全 文 ：中国农业科学 2006,39(9):1823-1827
Scientia Agricultura Sinica

收稿日期：2005-07-05；接受日期：2006-07-07
基金项目：华中农业大学创新基金资助课题（010024）资助
作者简介： 岳霞丽（1966-），女，湖北天门人，副教授，博士，研究方向为水体富营养化的生物化学防治。Tel: 027-87288247; E-mail: yxl@mail. hzau.edu.cn


苄嘧磺隆对蛋白核小球藻的生长效应研究
岳霞丽，张新萍，胡先文，董元彦
（华中农业大学理学院，武汉 430070）

摘要：【目的】研究苄嘧磺隆对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的生长效应，评价苄嘧磺隆的生态
风险。【方法】通过不同浓度的苄嘧磺隆对蛋白核小球藻的 96 h 急性毒性试验，研究苄嘧磺隆对小球藻的生长及
藻细胞中叶绿素和蛋白质含量的影响。【结果】低浓度苄嘧磺隆（＜1 mg·L-1）具有刺激藻细胞生长的作用，其叶
绿素含量和蛋白质含量均有明显的增加；高浓度的苄嘧磺隆(＞5 mg·L-1)抑制藻的生长，藻细胞叶绿素含量和可溶
性蛋白质含量随药剂浓度增加而明显下降，且表现出较好的计量－效应关系，其对蛋白核小球藻的 96h-EC50值为
15.7 mg·L-1。【结论】苄嘧磺隆对蛋白核小球藻的生长有一定的抑制作用，属低毒。
关键词：苄嘧磺隆；蛋白核小球藻；生长；叶绿素；蛋白质

Effect of Bensulfuron-Methyl on Growth of Chlorella pyrenoidosa
YUE Xia-li, ZHANG Xin-ping, HU Xian-wen, DONG Yuan-yan
(College of Basic Science, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070)

Abstract：【Objective】To study the growth effects of differing concentrations of Bensulfuron-Methyl on Chlorella pyrenoidosa
and to evaluate the ecological risk. 【Method】The effects of Bensulfuron-Methyl on the growth and the content change of
chlorophyll and protein in Chlorella pyrenoidosa were studied through 96 h acute toxicity tests. 【Result】Bensulfuron-Methyl
accelerated the growth of algae at a lower concentration (<1 mg·L-1) with content increase of chlorophyll or protein, and it inhibited
the growth of algae at higher concentration (>5 mg·L-1). The content of chlorophyll or protein in algae cells reduced with the
increasing concentration of Bensulfuron-Methyl, exhibiting the good concentration-effect relationship. The 96h-EC50 of
Bensulfuron-Methyl upon the algae was 15.7 mg·L-1. 【Conclusion】Bensulfuron-Methyl has inhibiting effect on the growth of
Chlorella pyrenoidosa and is lower toxicity.
Key words：Bensulfuron-Methyl; Chlorella pyrenoidosa; Growth; Chlorophyll; Protein

