五价砷胁迫处理对普通小球藻的急性毒性效应

摘要：

为探究重金属砷在水域生态系统中的毒性作用及机制,以典型浮游植物指示种普通小球藻(Chlorella vulgaris)为试验对象,通过设置不同浓度As5+(0、0.1、0.5、1、1.5和2 mg/L)研究其对普通小球藻的藻密度、叶绿素a含量、细胞膜通透性、蛋白(TP)含量、活性氧自由基(ROS)含量、丙二醛(MDA)含量、总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化歧化酶(T-SOD)活性、三磷酸腺苷酶(ATP)活性和超微结构的影响.研究结果表明,在96h胁迫内,各浓度As5+处理组对普通小球藻的生长均有抑制作用,其中2 mg/L处理组抑制率最高,为52.9％,96h-IC50为1.94 mg/L.各处理组对藻细胞Chl.a含量也均有抑制作用,其中2 mg/L处理组最低,仅为对照组的31.4％.As5+浓度为1.5和2 mg/L时,藻细胞TP和ATP含量显著降低,MDA含量为对照组的2倍和2.6倍,细胞膜通透性高于对照的1.7倍和2倍.2 mg/L处理组ROS含量显著增加,为对照组的4.0倍,刺激藻细胞产生氧化应激,T-AOC和T-SOD活性显著增加,为对照组的2.8倍和1.6倍.透射电镜(TEM)结果显示,As5+2 mg/L处理组会破坏藻细胞内部结构,造成胞质空泡化,类囊体片层结构断裂,叶绿体结构紊乱等现象.这表明高浓度As5+对普通小球藻细胞膜和主要细胞器的结构与功能具有破坏性,同时普通小球藻为应对污染物胁迫机体会产生氧化应激.在As5+浓度低于1.5 mg/L时普通小球藻生理生化指标所受影响相对较小.研究揭示了典型指示种普通小球藻在As5+环境胁迫中的生理生化反应,为水环境中重金属污染的修复及制定相关环境标准提供基础数据,进而实现水域生态系统的可持续发展与利用.

关键词：重金属砷、急性毒性效应、抗氧化酶、超微结构、普通小球藻

所属期刊栏目：46

分类号：Q178.1(水生生物学)

资助基金：长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心开放基金

在线出版日期：2022-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1374-1381