閻曉靜，王金花，朱魯生，王軍，張風(fēng)兆

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東省高校農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，山東 泰安 271018）

卡馬西平對小球藻生長的影響和氧化損傷

閻曉靜，王金花*，朱魯生，王軍，張風(fēng)兆

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東省高校農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，山東 泰安 271018）

為了考察藥品及個人護理品（Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs）對水生生物及生態(tài)環(huán)境的影響，以典型的PPCPs化合物卡馬西平（Carbamazepine,CBZ）為目標化合物，研究其對普通小球藻（Chlorella）的生長、葉綠素含量、超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）活性、過氧化氫酶（Catalase,CAT）活性和丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量的影響。結(jié)果表明，CBZ對小球藻的96 h半最大效應(yīng)濃度（EC50）為154.42 mg·L-1，對小球藻具有一定的毒性作用，能抑制小球藻的生長。CBZ影響小球藻的葉綠素含量，低濃度（0.1 mg·L-1）的CBZ對小球藻的葉綠素a和b的含量有抑制作用，使其分別降低到2.16 mg·L-1和0.38 mg·L-1，隨著CBZ濃度的升高，抑制作用逐漸減弱；小球藻SOD的活性隨CBZ濃度的升高表現(xiàn)出先激活后抑制的狀態(tài)，CAT活性表現(xiàn)出中低濃度激活的狀態(tài)；CBZ對MDA含量的影響較弱，處理組含量在2.06～2.32 nmol·g-1范圍之間，略高于對照組。由冗余分析（RDA）可知，CBZ對小球藻CAT、SOD活性和葉綠素a含量的影響更顯著。

小球藻；卡馬西平；葉綠素含量；毒性效應(yīng)

21世紀以來，隨著環(huán)境分析技術(shù)的進步和人們環(huán)保意識的增強，一大類新型環(huán)境污染物——藥品及個人護理用品（Pharmaceutical and personal care products，PPCPs）開始受到人們的廣泛關(guān)注。大多數(shù)PPCPs在環(huán)境中具有濃度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難降解、累積性等特點[1]。長期的PPCPs污染可能對水生生物產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾效應(yīng)或繁殖毒性[2]，誘發(fā)水生棲息物發(fā)生物化或生化功能的改變，對生態(tài)環(huán)境及生物健康產(chǎn)生較大的危害。環(huán)境中很多PPCPs被檢出，質(zhì)量濃度水平基本處于ng·L-1至μg·L-1范圍，雖然在環(huán)境中濃度水平較低，但對環(huán)境的風(fēng)險不容忽視[3]。Zhou等[4]研究表明，長江和珠江水體中PPCPs具有較高的環(huán)境風(fēng)險，如雙氯芬酸和布洛芬。雖然地表水中的抗生素濃度遠小于醫(yī)療劑量，卻能夠在人體中誘導(dǎo)細菌耐藥性，并破壞生態(tài)系統(tǒng)[5]。

卡馬西平（Carbamazepine，CBZ）是PPCPs中的一類典型化合物。CBZ主要用于治療癲癇、心律失常和抑郁等疾病，用量較大[6]。CBZ排入環(huán)境的方式多樣，并可在環(huán)境中殘留，導(dǎo)致水體中的CBZ持續(xù)性存在，對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響[7]。Malarvizhi等[8]報道了CBZ對鯉魚的鰓、肝臟和肌肉的谷氨酸-草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶（GOT）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）和乳酸脫氫酶（LDH）活性的影響。結(jié)果顯示，在所有器官中，CBZ對鯉魚的GOT均呈抑制作用，24 h LC50是59.70 mg·L-1，而GPT和LDH活性在肝臟和肌肉中呈促進作用，在鰓中呈抑制作用。Aguirre-Martínez等[9]也報道了CBZ對普通青蟹的穩(wěn)定溶酶體膜、二芐基熒光脫烴酶、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶、谷胱甘肽過氧化物酶、脂質(zhì)過氧化和DNA加合物有顯著影響。CBZ還能引起斑馬魚胚胎心率降低，其引起胚胎心率下降的24 h EC50約為626.07 mmol·L-1，并呈現(xiàn)量效依賴性[10]。因此，CBZ對水生生物的毒性效應(yīng)不容忽視。

