全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 24(3)：281—285 2004年 5月
两种温度 条件下苯酚对铜绿微囊藻
大型变种生长的影响
王习达，吴国荣 ，陆长梅，陈景耀，沙 莎，王建安
(南京师范大学生命科学学院，江苏南京 210097)
摘 要：模拟春秋季水温(22℃)和夏季水温(30℃)环境，用不同浓度的苯酚处理铜绿微囊藻大型变种。结
果显示：正常水体中该藻在 3o℃比22℃生长快。浓度 c≤200 tg／mL的苯酚对它的生长有促进作用，而浓
度c≥400 tg／mL的苯酚则抑制其生长，高浓度苯酚胁迫下的藻细胞光合速率，可溶性蛋白含量下降；细胞膜
透性增大；超氧阴离子(OD和丙二醛(MDA)相对含量升高；超氧化物歧化酶(SOD)活性降低，藻体自发荧光
较对照减弱。表明该藻的生长更适合于夏季高温条件，且较高浓度苯酚对其有较强抑制作用。
关键词：温度；苯酚；铜绿微囊藻大型变种；生长
中图分类号：Q945 文献标识码：A 文章编号：1OOO一3142(2004)O3一o281—05
Effect of phenol on the growth of M icrocystic
aeruginosa var．maj or under different
temperature conditions
WANG Xi—da，WU Guo—rong LU Chang—mei，
CHEN Jing—yao，SHA Sha，WANG Jian-an
(The College of Li Science，Nanjing Normal University，Nanjing 210097，China)
Abstract：Microcystic aeruginosa var．major was retreated with different concentrations of phenol under the
imitated normal temperature(22℃ )and summer temperature(30℃)．The result showed it grows faster under
3O℃ than that of 22℃．Phenol whose concentration lower than or equal to 200 pg／mL can accelerate its
growth while inhibit it when the concentration was higher than 400 pg／mL．After being retreated with Phe—
nol，the cell S photosynthetic o2 evolution rate and soluble protein content decreased，the membrane permea—
bility，the relative content of OT，MDA increased，the S0D activity decreased and the intensity of its sponta-
neous fluorescence under treatment was weaker．All these ilustrated Microcystic aeruginosa var．m or was
adapt tO summer temperature，and phenol of high concentration could inhibit its growth seriously．
Key words：temperature；phenol；Microcystic aeruginosa var．m or；growth
铜绿微囊藻大型变种(Microcystic aeruginosa
var．major)是一种剧毒的藻类，其细胞内的微囊藻
毒素(Microcystins)是一种肝毒性多肽，具有很强的
致癌毒性，危害水体中的食藻动物，败坏水质危害湖
区人民身体健康(Hee-Mock等，2000)。同时它又
是湖泊、水库及其他水域生态系统水体富营养化、发
收稿日期：2OO3—06—2O 修订日期：2003—09—24
基金项目：江苏省自然科学基金项目(2000SWX0000SJ3)
作者简介：王习达(1977一)，男，安徽宿松人，硕士，主要从事植物生理生化方面的研究。*为联系作者
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282 广 西 植 物 24卷
生水华的优势种群(Carmichael等，1992)。因此抑
制有毒微囊藻的繁衍，防止水华的爆发，已成为人们
关注的热点。大量生活和工业废水的排放，除 N、P
和重金属等污染物外，酚类等有机物在自然水体中
的含量也相应增加，形成水环境污染的另一类化学
因子。有关前者对铜绿微囊藻生长影响的研究已有
详细报道(Kumar等，1982；Prassd等，1990；Yuan-
kun等，1996)，但对于在不同温度条件下水体中的
酚对微囊藻生长状况的作用效应尚未见系统报道。
