stable.
Key words：Arundo donax；Nymphaea tetragona；inhibitory effect；Microcystis aeruginosa
第 34卷
用和蓝藻水华的生态控制提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
铜绿微囊藻分离自水华暴发期间的浙江省湖州
市太湖南岸表层水体，经室内扩大培养后用于试验。
芦竹和睡莲于 2009年 6月上旬采自湖州师范学院的
池塘中，采集后用毛刷清洗干净，备用。
1.2 试验方法
1.2.1 植物提取液的制备
按照 Chen等[3]所描述的方法进行制备。将 50 g
第 3、4 节新鲜芦竹杆和叶切割成小于 5 mm×5 mm
的小块，分别混匀后随机取 10 g放在 100 mL蒸馏水
中煮沸 2 h，冷却后用玻璃纤维滤纸过滤，最后将滤液
定容至 100 mL（即浓度为 10%的提取液）。睡莲叶和
茎提取液的制备同芦竹组织提取液的制备。
1.2.2 芦竹和睡莲组织提取液的抑藻活性试验
在装有 BG-11培养基的培养瓶中，分别添加植
物组织提取液（最终体积为 150 mL）后，对培养基进
行高温高压灭菌，待培养基冷却后每瓶接种入 3 mL
处于对数生长期的铜绿微囊藻。植物组织提取液的处
理浓度分别为 0.01%、0.05%、0.1%、0.5%，以蒸馏水作
为对照，每处理设四个重复。接种后置专用培养架上
培养，培养温度为 25 ℃，光照强度为 2 000 lx，光暗
周期比为 12 h： 12 h。
1.2.3 芦竹和睡莲组织的抑藻活性试验
在培养瓶中装入 150 mL BG-11培养基，直接添
加 0.15 g小于 5 mm×5 mm的新鲜芦竹杆、叶、等质
量的杆和叶以及新鲜睡莲的叶、茎、等质量的叶和茎，
共 6个处理，每处理设四个重复。然后进行高温高压
灭菌，冷却后向培养基中加入 3 mL处于对数生长期
的铜绿微囊藻进行培养。培养条件同上。
1.2.4 铜绿微囊藻生长量的测定
培养过程中，每天振荡培养瓶 1次。接种后分别
于第 0、2、4、6、……18、20 d，在 665 nm波长下测定藻
光密度（OD665 nm），以光密度值的变化表示铜绿微囊藻
细胞的生长情况。
1.3 数据处理
应用 Excel 2000软件进行数据处理和作图，应用
SPSS 10.0 软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 芦竹叶对铜绿微囊藻生长的影响
图 1表明芦竹叶提取液和 0.1%芦竹叶组织对铜
绿微囊藻均具有一定的抑制作用。0.1%芦竹叶处理 8
天后，铜绿微囊藻的生长量基本上处于最低水平，其
次为 0.5%的芦竹叶提取液处理，0.01%、0.05%和 0.1%
的芦竹叶提取液处理之间的铜绿微囊藻的生长量差
异不大。20 d时，0.1%芦竹叶以及 0.01%、0.05%、0.1%
和 0.5%的芦竹叶提取液处理的铜绿微囊藻生长量分
别为对照的 77.3%、82.2%、84.6%、84.6%和 76.6%（图
1），研究结果表明芦竹叶具有明显的抑藻作用，0.1%
芦竹叶提取液的抑藻效果明显低于同浓度的芦竹叶
组织处理，究其原因可能是由于提取液制备过程中损
失了部分抑藻化学物质。
2.2 芦竹杆对铜绿微囊藻生长的影响
图 2为添加芦竹杆提取液和芦竹杆组织后的铜
绿微囊藻生长曲线。由图 2可以看出，与芦竹叶组织
的作用相似，芦竹杆提取液和 0.1%芦竹杆组织对铜绿
微囊藻的生长同样具有一定的抑制作用。接种 6天
后，0.1%芦竹杆处理的铜绿微囊藻的生长量与其它处
理相比基本上处于最低水平，0.5%的芦竹杆提取液的
抑藻效果基本上优于 0.01%、0.05%和 0.1%的芦竹杆
提取液的抑藻效果。处理 20天后，0.1%芦竹杆以及
0.01%、0.05%、0.1%和 0.5%的芦竹杆提取液处理的铜
绿微囊藻的生长量分别为对照的 70.9%、78.5%、
73.9%、77.3%和 74.6%（图 2），结果分析表明芦竹杆的
抑藻效果略优于芦竹叶。
2.3 芦竹叶和杆的协同作用对铜绿微囊藻生长的影响
图 3为芦竹叶和杆协同作用下铜绿微囊藻的生
长曲线。从中可以看出，等质量的芦竹叶和杆以及叶
36
第 7期
和杆提取液均具有较好的抑藻效果。4天后，0.5%提取
液处理的铜绿微囊藻的生长量基本上低于其它处理，
0.1%芦竹叶和杆组织的抑藻效果与 0.01%、0.05%和
0.1%的芦竹叶和杆提取液的抑藻效果相近（图 3），这
与芦竹叶和杆单独作用下的抑藻效应不同，单独作用
下，0.1%芦竹叶组织和 0.1%芦竹杆组织的抑藻效果最
为理想（图 1，图 2）。0.1%芦竹叶和杆组织以及 0.01%、
0.05%、0.1%和 0.5%的芦竹叶和杆组织提取液处理后
第 20天，铜绿微囊藻的生长量分别为对照的 83.2%、
86.0%、81.1%、82.0%和 73.2%（图 3）。