藻類是水體中最主要的初級生產(chǎn)者，對生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定起到重要的作用[11]。藻類具有敏感性高、易獲得、繁殖快等特點，因而作為一種很好的測試生物被廣泛應(yīng)用于污染物的毒性研究中[12-13]。本實驗選取的普通小球藻（Chlorella）即為藻類中最具代表性的一種。光合色素是植物進行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，可以用于判斷植物光合生理能力、反映環(huán)境脅迫狀況，其含量變化能較好地反映植物各階段的生長發(fā)育是否正常[14]。生物體內(nèi)的抗氧化酶系，如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和抗壞血酸、類胡蘿卜素等，在受到污染物刺激時，其酶活性的變化可以間接反映機體受氧化脅迫的程度，因此酶活性作為一類重要指標受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。另外，丙二醛（MDA）是細胞脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物，機體內(nèi)MDA含量的多少通?？梢苑从吵銎潴w內(nèi)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的程度，因此對MDA含量進行測定可以較準確的反映出細胞的受損程度[15]。Yang等[16]在2-甲基乙酰乙酸乙酯（EMA）對三角褐指藻的毒性效應(yīng)研究中發(fā)現(xiàn)，EMA使得三角褐指藻的活性氧自由基和MDA含量均有增加，且三角褐指藻SOD活性隨EMA濃度的增加而升高。

本實驗擬研究CBZ對小球藻生長量、半最大效應(yīng)濃度（EC50）、葉綠素a和b含量、抗氧化酶系（SOD、CAT）活性和MDA含量的影響，以揭示CBZ對水生生物的生態(tài)毒理效應(yīng)，為其安全使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

普通小球藻購置于中國科學(xué)院武漢水生生物研究所淡水藻種庫，并經(jīng)室內(nèi)擴大培養(yǎng)用于實驗。

儲備液制備：將0.5 g CBZ用甲醇溶解，配制成濃度為10 000 mg·L-1的母液，于4℃儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 實驗方法

1.2.1 藻種的培養(yǎng)

將小球藻在無菌條件下轉(zhuǎn)移至BG-11培養(yǎng)液中，于光照培養(yǎng)箱中（光照強度為3000 lx，光暗比為12 h∶12 h，培養(yǎng)溫度為25℃）培養(yǎng)，每天定時搖晃5～6次防止藻種老化沉淀，以5～6 d一次的頻率接種。定期鏡檢，在形狀上觀察藻種是否單一、有無其他雜菌（是否發(fā)生聚集現(xiàn)象）。預(yù)培養(yǎng)3代，鏡檢細胞正常，進入對數(shù)生長期時進行實驗。

1.2.2 小球藻的生長抑制實驗

用直線內(nèi)插法初步計算CBZ抑制淡水綠藻的96 h EC50范圍，以初步確定值為基準，各向兩邊以等差數(shù)列形式延伸，最終確定CBZ的濃度為：0、40、70、100、130、160 mg·L-1。在初始藻密度約為6.0×105個· mL-1時開始，采用血球計數(shù)板計數(shù)法每24 h測定藻細胞數(shù)量，每組設(shè)3個平行樣，連續(xù)培養(yǎng)96 h。最后，根據(jù)《化學(xué)品藻類生長抑制試驗》[17]中的概率單位－濃度對數(shù)法，計算CBZ對小球藻的96 h EC50。實驗采用的是16×25（大格）的計數(shù)板，細胞數(shù)計算公式為：

1.2.3 葉綠素含量測定

將染毒時間為96 h的小球藻藻液移取20 mL到具塞離心管（50mL）中，10000r·min－1、4℃離心10 min，棄上清液得到藻體，加丙酮研磨，暗處提取1 h，離心（4℃、13 000 r·min－1、10 min）得到澄清液。采用分光光度法，以90%丙酮為參比，用U－2 900分光光度計掃描范圍為400～750 nm的光譜，葉綠素a、b的濃度值（mg·L－1）使用在663、645、630 nm處測得的吸光度（OD值）來計算，用750 nm處的OD值來校正渾濁度，將每個色素的OD值減去750 nm下的濁度校正值后，代入下列公式[18]計算濃度：