0 引言
【本研究的重要意义】藻类作为水生生态系统的
初级生产者，对于生态系统的平衡和稳定起着极其重
要的作用，也是监测评价水环境质量的重要指标[1~3]。
研究苄嘧磺隆对蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）
的生长效应，这对于揭示该类化合物对小球藻的毒性
机理，评价农药生态风险具有十分重要的意义，也为
探索监测水生生态系统农药污染的生态指标提供依
据[4~6]。【前人研究进展】苄嘧磺隆是 20世纪 70年代
中期发展起来的一类高效、低毒农药，因其活性高、
用量少、选择性强，且对人、畜低毒，现已广泛应用
于水稻、玉米、油菜、小麦、大麦等农作物的田间除
草[7,8]。【本研究切入点】但随着磺酰脲类除草剂的开
发和广泛应用，其残留物对后茬作物的药害及其引起
的环境问题已成为其发展的严重障碍[8]。【拟解决的关
键问题】本文选取自然界普遍存在的蛋白核小球藻为
作用对象，研究苄嘧磺隆对小球藻的急性毒性试验及
对藻的生长量、叶绿素含量、蛋白质含量等的影响，
并对藻类能否降解磺酰脲类农药作初步探讨。
1 材料与方法
1824 中 国 农 业 科 学 39卷
1.1 供试试剂及仪器
苄嘧磺隆由上海农药研究所提供（纯度为
99.1%）。
试验所需主要仪器设备：显微镜、血球计数板、
计数器、灭菌锅、锥形瓶、可见分光光度计、高速冷
冻离心机。
1.2 供试生物及其培养
蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）购自中国
科学院武汉水生生物研究所。
藻的培养：在无菌条件下，取长势良好的小球藻
接种到内盛 SE培养基的 250 ml锥形瓶中，在(25±2）
℃、光强 4 000 lx下连续照射，并向藻液中持续通入
空气，进行培养。
1.3 藻类生长量的测定[9,10]
分别在培养 24、48、72、96、120 h后，取样通
过显微镜下血球计数板进行藻细胞密度计数，并在波
长 680 nm下测定藻液吸光度（A680），建立不同藻细
胞密度与吸光度之间的线性关系。以计数的藻细胞密
度和吸光度表示藻生物量，通过二者线性关系进行检
验。
1.4 苄嘧磺隆对小球藻的生长效应研究
设置 6个浓度组和一个空白对照，测定苄嘧磺隆
对小球藻的急性毒性。每隔 24 h取样测定藻液吸光度
（A680）。用抑制率（I）-浓度对数值（lgC）法计算
96 h时抑制率为 50%的浓度值（96h-EC50）。
%100
A
A
1I ×−= ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
对照
样品
1.5 叶绿素含量的测定
在 50 kPa压力下，用 0.45 µm微孔滤膜减压过滤
藻液，然后将滤膜剪碎放入玻璃研钵，加入 7～8 ml
90%乙醇研磨提取叶绿素，一并转入刻度试管中，用
90%乙醇定容到 10 ml，室温下置于暗处提取 1～2 h。
将提取液在 3 000～4 000 r/min下离心 15 min，取上层
清液，用 90%乙醇定容至 10 ml。以 90%乙醇溶液作
参比，用直径为 1 cm的比色皿测叶绿素提取液在波长
652 nm处的吸光度值。
1000
5.34
A
)Lmg( 6521 ×=⋅ −叶绿素浓度
藻类叶绿素含量（mg·L-1）=（叶绿素浓度×提取
液体积×稀释倍数）/样品体积
1.6 蛋白质含量的测定
小球藻可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝法测
定，以牛血清白蛋白作标准曲线。将一定量的藻液在
4 000 r/min下离心 15 min，弃去上层清液，加 5 ml蒸
馏水将藻转移到研钵中，研成匀浆，离心（4 000 r/min
下离心 10 min），将上清液倒入 10 ml刻度试管中，再
向残渣中加入 2 ml蒸馏水，悬浮后再离心 10 min，合
并上清液，定容至刻度。以此清液进行可溶性蛋白质
含量测定。
蛋白质含量（mg·L-1）=[测得的蛋白质含量
（mg·L-1）×提取液总体积（ml）]/测定时取用藻液体
积（ml）。
2 结果与分析
2.1 藻的测定方法研究
细胞计数法是测定藻现存量的基本方法，也是确
定其它测定方法有效性的依据。图 1表明通过分光光
度法测定的吸光度（A）与显微计数的藻细胞密度（C）
之间有很好的线性关系，得到的线性回归方程为：
A =1.27×10-7 C-0.0038 R2 = 0.9973
细胞计数法虽然操作简单，但计数工作量大，且
重现性不好，人为因素影响大，误差大。采用分光光
度法测定小球藻的现存量，操作简单，快速，测定时
不破坏样品，且结果重现性好，误差小，特别适合连
续测定，是一种简便、有效的测定方法。因而后续的
测定均以分光光度法测藻液的吸光度来计量小球藻的
现存量。
2.2 不同浓度苄嘧磺隆对小球藻的生长效应
从图 2可知，不同浓度的苄嘧磺隆对小球藻的生



图 1 藻细胞密度与藻液吸光度（680 nm）的关系
Fig. 1 Relationship between algae cell density and absorbance
at 680 nm
9期 岳霞丽等：苄嘧磺隆对蛋白核小球藻的生长效应研究 1825


图 2 苄嘧磺隆对小球藻生长效应的影响
Fig.2 Effect of Bensulfuron-Methyl on growth of Chlorella
pyrenoidosa

长效应不同。与对照组相比，低浓度的苄嘧磺隆（<1
mg·L-1）对小球藻的生长有明显的促进作用，高浓度
（> 5 mg·L-1）的苄嘧磺隆则抑制小球藻的生长，且抑
制程度与药剂浓度呈正相关，表现出明显的浓度－效
应相关性。如以 96 h抑制率（I）-苄嘧磺隆浓度对数
（lgC）作图，如图 3所示，抑制率与浓度对数呈较好
的线性关系，得到的线性回归方程为：
I = 0.5854lgC – 0.2008 , R2 = 0.9738
96 h半数致死浓度 96h- EC50 = 15.7 mg·L-1。参照
有关建议标准[4]，苄嘧磺隆对蛋白核小球藻属于低毒。