本文模拟太湖流域春秋季水温(22℃)和夏季水温
(30℃)环境，着重研究了不同浓度苯酚对铜绿微囊
藻大型变种生长状况及各项生理指标的影响，以期
为抑制此种藻类的繁衍 ，控制水华的爆发提供实验
依据。
1 材料与方法
1．1实验材料
铜绿微囊藻大型变种(Microcystic aeruginosa
var．major)由南京大学藻类研究所曾昭祺教授分离
鉴定。
1．2处理方法
将处于对数生长期的鲜藻液接种于经灭菌的
Detmer培养基 (陈德辉等，1999)中，以光密度值
(OD 560)代表藻的相对生物量，藻细胞的初始浓度
为 0．2O光密度。分装于 5组锥形瓶 中(体积均为
500 mL)，分别加入苯酚，使各组苯酚的终浓度( g／
mL)分别为 0、100、200、400、600(其中 0浓度 即为
对照组)。在光照培箱中以光强 1 500 Ix，光暗比12
h／12h培养。实验分两个温度处理组，一组培养温
度为 22℃，另一组为 3O℃。各实验组隔天定时取
样测定藻液的 OD 560 nm值。直至第 6 d，收集藻
体测定各项生理指标。
实验重复 3次，文中所列数据均为各次实验平
均值。
1．3测定方法
酶液制备：参照唐萍等 (2000)的超声破碎法。
苯酚浓度测定：采用 4一氨基安替比林显色法(李建
宏等，2001)。藻细胞生长量测定：参 照 Vonshak
(1986)的方法。光合速率的测定 ：按照李德跃等
(1980)的薄膜氧电极法。可溶性蛋白含量测定：按
照 Bradford(1991)考马斯亮蓝 G-250染色法。膜透
性测定：参照谢田等(1986)的紫外吸收法。以非电
解质外渗率表示。丙二醛(MDA)含量测定：参照
Heath(1968)的硫代巴比妥酸(TBA)比色法。超氧
阴离子(O 相对含量测定：参照王爱国等(1990)的
方法；超氧化物歧化酶(SOD)活性测定：按照 Stwert
和Bewley(1980)的方法。激光共聚焦(contoca1)自发
荧光强度检测：参照肖艳梅等(1999)的方法。
2 结果与分析
2．1对生长量的影响
在不加苯酚处理时，3O℃水温条件下藻的生长
明显较在 22℃水温条件下生长快。3O℃水温培养
至第六天较初始接种量增加了273．5 ，而 22℃组
仅增长 6O．5 (图 1)。表明水温升高可显著提高受
试藻的生长量。在两个温度处理组中，低浓度(C≤
100 tLg／mL)的苯酚对藻的生长表现出促进作用，
随着苯酚处理浓度的加大，藻生长受抑制的状况愈
趋明显。在 600~g／mL处理浓度下，22℃水温时，
第六天藻生物量为其初始值的 75 ，而 3O℃水温
下则急剧下降为 44．5 。实验结果显示，受试藻在
两个实验温度条件下生长速率较快时对苯酚浓度的
升高更为敏感。
2．2对光合速率及可溶性蛋白含量的影响
光合速率是藻体生长代谢重要的生理指标。不
加苯酚的对照组在 3O℃水温下光合速率较 22℃时
有较 大 的 增 长，此 时 光 合 速 率 是 22 ℃ 时 的
168．46 ，低浓度的苯酚对受试藻的光合速率具有
促进作用，22℃时，在 100 btg／mL浓度下，光合速
率有所增加，200／~g／mL时亦无明显变化，但水温
的升高，使藻光合速率对苯酚浓度的加大更为敏感，
水温至 3O℃时，100~g／mL苯酚下藻光合速率开
始显著下降，幅度达到 34 ，更高苯酚浓度实验组
的光合速率几乎呈直线下降。至 600／~g／mL时，光
合速率仅为对照组的 1O．9 9，6，而水温22℃时，600
／~g／mL浓度组光合速率只降至对照组的48．3 (图
2)实验结果表明：受试藻光合速率在实验条件下的
变化与它们在该条件下的生长状态是一致的。
细胞内可溶性蛋白含量往往与细胞的代谢强度
直接有关，此项指标测定的结果显示，在 22℃和 3O
℃水温条件下，藻细胞可溶性蛋白含量的变化及其
受苯酚浓度升高的影响与其光合速率的变化有着非
常相似的趋势。表明受试藻在不同的水温条件下，
对不同苯酚浓度的反应是有其内在生理机制的。
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3期 王习达等：两种温度条件下苯酚对铜绿微囊藻大型变种生长的影响 283
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培养时问 Time ofcultivition／d
图 1 苯酚对生长量的影响
Fig．1 Effect of phenol on the growth
A；22℃生长量；B；30℃生长量。
0 i00 200 400 600
苯酚浓度 Phenol concentrat ion(1a g／mL)
bo
缸
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培养时间Time ofcultivition／d
0 100 200 400 600
苯酚浓度Phenol concentrat ion( g／mL)
图 2 苯酚对光合速率和可溶性蛋白含量的影响
Fig．2 Effect of phenol on the photosynthetic 02 evolution relative rate and soluble protein content
