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三苯基锡对紫萍生长及酶活性的毒性作用



全 文 :北京农业 2012 年 3 月下旬刊1
生物技术
在人为的引入环境当中,有机锡化合物具备非常强的毒
性,也逐渐的出现在人们视线当中,引起了人们的关注。在大
多数国家的有毒污染物的列表当中,有机锡已经成为了优先需
要控制的污染之一[1]。通过不断的研究得出,无论是人们的饮
用水、城市排放的污水,甚至是大海的海水,有机锡都会对其
进行污染。从目前情况来看,有机锡对于水环境的污染主要集
中在了TPT与TBT这两种毒性较大的污染物之上,在船体防污油
漆中,会将其直接排放的水当中去,从而使得湖泊、码头以及
生物都会受到不同程度的污染。随着越来越使用广泛的有机锡
化合物,其污染也逐步的扩展到了环境系统当中的各种介质当
中。部分有机锡不仅仅是严重的污染了水生生物,甚至是对于
人类都会造成一定程度的危害。
考虑到在农作物的花生、马铃薯、水稻当中,TPT化合物
被当做了杀菌剂而广泛使用,所以,就有较高浓度的苯基锡污
染物在农田的土壤当中出现。但是,目前对于TPT的研究还相
对不足。通过笔者不断的研究表明,部分地区在使用TPT杀菌
剂的时候,用量已经超出了标准。本文就不同浓度三苯基锡处
理对紫萍生长发育及其其他生理指标的影响进行了较系统的研
究,旨在探讨三苯基锡胁迫下植物生理指标的相关性[2]。
1 材料与方法
1.1 实验材料 本次实验的材料是福州某一个地区没有受
到三苯基锡污染存在的荷花池。在其中挑选去紫萍、浮萍当
中较为健壮的个体,将叶片完好无损的放置在光照培养箱当
中,温度在26±2℃,光暗比在14/10,4000±100Lux条件下用
1/2Hoagland培养液培养。当实验当中所需要的紫萍达到了要求
规范的时候,再一次从其中选择成长健康的植株,并且具备相
同的成长状态以及叶片,然后再对其进行毒性测试的试验。
1.2 实验设计 实验所使用的稀释液为1/2Hoagland培养液,然
后再将浓度分别是(0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mg/L)
的三苯基锡加入到其中,并且与培养液进行对照,在250 mL的
烧杯当中假如上述的100 mL的试验也,并且在每一个烧杯当中
放入40片叶片,每个浓度设置3次重复试验,试验期限为4 d,
处理液需要每隔2 d换1次,途中也需要对于紫萍的叶片数进行
记录。
1.3 实验方法 1)紫萍生长:每2 d纪录紫萍叶片数;2)多酚
氧化酶的测定[3]:pH6左右的新鲜植物材料的悬浮液,在抗坏血
酸和邻苯二酚存在时,于20℃下振荡2 min,以磷酸终止反应,
用碘酸钾进行滴定,从而计算出酶的活性。3)过氧化氢酶的测
定:取一定量的新鲜植物材料的悬浮液,加温到20℃后,加入
过氧化氢,经过5 min后,用碘量法测定未被分解的过氧化氢残
留量,从而计算出酶的活性。
4)数据处理:生长速率Vt计算:Vt =ln(Nt/N0)/t
抑制百分率计算:In=(V0-Vn)/V0×100%
t为时间(d),Nt为实验结束时紫萍叶片数,N0为实验开
始时紫萍叶片数,In为染毒组的抑制百分率,Vn为染毒组的生长
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)。
2 结果和讨论
2.1 三苯基锡对紫萍植株体生长的影响 为了避免主观的对
于紫萍植物体数进行判断,对于计算在内的限定则是,当新的
植物体已经伸出了母体的边缘为界限。如果紫萍出现了色素失
去,逐渐的变黄或者变白、出现了老化现象或者是已经死亡的
三苯基锡对紫萍生长及酶活性的毒性作用
杨 华1 刘 歌2 宋志慧2
(1 上海市水文总站, 上海 200063;2 青岛科技大学, 山东青岛 266061)
摘  要 研究不同浓度的三苯基锡对紫萍根叶生长、多酚氧化酶活性、过氧化氢酶活性的影响。结论表明:培养4 d后,三苯基锡处理对紫
萍叶片生长量的IC50为0.71 mg/L。但是在培养液具备同等条件之下,随着三苯基锡逐渐升高的处理浓度,CAT与PPO就会出现先升高后下降
的一种状态。
关键词 三苯基锡; 紫萍; 多酚氧化酶; 过氧化氢酶; IC50
中图分类号 X 173 文献标志码 B
Three  Phenyl  tin  on  Duckweed  Growth  and Enzyme  Activity  of  Toxic  Effects
Yang Hua  Liu Ge  Song Zhihui
Abstract Studies the different concentration of three phenyl tin leaf and root growth of duckweed, polyphenol oxidase activity, the activity of catalase.