图 3 96 h 抑制率（I）与浓度对数（lgC）的关系
Fig.3 Relationship between 96 h-inhibition-rates and lgC

2.3 苄嘧磺隆对小球藻叶绿素含量的影响
由图 4可知，加入苄嘧磺隆 24 h后，小球藻叶绿
素含量增加，但 48 h后不同浓度的苄嘧磺隆对小球藻
的作用效应各异。低浓度的苄嘧磺隆刺激了叶绿素的
增长，使叶绿素含量增加；而高浓度的苄嘧磺隆则表
现出明显的抑制作用，且随着浓度的增加叶绿素含量
越来越低。这与试验过程中观察到的藻液越来越黄，
最后呈现淡黄色一致。
2.4 苄嘧磺隆对小球藻可溶性蛋白含量的影响
图 5显示了 120 h内蛋白核小球藻总蛋白含量的
变化。加药 48 h内，蛋白质含量的变化并不明显，但
48 h后蛋白质含量的变化与苄嘧磺隆的用量呈现明显
的相关性。与对照组相比，苄嘧磺隆在低浓度时，使
蛋白核小球藻的蛋白质含量增加，而在高浓度时使蛋
白质含量降低。这可能是低浓度苄嘧磺隆促进小球藻
生长，高浓度抑制小球藻生长的原因之一，同时也说
明藻细胞蛋白质含量与其生长状态密切相关。



图 4 苄嘧磺隆对小球藻叶绿素含量的影响
Fig.4 Effect of Bensulfuron-Methyl on chlorophyll content of
Chlorella pyrenoidosa



图 5 苄嘧磺隆对小球藻蛋白含量的影响
Fig.5 Effect of Bensulfuron-Methyl on protein content of
Chlorella pyrenoidosa

3 讨论
藻类的生长涉及到光合作用、呼吸和细胞分裂等
过程，其中任一环节受到干扰或破坏均可导致藻类生
长受阻[11~13]。深入研究农药对藻的毒性机制，可更客
观地评价农药的生态风险，便于筛选高效、低毒的农
药，对开发对环境友好的农药有着重要意义[14~17]。在
1826 中 国 农 业 科 学 39卷
受农药污染的环境中，藻类是通过改变生长和蛋白质
合成模式来适应变化了的环境[18,19]。在藻液中加入少
量苄嘧磺隆，刺激了藻细胞叶绿素的生长，促进了光
合作用的进行，并将农药作为营养物质吸收利用，促
进藻的生长，使蛋白质含量增加[20,21]。而当苄嘧磺隆
浓度超出一定范围，即超过藻的自我调节范围，随着
苄嘧磺隆浓度增加，对藻类生长阻碍作用逐渐增强，
藻细胞结构被破坏，藻液变黄，叶绿素含量下降，抑
制藻细胞的合成，蛋白含量亦随之降低。这与欧晓明、
聂湘平等的研究结果相似[14,17,22]，因而可以说，农药
对藻的毒害和藻对农药的降解两种作用在藻与农药的
相互作用过程同时存在，只是在不同浓度范围内，占
主导地位的作用不同，因而表现出不同的作用效果。
当苄嘧磺隆浓度较低时，藻类可能降解农药，将其作
为营养物质吸收利用，从而促进藻的生长；而当苄嘧
磺隆浓度较高时，农药对藻的毒害作用占主导地位，
因而表现为抑制藻的生长。加强藻类降解农药机理的
研究，利用藻类降解农药无疑也为改善生态环境提供
了一条经济有效的途径。
4 结论
不同浓度的苄嘧磺隆对小球藻表现了不同的作用
效果。低浓度的苄嘧磺隆能（<1 mg·L-1）促进小球藻
的生长，使藻细胞中叶绿素和蛋白质含量增加；高浓
度的苄嘧磺隆（>5 mg·L-1）则抑制小球藻的生长，相
应叶绿素含量和蛋白质含量降低，且苄嘧磺隆对蛋白
核小球藻的生长作用表现出明显的计量—效应关系,
其对蛋白核小球藻的 96h-EC50值为 15.7 mg·L-1，属低
毒。藻类在自然界分布很广，在农田中是影响土壤肥
力的重要因素，在水域中又是鱼类饵料的重要来源，
在水生生态系统中占有十分重要的地位［21］。由于农药
在世界范围内的广泛使用，必将对藻的生存、生长、
繁殖带来一定的影响，研究农药对藻类的中毒症状和
毒性影响具有十分重要的意义，同时也是评价农药对
环境安全性的一项重要指标。