2．3对膜透性及 MDA含量的影响
随着苯酚浓度的加大，藻细胞非电解质外渗率
逐渐升高。浓度C≥400~g／mL时膜透性发生明显
变化，22℃水温条件下，在 600~g／mL浓度苯酚处
理组，藻细胞非电解质外渗率急剧上升，达初始对照
的204．16 。30 mL水温时，400~g／mL浓度苯酚
处理组，膜透性是初始对照的195．24％，600~g／mL
浓度组有所降低，其原因可能是该浓度下处理 6 d
已经使藻细胞内非电解质严重外泄(图 3)。
MDA在细胞内的累积量通常被用来作为膜脂
过氧化的指标。实验结果显示，MDA含量总体变
化趋势与膜透性基本相对应，随着苯酚浓度的加大，
藻细胞内 MDA含量呈升高趋势。提示苯酚浓度增
大有促进藻细胞膜脂过氧化反应的效应，而处理温
度的升高加剧了这一过程(图3)。
2．4对 O-相对含量和 SOD活性的影响
O一是逆境胁迫的产物，超氧化歧化酶 SOD催
化 O-成为 o2和 HzOz的歧化反应，是机体内极为
重要的保护酶，在机体受到胁迫和损伤的状态下
SOD活性会相应变化。实验结果表明，O_相对含量
变化趋势与 MDA含量及膜透性变化趋势基本相对
应。较低浓度苯酚(C≤200~g／mL)对藻细胞 SOD
活性有不同程度的促进作用，这可能就是所谓的应
激性反应。苯酚浓度 C≥400#g／mL时藻细胞的
SoD活性都大幅度下降。3O℃时藻活性变化比22
℃时更显著(图 4)。
2．5对自发荧光强度的影响
在激光共聚焦显微镜扫描下，植物体细胞自发
荧光的强弱在一定程度上反映了细胞生命力的强
弱。图5为两种温度下处理 6 d时600#g／mL苯酚
处理组与各 自对照组的荧光强度经 Lasersharp软
件处理后的数据示意图。结果显示 3O℃水温时对
照组荧光强度最强，而相同温度条件下 600#g／mL
浓度组荧光强度最弱。
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图 3 苯酚对膜透性和MDA含量的影响
Fig．3 Effect of phenol on the membrane permeability and the relative content of MDA
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米酚浓度Phenol concent lat ion(u g／mL)
图 4 苯酚对 O_含量和 SOD活性的影响
Fig。4 Effect of phenol on the relative content of OT and the SOD activity
Count
25．0
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15．0
10．0
5．0
0．0
HIn = 48．00
o 口 1
0 50 1O0 I50 200 250
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Count Hin= 48．00
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Count
图 5 苯酚对自发荧光强度的影响
Plxel Intensltg
Fig．5 Effect of phenol on the intensity of spontaneous fluorescence
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3期 王习达等：两种温度条件下苯酚对铜绿微囊藻大型变种生长的影响 285
3 讨 论
在模拟夏季水温的条件下，铜绿微囊藻大型变
种生长量增加，光合速率和可溶性蛋白含量升高，藻
细胞自发荧光增强，表明它是喜温的藻种，水温升高
有利于促进微囊藻生长并形成水华。
实验选用不同浓度的苯酚模拟水体中酚类物质
的有机污染，结果显示低浓度(C<200~g／mL)苯酚
对受试藻种有促进生长的效应，C>200~g／mL时才
显现抑制效应，浓度越高这种抑制效应显现的愈快愈
明显。表明该藻种对苯酚有一定的耐受能力，这与
K1ekner等(1992)的报道是一致的，低浓度苯酚可以
作为受试藻代谢所需要的碳源，而高浓度苯酚促使藻
细胞蛋白质变性，膜透性增大，光合速率大幅度降低，
破坏活性氧代谢平衡等。激光共聚焦测定的受试藻
细胞自发荧光强弱的变化与受到苯酚胁迫损伤的程
度密切相关。这些都表明此时苯酚已成为水体中明
显的胁迫因子，抑制铜绿微囊藻大型变种的生长。
苯酚浓度 C≥400 btg／mL时能强烈抑制铜绿微
囊藻大型变种这一水华优势种群的生长，有效抑制
了水华形成的基础。对于受试藻而言苯酚既可做碳
源又是一种胁迫因子，其界限取决于苯酚的浓度和
藻细胞的生命活动的强度，而藻生命活动强度又与
水温密切相关，因此在夏季富营养化条件下选择合
适的苯酚处理浓度可以有效抑制铜绿微囊藻大型变
种的繁衍，防治水华危害。
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