葉綠素a含量=11.64（OD663）－2.16（OD645）+0.10（OD630）

葉綠素b含量=20.97（OD645）－3.94（OD663）－3.66（OD630）

1.2.4 酶活性測定

取一定量（約20 mL）的藻液，9000 r·min－1、4℃離心20 min，棄上清液，準確稱量藻體質(zhì)量，按照組織質(zhì)量（g）∶提取液體積（mL）為1∶（5～10）的比例，加入相應(yīng)的提取液，冰浴勻漿。8500 r·min－1、4℃離心10 min，上清液為粗酶液。

測定方法采用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司SOD、CAT含量試劑盒法中的分光光度法，其中SOD、CAT分別在分光光度計波長為560、240 nm處進行測量。

（1）SOD活性計算：

抑制百分率＝（A對照管－A測定管）÷A對照管×100%

SOD活性（U·g－1鮮重）=[抑制百分率÷（1－抑制百分率）×V反總]÷（W×V樣÷V樣總）×樣本稀釋倍數(shù)=11.4×抑制百分率÷（1－抑制百分率）÷W×樣本稀釋倍數(shù)

式中：A對照管、A測定管分別為對照管、測定管的吸光度；V反總為反應(yīng)體系總體積，1.026 mL；V樣為加入反應(yīng)體系中樣本體積，0.09 mL；V樣總為加入提取液體積，1 mL；W為樣本質(zhì)量，g。

（2）CAT活性計算：

CAT（U·g－1鮮重）=[ΔA×V反總÷（ε×d）×109]÷（W× V樣÷V樣總）÷T=678×ΔA÷W

式中：ΔA為240 nm下的初始吸光度與1 min后的吸光度的差值；V反總為反應(yīng)體系總體積，1.035×10－3L；ε為H2O2摩爾消光系數(shù)，4.36×104L·mol－1·cm－1；d為比色皿光徑，1 cm；V樣為加入樣本體積，0.035 mL；V樣總為加入提取液體積，1 mL；T為反應(yīng)時間，1 min；W為樣本質(zhì)量，g。

1.2.5 MDA含量測定

利用1.2.4節(jié)中提取的粗酶液，采用試劑盒法測定。MDA含量按下式計算：

MDA含量（nmol·g－1鮮重）=[ΔA×V反總÷（ε×d）× 109]÷（W×V樣÷V樣總）=25.8×ΔA÷W

式中：ΔA為532 nm與600 nm下吸光度的差值；V反總為反應(yīng)體系總體積，8×10－4L；ε為丙二醛摩爾消光系數(shù)，155×103L·mol－1·cm－1；d為比色皿光徑，1 cm；V樣為加入樣本體積，0.2 mL；V樣總為加入提取液體積，1 mL；W為樣本質(zhì)量，g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實驗結(jié)果運用Excel 2010計算數(shù)據(jù)平均值和標準偏差，采用SPSS 16.0軟件進行單因素方差分析（One－way ANOVA）中的LSD檢驗和Canoco冗余分析對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 CBZ對小球藻數(shù)量的影響

由圖1可知，在實驗開始時，藻液中小球藻各個濃度處理組的數(shù)量基本一致，隨著時間的延長，對照組數(shù)量與時間呈線性關(guān)系。第96 h的對照組和處理組小球藻數(shù)量相比前四個時間段均有顯著增加，其中在40 mg·L－1和70 mg·L－1的暴露濃度下，小球藻細胞數(shù)量均約為6.2×106個·mL－1，更高（130、160 mg·L－1）的暴露濃度下，小球藻細胞數(shù)量分別為2.7×106、2.6×106個·mL－1。通過計算得出CBZ對小球藻的96 h EC50=154.42 mg·L－1，根據(jù)水和廢水檢測分析方法[19]中藻類生長抑制實驗對毒物的毒性分級標準可知，CBZ對小球藻屬于低毒物質(zhì)。

圖1 CBZ對小球藻數(shù)量的影響Figure 1 Effects of CBZ on the numbers of Chlorella

2.2 CBZ對小球藻葉綠素含量的影響

由圖2可知，經(jīng)各濃度CBZ處理后的小球藻，葉綠素a和葉綠素b含量都明顯低于對照組。隨著處理組染毒濃度的升高，葉綠素a和葉綠素b的含量均出現(xiàn)先減少后增加的趨勢。由此可見，低濃度（0.1 mg·L－1）的CBZ明顯降低了小球藻葉綠素a和葉綠素b的含量，其中葉綠素a、葉綠素b含量分別為2.16、0.38 mg·L－1。隨著染毒濃度的升高，葉綠素降低的趨勢逐漸減緩。