References
[1] 孙红文，黄国兰.藻类与有机污染物间的相互作用研究. 环境化
学，2003，22：440-444.
Sun H W, Huang G L. Mutual effects of algae and organic pollutants.
Environmental Chemistry, 2003，22：440-444. (in Chinese)
[2] 沈 宏，周培疆. 环境有机污染物对藻类生长作用的研究进展.
水生生物学报，2002，26：529-535.
Sheng H, Zhou P J. Advance in the studies on effect of environmental
organic pollutants on the algae growth. Acta Hydrobiologica Sinica,
2002，26：529-535. (in Chinese)
[3] 王海英，蔡妙颜，郭祀远. 微藻与环境监测. 环境科学与技术，
2004，27（3）：98-102.
Wang H Y, Cai M Y, Guo S Y. Microalgae and environmental
monitoring. Environmental Science and Technology, 2004，27（3）：
98-102. (in Chinese)
[4] 苏 丹，台培东，李培军，可 欣. 镧系元素对海水小球藻的毒
性效应. 生态学杂志，2005, 24: 382-384.
Su D, Tai P D, Li P J, Ke X. Toxic effects of lanthanides on Chlorella
autotrophica. Chinese Journal of Ecology, 2005, 24: 382-384. (in
Chinese)
[5] 欧晓明, 雷满香, 王晓光, 范德方. 小球藻对新杀虫剂 HNPC-
A9908的富集与降解. 中国环境科学，2003，23：475-479.
Ou X M，Lei M X，Wang X G，Fan D F. Accumulation and
degradation of novel oxime insecticide HNPC-A9908 by Chlorella
pyrenoidosa. China Environmental Science，2003，23：475-479. (in
Chinese)
[6] 马建义，陈 杰，柴伟纲，李明智，吴声敢.用蛋白核小球藻
(Chlorella pyrenoidosa)评价除草剂活性的微型筛选方法研究. 农
药学学报, 2000, 2: 29-34.
Ma J Y，Chen J，Chai W G，Li M Z，Wu S G. Study on
microscreening method to evaluate herbicidal activity using
Chlorella pyrenoidosa. Chinese Journal of Pesticide Science, 2000, 2:
29-34. (in Chinese)
[7] 魏东斌，张爱茜，韩朔睽，王连生. 磺酰脲类除草剂研究进展.
环境科学进展, 1999, 7(5): 34-42.
Wei D B，Zhang A Q，Han S Q，Wang L S. Advance in sulfonylureas
herbicides research. Advances in Environmental Science, 1999, 7(5):
34-42. (in Chinese)
[8] 范志金，刘丰茂，钱传范. 磺酰脲类除草剂的现状和发展趋势分
析. 农药，1999，38（5）：6-9.
Fan Z J，Liu F M，Qian C F. The present situation and development
of sulfonylurea herbicides. Pesticides，1999，38（5）：6-9. (in Chinese)
[9] 王逸云，王长海. 无菌条件下的小球藻培养条件优化. 烟台大学
学报，2006，19（2）：125-129.
Wang Y Y, Wang C H. Culture condition optimization of Chlorella sp.
Journal of Yantai University (Natural Science and Engineering
Edition), 2006，19（2）：125-129. (in Chinese)
[10] 郎 波，赵晓蕾. 灭藻剂评价法的研究. 工业水处理，2001，21
（4）：27-29.
Lang B, Zhao X L. Study on the assessment of algaecide. Industrial
9期 岳霞丽等：苄嘧磺隆对蛋白核小球藻的生长效应研究 1827
Water Treatment, 2001，21（4）：27-29. (in Chinese)
[11] 刘 青，张晓芳，李太武，苏秀榕. 光照对 4种单细胞藻生长速
率、叶绿素含量及细胞周期的影响. 大连水产学院学报，2006，
21（1）：24-30.
Liu Q, Zhang X F, Li T W, Su X R. Effects of light on growth rate,
chlorophyll level and cell cycle in four algae species. Journal of
Dalian Fisheries University, 2006，21（1）：24-30. (in Chinese)
[12] 严 雪，杨永清，李永科，沈国兴，严国安. 不同营养条件下原
始小球藻对蒽的富集和降解研究. 应用生态学报，2002，13（2）：
145-150.
Yan X, Yang Y Q, Li Y K, Sheng G X, Yan G A. Accumulation and
biodegradation of anthracene by Chlorella protothecoides under