2.4 睡莲组织和提取液对铜绿微囊藻生长的影响
由图 4可以看出，0.1%睡莲叶组织具有很强的抑
藻效应，10 d 时铜绿微囊藻的生长量仅为对照的
56.3%，20 d时仅为对照的 49.3%，其抑制效果均达极
显著水平（P<0.01）（表 1）；0.1%的睡莲茎组织也具有
较强的抑藻效应，睡莲叶和茎协同作用下的铜绿微囊
藻生长量基本上位于睡莲叶组织和睡莲茎组织处理
之间（图 4），10 d和 20 d时的抑藻效果分别达极显著
水平（P<0.01）（表 1）。然而，同样浓度的睡莲叶和茎提
取液的抑藻作用较小（图 4），10 d时未达显著水平，
20 d时也未达极显著水平（表 1）。与睡莲组织的抑藻
作用相比，0.1%芦竹叶和杆组织的抑藻效果仅优于
0.1%睡莲叶和茎组织的提取液处理（图 4），虽然该处
理在 10 d和 20 d时的铜绿微囊藻生长量均极显著低
于对照（P<0.01），但其抑藻效果极显著低于 0.1%睡莲
叶组织处理以及 0.1%睡莲叶和茎的协同作用处理
（P<0.01）（表 1）。结果分析表明睡莲对铜绿微囊藻生
长的抑制作用明显大于芦竹。
3 讨论
Everall等[11]研究表明腐败的秸秆可以抑制蓝藻
的生长，但腐败的秸秆也可以为原生动物和无脊椎动
物提供栖所，增强其对藻类的牧食作用；而且，植物秸
秆上富集的细菌可以对藻类产生直接的抑制作用[12]。
冯菁等[9]同样发现带生物相的稻草浸泡液的抑藻效果
优于无生物相的稻草浸泡液，并在带生物相的稻草
浸泡液中发现了能够吞噬藻细胞的原生动物轮虫和
钟虫以及有溶藻效应的微生物。因此，在原位分析的
化感抑藻研究中，难以排除细菌、原生动物和无脊椎
动物在抑藻过程中发挥的作用。本文采用高压灭菌的
芦竹、睡莲植物组织和提取液进行化感作用抑藻研
究，有利于探讨水生植物本身对蓝藻的化感抑制作
用，本研究中芦竹和睡莲的抑藻作用主要是由于芦竹
和睡莲组织释放出抑藻化学物质，抑制了铜绿微囊藻
的生长。
李磊等 [6]利用高温灭菌后的睡莲和荷花种植水
培养铜绿微囊藻 7天后发现，处理组的藻细胞生长
速度快于对照组，而滤膜过滤后的种植水处理组的
藻细胞生长速度低于对照组，并因此认为睡莲和荷
花分泌物中含有热不稳定性的物质。然而，本研究发
现高温灭菌后的睡莲和芦竹组织对铜绿微囊藻具有
明显的抑制作用，培养 10天后，0.1%灭菌睡莲叶、茎
组织处理组的铜绿微囊藻生长量分别为对照组的
56.3%和 66.0%，20 d 时为对照组的 49.3%和 65.1%
（表 1）；20 d时 0.1%灭菌芦竹叶、杆处理组的藻生长
量为对照组的 77.3%和 70.9%（图 1，图 2），因此，本
研究认为睡莲和芦竹的抑藻化感物质具有较好的耐
热性。
（下转第 82页）
陈建中，等 芦竹和睡莲对铜绿微囊藻的生长抑制效应
表 1 0.1%睡莲、芦竹组织和睡莲提取液对铜绿微囊藻的抑制效应
Table 1 Inhibitory effect of the tissue and extract of N. tetragona and
A. donax on M. aeruginosa
注：*小写字母和大写字母分别代表 α=0.05和 α=0.01水平下的差异显
著性分析，不同处理之间凡是标有相同字母的，表示差异不显著，反之，
表示差异显著。
处理 OD665 nm（10 d） OD665 nm（20 d）
对照 0.247±0.020 a * A * 0.578±0.018 a A
睡莲叶 0.139±0.006 c C 0.285±0.028 d C
睡莲茎 0.163±0.024 bc BC 0.376±0.029 c BC
睡莲叶 &茎 0.144±0.011 c C 0.341±0.001 cd C
睡莲叶 &茎提取液 0.232±0.021 a AB 0.529±0.030 b AB
芦竹叶 &杆 0.189±0.016 b B 0.481±0.036 b B
37
第 34卷
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（上接第 37页）
国内外植物化感作用抑藻研究中，大多数利用植
物种植水 [6-8]和植物体提取物 [8-11]进行藻类的化感作
用研究，对植物体的不同器官组织是否具有不同的
化感抑藻活性的研究鲜见报道。本研究表明不同的
植物器官组织具有不同的抑藻效果，睡莲叶的抑藻
效果明显好于睡莲茎（图 4，表 1），芦竹杆对铜绿微
囊藻生长的抑制效应也稍强于芦竹叶。芦竹在江浙
地区的水体岸边具有较为广泛的分布，睡莲则更为
一种非常重要的水生观赏植物。在富营养化水体中
种植挺水植物芦竹和浮叶植物睡莲不仅可以吸收利
用富营养化水体中的氮和磷，芦竹和睡莲植株中释放
的抑藻化感物质还可以直接抑制蓝藻的生长。因此，
本研究可为探索切实可行的富营养化水体的生态治
理方法提供科学依据。
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