圖2 CBZ對小球藻葉綠素含量的影響Figure 2 Effects of CBZ on the chlorophyll content of Chlorella

2.3 CBZ對小球藻SOD活性的影響

圖3為染毒第7 d時CBZ對小球藻SOD活性的影響。低濃度處理組（0.1 mg·L－1）相對于對照組而言，對小球藻SOD的活性起到了促進作用，而中高濃度處理組（1、10、50、100 mg·L－1）隨著濃度的增加，對SOD活性起到了相對明顯的抑制作用，其活性逐漸減弱。最終高濃度處理組（50、100 mg·L－1）SOD活性穩(wěn)定在8.68～14.21 U·g－1范圍內(nèi)。

2.4 CBZ對小球藻CAT活性的影響

圖4為染毒第7 d時CBZ對小球藻CAT活性的影響。低中濃度處理組（0.1、1、10 mg·L－1）表現(xiàn)出與對照組的顯著性差異（P＜0.05），而高濃度處理組（50、100 mg·L－1）與對照組并無顯著性差異。因此，在CBZ的影響下，中低濃度處理組的CAT活性受到激活，并且活性隨濃度升高而降低；而高濃度的處理組活性基本不變，大致為4.52 U·g－1。

圖3 CBZ對小球藻SOD活性的影響Figure 3 Effect of CBZ on the SOD activity of Chlorella

圖4 CBZ對小球藻CAT活性的影響Figure 4 Effect of CBZ on the CAT activity of Chlorella

2.5 CBZ對小球藻MDA含量的影響

圖5為染毒第7 d時CBZ對小球藻MDA活性的影響。各濃度CBZ的處理組MDA含量均略高于對照組，處理組之間MDA含量變化不明顯，其含量在2.06～2.32 nmol·g－1之間。因此，CBZ在短時間內(nèi)對小球藻的MDA含量并無明顯的影響。

2.6 小球藻指標的主成分分析

圖6為CBZ對小球藻影響的冗余分析圖。CBZ濃度的變化對圖中五項指標的影響程度較大，CBZ濃度與小球藻葉綠素a含量、葉綠素b含量、SOD活性、CAT活性呈負相關(guān)，與MDA含量呈正相關(guān)，其中小球藻CAT、SOD活性和葉綠素a含量受CBZ的影響較大。此外，SOD、CAT活性的相關(guān)性較高，并且在CBZ濃度為0.1 mg·L-1時CAT活性受影響顯著；葉綠素a、葉綠素b含量的相關(guān)性次之，并且在CBZ濃度為1、10 mg·L-1時受影響顯著。

圖5 CBZ對小球藻MDA含量的影響Figure 5 Effect of CBZ on the MDA content of Chlorella

圖6 CBZ對小球藻影響的冗余分析Figure 6 RDA for the effects of CBZ on Chlorella

3 討論

本實驗的目的是通過研究CBZ對小球藻的影響，探究CBZ對水生生物的生態(tài)毒性，為控制藥物殘留、保護生態(tài)環(huán)境提供理論依據(jù)。實驗測得CBZ對小球藻的96 h EC50為154.42 mg·L-1，可見有毒性影響，并且隨著CBZ濃度的升高和時間的延長，小球藻生長受抑制作用加強，而96 h小球藻數(shù)量有顯著增加，說明小球藻對CBZ有逐漸適應(yīng)的趨勢。王麗艷[20]在研究納米CuO對小球藻的毒性效應(yīng)中，測得納米CuO的96 h EC50為74.61 mg·L-1，并且對小球藻的毒性存在劑量-效應(yīng)關(guān)系，與本研究中隨CBZ濃度的升高，小球藻生長受抑制加重的趨勢差別較小。由此可見，高濃度的污染物暴露均可污染水生環(huán)境，影響藻類的生長。本實驗同時也研究了小球藻葉綠素含量隨CBZ暴露濃度的變化情況，結(jié)果顯示處理組葉綠素a和葉綠素b含量均明顯低于對照組，低濃度（0.1 mg·L-1）CBZ對其含量的降低程度最顯著。Zhang等[21]研究CBZ對斜生柵藻和蛋白核小球藻的生態(tài)毒理效應(yīng)，結(jié)果顯示，CBZ影響兩者葉綠素a的合成，且小球藻表現(xiàn)出更明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，即小球藻葉綠素a含量隨CBZ濃度的升高而減少，與本研究結(jié)果存在差異。李威等[22]在抗癌物5-氟尿嘧啶對羊角月牙藻的葉綠素含量影響中得到與本研究相似的結(jié)果，即低濃度（5.15 mg·L-1）暴露下的5-氟尿嘧啶對羊角月牙藻葉綠素含量表現(xiàn)出抑制作用，濃度為12.5～32 mg·L-1時葉綠素含量有所提高，濃度大于32 mg·L-1時其含量呈下降趨勢。這種相似的結(jié)果可以解釋為藻類色素合成的相關(guān)酶類在一定污染物脅迫濃度下受到激活，葉綠素含量相應(yīng)增加，而隨著脅迫濃度的升高，由于植物細胞中活性氧受到攻擊和葉綠體中捕光Chla/b-Pro復(fù)合體的合成受到抑制，葉綠素含量又逐漸降低，由此對藻類正常的生化反應(yīng)造成危害，并間接影響環(huán)境中的碳氧循環(huán)。

