檸檬醛、檸檬烯和薄荷醇對(duì)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)及產(chǎn)毒的影響.pdf

1、淡水藍(lán)藻細(xì)菌能合成許多毒性較強(qiáng)的毒素，因而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成惡劣影響。銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）是一種廣泛分布的產(chǎn)毒藍(lán)藻，能夠合成許多水溶性的有害有機(jī)物。在本文中，重點(diǎn)研究了檸檬醛、檸檬烯和薄荷醇對(duì)銅綠微囊藻的生長(zhǎng)以及對(duì)微囊藻毒素（Microcystin，MCs）濃度的影響。測(cè)定了在連續(xù)培養(yǎng)的120h內(nèi)，銅綠微囊藻細(xì)胞數(shù)量（Cell density）、干重(Dry weight）、葉綠素a（Chlorophy

2、ll-a，chl-a）、藻藍(lán)蛋白（Phycocysnin，PC）、別藻藍(lán)蛋白（Allophycocyanin，APC）的含量，酯酶（Esterase）、脫氫酶（Dehydrogenase）和超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD），過氧化物酶（Peroxidase， POD），過氧化氫酶（Catalase，CAT）的活性，丙二醛（Malondialdehyde， MDA）的含量以及細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外MCs的含量的變

3、化。
　　在對(duì)照組中，處于穩(wěn)定期的樣本的細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞干重均沒有發(fā)生顯著的變化，而處于對(duì)數(shù)期的樣本的細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞干重則快速增長(zhǎng)。細(xì)胞內(nèi)光和色素的含量也隨著細(xì)胞數(shù)量的變化而變化。酯酶活性（Esterase avtivity，EA），脫氫酶活性（Dehydrogenase activity，DHA）和抗氧化酶的活性在120h的連續(xù)培養(yǎng)中并未發(fā)生顯著的變化（p>0.05），處于穩(wěn)定期的樣本的細(xì)胞內(nèi)的MCs含量在120h連續(xù)培養(yǎng)中未檢測(cè)

4、到顯著變化，而細(xì)胞外MCs含量則逐漸升高，時(shí)值對(duì)數(shù)期的樣本細(xì)胞內(nèi)MCs的含量則快速升高，而細(xì)胞外的MCs含量則變化不明顯。
　　在檸檬醛的脅迫下，銅綠微囊藻細(xì)胞的數(shù)量不斷減少，當(dāng)初始細(xì)胞數(shù)量為1.3×107，1.1×106和2.9×105cell·mL1時(shí)，細(xì)胞數(shù)量在5d內(nèi)凈減少量分別為3.1，4.4和5.0log。而細(xì)胞干重在120h連續(xù)培養(yǎng)之后降低至0.07，0.002和0.001mg·L?1，說明檸檬醛能夠有效地抑制銅綠微囊

5、藻的生長(zhǎng)。細(xì)胞內(nèi)的chl-a，PC和APC的含量亦在培養(yǎng)過程中出現(xiàn)了逐步的降低。經(jīng)過36h的連續(xù)培養(yǎng)后，chl-a的含量下降至0.8，0.06和0.008mg·mL1；PC的含量也出現(xiàn)了明顯的下降，在24h的連續(xù)培養(yǎng)之后，PC的含量降低至0.5，0.03和0.009μg·mL?1。APC的含量也有相同的變化趨勢(shì)，經(jīng)過36h的連續(xù)培養(yǎng)之后，APC的含量降低至0.03，0.001和0.0006μg·mL?1。這說明光合作用的效率在檸檬醛的脅

6、迫下不斷降低。細(xì)胞活力是通過測(cè)定酯酶活性（EA）和脫氫酶活性（DHA）來確定的。在經(jīng)過120h的連續(xù)培養(yǎng)之后，加入檸檬醛的樣本的EA降低為對(duì)照組的3％以下，而DHA則降低至不及對(duì)照組的2%，說明了在檸檬醛的脅迫下，細(xì)胞活性明顯降低。抗氧化酶的活性也出現(xiàn)了類似的變化，72h連續(xù)培養(yǎng)之后，SOD的活性降低至5.4U·mgprot?1(p<0.05)，POD和CAT的活性降低至2.0和1.2U·mgprot?1(p<0.05)，而平均MDA的

7、含量則上升至約為27fmol·cell?1，說明在檸檬醛的脅迫下，抗氧化酶的活力顯著降低，同時(shí)細(xì)胞過氧化程度加劇，這可能是導(dǎo)致銅綠微囊藻細(xì)胞死亡的一個(gè)原因。
　　檸檬醛對(duì)MCs的釋放也有著明顯的影響，在檸檬醛的脅迫下，細(xì)胞數(shù)量的增長(zhǎng)受到抑制，因此在培養(yǎng)液中總MCs的含量的增長(zhǎng)亦受到抑制，而細(xì)胞內(nèi)MCs則逐步地釋放至細(xì)胞外。120h的連續(xù)培養(yǎng)之后，細(xì)胞內(nèi)的MCs的含量降低至0.24，0.01和0.001μg·L?1，而細(xì)胞外的MCs