different trophic conditions. Chinese Journal of Applied Ecology,
2002，13（2）：145-150. (in Chinese)
[13] 王艳华，袁峻峰，丁峰元，张锦平，汤 琳，陈 伟. 苯乙烯对
4种藻类的毒性效应. 上海师范大学学报（自然科学版），2004，
33（1）：97-101.
Wang Y H, Yuan J H, Ding F Y, Zhang J P, Tang L, Chen W. Toxicity
effect of styrenen on four algae species. Journal of Shanghai Normal
University (Natural Sciences), 2004，33（1）：97-101. (in Chinese)
[14] 聂湘平，蓝崇钰，林 里，黄铭洪. 多氯联苯对蛋白核小球藻和
斜生栅藻生长影响的研究. 中山大学学报（自然科学版），2002，
41（1）：68-71.
Nie X P，Lan C Y，Lin L, Huang M H.The effects of Aroclor 1254 on
the growth of Chlorella pyrenoidosa and Scenedesmus obliquus. Acta
Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni(Natural Sciences)，
2002，41（1）：68-71. (in Chinese)
[15] 李雪芹，徐礼根，马建义. 扑草净和渗透剂 OT 对蛋白核小球藻
的联合毒性. 中国环境科学，2005，25: 432-436.
Li X Q, Xu L G, Ma J Y. Combination toxicity of prometryne and
permeating agent on Chlorella pyrenoidosa. China Environmental
Science, 2005，25: 432-436. (in Chinese)
[16] 彭金良，严国安，沈国兴，邓晓军. α-萘酚对小球藻谷光甘肽及
其还原酶的影响. 中国环境科学，2001，21（2）：140-143.
Peng J L,Yan G A, Shen G X, Deng X J. Effects of α-naphthol on the
glutathione and its reductase in Chlorella. China Environmental
Science, 2001，21（2）：140-143. (in Chinese)
[17] 欧晓明，雷满香，黄明智，王跃龙，王晓光，樊德方. 新除草剂
HNPC-C9908对小球藻生长的影响研究. 农药学学报，2003，5(3):
16-23.
Ou X M，Lei M X，Huang M Z, Wang Y L，Wang X G，Fan D F.
Effects of novel sulfonylurea herbicide HNPC-C9908 on growth of
green algae Chlorella pyrenoidosa. Chinese Journal of Pesticide
Science，2003，5（3）：16-23. (in Chinese)
[18] 祁秋霞. 硫酸铜对海洋微藻生长的影响. 水产养殖，2005，26（4）：
11-13.
Qi Q X. The influence of the copper sulfate on the growth of Marine
Micro-algae. Journal of Aquaculture, 2005，26（4）：11-13. (in
Chinese)
[19] 张 伟，阎 海，吴之丽. 铜抑制单细胞绿藻生长的毒性效应. 中
国环境科学，2001，21（1）：2-7.
Zhang W, Yan H, Wu Z L. Toxic effects of copper on inhibition of the
growths of unicellular green algae. China Environmental Science,
2001，21（1）：2-7. (in Chinese)
[20] 沈国兴，严国安，彭金良，严 雪. 农药对藻类的生态毒理学研
究Ⅱ：毒性机理及其富集和降解. 环境科学进展，1999，7（6）：
131-139.
Shen G X，Yan G A，Peng J L,Yan X. Study on ecotoxicology for
pesticides to algae Ⅱ : Toxic mechanism and accumulation,
degradation. Advances in Environmental Science，1999，7（6）：
131-139. (in Chinese)
[21] 严国安，沈国兴，严 雪，彭金良. 农药对藻类的生态毒理学研
究 1：毒性效应. 环境科学进展，1999，7（5）：96-106.
Yan G A，Shen G X，Yan X，Peng J L. Study on ecotoxicology for
pesticides to algae Ⅱ: Toxic effect. Advances in Environmental
Science，1999，7（5）：96-106. (in Chinese)
[22] 刘 赞，田世忠，翁建华. 低浓度有机磷萃取剂 P204促进普通
小球藻生长的研究. 环境化学, 1998,17(2):120-126.
Liu Z，Tian S Z，Wong J H. Studies on positive growth response of
Chlorella pyrenoidosa to low concentration Bis (2-Ethylhexyl)
phosphoric acid. Environmental Chemistry, 1998,17(2):120-126. (in
Chinese)

（责任编辑 王红艳）