Conclusion:4D after culture, three phenyl tin processing of Spirodela polyrhiza leaf growth amount of IC50 is 0.71 mg / L. But in the culture liquid
equivalent conditions, along with three phenyl tin gradually elevated concentration, CAT and PPO will be increased first and then decreased to a state.
Keywords three phenyl tin; Zi-ping; polyphenol oxidase; catalase; IC50
作者简介:杨华(1983-),从事环境监测工作。
收稿日期:2012-03-18
北京农业 2012 年 3 月下旬刊2
生物技术
情况下, 则不需要记录。紫萍的生长主要是通过体数的增加来实
现,而三苯基锡的毒性则是通过对照与处理表现出来[4]。
表1当中主要表示的是对于紫萍,TPT说具有的毒性的强
烈,从上表中的数据,我们不难看出对于紫萍的抑制作用来
说,随着三苯基锡浓度的逐渐提高,对于紫萍的抑制作用也会
越来越强。
2.2 三苯基锡处理对紫萍中多酚氧化酶活性的影响
在植物当中,PPO存在是潜伏的形式,并且紧密的与叶绿
体相结合。在成熟、逐渐的衰老亦或是胁迫的条件之下,潜
伏形式存在的PPO就会随着膜受到了伤害,进而逐渐的活化,
从而使得PPO活性得到了增加。图一主要是对于紫萍当中的多
酚氧化酶,TPT产生的活性影响示意图。从上图一当中的示意
图,我们不难看出,在使用的培养液相同的情况下,多酚氧化
酶的活性会随着其中逐渐升高的三苯基锡的浓度,而呈现先上
升后下降的趋势。
2.3 三苯基锡处理对紫萍中过氧化氢酶活性的影响
在生物体内,CAT是非常重要的物质之一,同样其生理功
能也具备非常重要的功能,而最为重要的是活性氧代谢的参
与。而在此过程当中,发挥了重要作用的是CAT能够使H2O2出
现歧化从而生成了氧分子与水。当受到了环境胁迫等方面的影
响,存在于生物体内的活性氧也会爆发出来,从而导致细胞膜
出现了损伤与破坏。对于生物体内的自由基的酶的清除时,过
氧化氢被作为了防御系统的组成部分。在生物体内,过氧化氢
酶能够将细胞内部过多的H2O2清除,从而成为了极为重要的的
保护酶。从而在低水平的维持状态之下,尽量的减少植物的损
伤,保护膜透性。
从上图2当中,我们可以看出,在培养液具备同样的条件之
下,随着三苯基锡浓度的逐渐升高,过氧氢化酶就会呈现出先
升高然后逐渐下降的一种趋势。
3 结论
1)不同浓度的三苯基锡胁迫对紫萍均有抑制效应,影响紫
萍的发育。2)PPO在植物中以潜伏形式存在,与叶绿体膜紧密
结合。潜伏形式的PPO通常在成熟、衰老或胁迫条件下,由于
膜受伤害而活化,并导致PPO活性增加。但当三苯基锡胁迫过
强时,绿豆幼苗中PPO活性降低。3)国内外大量研究表明,过
氧化氢酶是植物的一种保护酶,能将H2O2分解为H2O和O2,减
少由H2O2诱发的单线态氧和某些自由基的产生,保护膜免受损
伤。但当三苯基锡胁迫过强时,绿豆幼苗中CAT活性降低。
参考文献
[1] 李红莉,高虹. 有机锡化合物在中国环境行为的研究状况. 环境科学
动态,2003(3):15-17.
[2] Kannan K,Lee R F.Triphenyltin and its degradation products in foliage and
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Toxicol Chem,1996(15):1492-1499.
[3] 荆家海,丁钟荣. 植物生物化学分析方法. 北京:科学出版社,
1981.197-198.
[4] 徐楠,施国新. Hg、Cd及其复合污染对浮萍叶片的毒性研究. 南京师
大学报,2002(2):109~110.
天数
TPT浓度/(mg/L)
0.000.200.400.600.801.00
0 40 40 40 40 40 40
2 56a 44 48 50 40 40
4 53a 38 36 34 22 20
抑制百分率/% 0.0028.3032.0835.8558.4962.26
4天叶片数IC50(mg/L) 0.71
a. 三个重复中紫萍叶片数的平均值
表1 TPT对紫萍的毒性作用(叶片数)
图1 TPT对紫萍中多酚氧化酶活性的影响
图2 TPT对紫萍中过氧化氢酶活性的影响