8、的含量則相應(yīng)地出現(xiàn)升高，這個(gè)現(xiàn)象說明了MCs是一種在細(xì)胞內(nèi)合成，當(dāng)細(xì)胞死亡時(shí)釋放的物質(zhì)。平均細(xì)胞內(nèi)MCs含量則變化不明顯，在0時(shí)刻為25fg·cell?1，在120h的連續(xù)培養(yǎng)之后為23fg·cell?1，說明MCs并不能隨意地穿過活細(xì)胞的細(xì)胞膜。此外，細(xì)胞外的MCs含量并未出現(xiàn)顯著的降低，說明在檸檬醛并不能促使MCs分解。
　　在檸檬烯的脅迫下，細(xì)胞數(shù)量逐步下降，當(dāng)初始細(xì)胞數(shù)量為1.3×107，1.1×106和2.9×105ce

9、ll·mL?1時(shí)，其連續(xù)培養(yǎng)5日后的凈減少量為3.1，3.6和3.8log。此時(shí)細(xì)胞干重則降低至0.07，0.002和0.001mg·L?1，相較于對(duì)照組而言差別顯著（p<0.05），光和色素的含量亦出現(xiàn)明顯的降低。同時(shí)，EA和DHA也出現(xiàn)明顯的下降，當(dāng)初始細(xì)胞數(shù)量為1.3×107，1.1×106和2.9×105cell·mL?1時(shí)，經(jīng)過48h的連續(xù)培養(yǎng)，EA降低至對(duì)照組的71%，30%和44%，而DHA降低至對(duì)照組的67%，35%和5

10、6%。這說明細(xì)胞活性在檸檬烯的脅迫下顯著降低?？寡趸傅幕钚砸渤尸F(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，在48h的連續(xù)培養(yǎng)之后，SOD的活性降低至11U·mgprot?1，POD的活性降解至3.9U·mgprot?1，而CAT的活性降低至1.5U·mgprot?1，與此同時(shí)，平均MDA的含量卻逐步上升，說明抗氧化酶的活性在細(xì)胞死亡之前就逐漸降低，之后細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化程度便逐漸加劇。
　　檸檬烯對(duì)銅綠微囊藻細(xì)胞合成以及釋放MCs的影響也是顯著的，藻細(xì)胞在

11、檸檬烯的脅迫下數(shù)量不斷減少，而MCs的總量因此保持恒定。而細(xì)胞內(nèi)的MCs的含量逐步下降，細(xì)胞外的MCs的含量逐步上升，說明藻細(xì)胞在死亡時(shí)將在細(xì)胞內(nèi)合成的MCs逐漸釋放至細(xì)胞外。而經(jīng)歷了120h的連續(xù)培養(yǎng)之后，MCs的總量并未出現(xiàn)顯著的變化，說明檸檬烯并不能促使MCs分解。
　　在薄荷醇的脅迫下，銅綠微囊藻細(xì)胞的數(shù)量亦出現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，當(dāng)初始細(xì)胞數(shù)量為1.3×107，1.1×106和2.9×105cell·mL?1時(shí)，經(jīng)過120h

12、的連續(xù)培養(yǎng)，細(xì)胞的凈減少量為2.2，3.0和3.4log，而細(xì)胞干重亦隨之出現(xiàn)下降，降至0.07，0.002和0.001mg·L-1。細(xì)胞內(nèi)光和色素的含量亦呈降低趨勢(shì)，并且變化顯著。細(xì)胞活性在薄荷醇的脅迫下不斷降低，當(dāng)初始細(xì)胞數(shù)量為1.3×107，1.1×106和2.9×105cell·mL?1時(shí)，經(jīng)過36h的培養(yǎng)，EA降低至對(duì)照組的67%，55%和60%（p<0.05），而經(jīng)歷60h的連續(xù)培養(yǎng)后，DHA則降低至對(duì)照組的65%，44%和

13、74%（p<0.05）。抗氧化酶的活性在薄荷醇的脅迫下出現(xiàn)緩慢下降，48h后SOD的活性降低至9.3U·mgprot?1（p<0.05），而POD的活性降低至2.1U·mgprot?1（p<0.05），CAT的活性降低至1.8U·mgprot?1（p<0.05），但是平均MDA含量卻并未出現(xiàn)顯著的變化（p>0.05），經(jīng)過120h的連續(xù)培養(yǎng)，平均MDA的含量升高為8.3fmol·cell?1。相交于0時(shí)刻的6.0fmol·cell?1而

14、言，變化并不顯著。一現(xiàn)象說明抗氧化酶的活性會(huì)隨著細(xì)胞的活性降低而受到影響，但并不會(huì)直接受到薄荷醇的影響，銅綠微囊藻細(xì)胞在死亡之后裂解，因此在活細(xì)胞中平均MDA的含量并未出現(xiàn)顯著的升高。
　　薄荷醇對(duì)MCs的合成和釋放的影響也是顯著的，因?yàn)樵诒『纱嫉拿{迫下，細(xì)胞的生長(zhǎng)受到抑制，因此MCs的總量變化并不顯著，而隨著細(xì)胞的死亡，細(xì)胞內(nèi)的MCs逐漸釋放至細(xì)胞外，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)MCs的含量出現(xiàn)顯著的降低，而細(xì)胞外MCs的含量則明顯升高。平均細(xì)胞