生物體內(nèi)具有抗氧化作用的酶類主要包括SOD、CAT、POD等。其中SOD是清除超氧自由基的唯一特效酶，其含量及活性是整個自由基連鎖反應(yīng)過程的限制性因素之一[23]；CAT是生物體內(nèi)酶系統(tǒng)中重要的抗氧化酶之一，可催化H2O2降解為H2O和O2，從而防止機體氧化損傷[24]。本次實驗中的小球藻SOD、CAT活性均在CBZ濃度為0.1 mg·L-1時受到激活，說明機體內(nèi)抗氧化酶含量升高，正積極防御外來氧化的損傷；而當(dāng)染毒濃度升高至超過了細胞的抗氧化能力時，酶結(jié)構(gòu)遭到破壞，活性呈下降趨勢。李楠[25]在雙酚A（BPA）對小球藻和斑馬魚的毒性效應(yīng)研究中得到與本研究相似的結(jié)論，即低濃度的BPA對小球藻的SOD活性產(chǎn)生激活作用，隨著BPA濃度的升高，SOD活性下降，說明機體在低濃度BPA的影響下，產(chǎn)生了保護性的應(yīng)激反應(yīng)，而高濃度BPA暴露超出其修復(fù)能力，導(dǎo)致氧化損傷，甚至死亡。此外，吳清蓮等[26]在研究Y3+對Pb2+脅迫下銅綠微囊藻生長生理的影響時發(fā)現(xiàn)，低質(zhì)量濃度的Y3+（0.10～0.50 mg·L-1）促進了Pb2+脅迫下銅綠微囊藻的抗氧化酶活性，高質(zhì)量濃度Y3+（1.00～10.00 mg·L-1）則抑制了銅綠微囊藻的抗氧化酶活性，同樣與本研究結(jié)果相似?？梢?，實驗中各暴露濃度下的污染物均能導(dǎo)致藻類抗氧化酶系的改變，對藻類產(chǎn)生不同程度的損傷。

MDA是機體膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物之一。MDA含量的增加反映機體內(nèi)自由基的大量積累，機體受到自由基攻擊，引起膜脂過氧化，破壞細胞膜系統(tǒng)的完整性[27]。本研究中CBZ處理組的MDA含量均略高于對照組，說明CBZ引起了機體的膜脂過氧化，細胞受到損傷。楊兆壬等[28]通過急性毒性實驗探究[OMIm]Br離子液體對蛋白核小球藻的致毒作用，結(jié)果顯示隨著離子液體濃度升高，小球藻MDA含量增加，高濃度處理組（50 mg·L－1和80 mg·L－1）的MDA含量較對照組均有極顯著差異（n=3，P＜0.01），說明藻細胞在不利環(huán)境中受到氧化損傷。龍瑞等[29]在Mn2+、Cd2+對伊樂藻處理7 d的實驗中得出，單一Mn2+、Cd2+脅迫均不同程度地加快了伊樂藻MDA的產(chǎn)生，表明生物體可通過自身抗氧化系統(tǒng)的應(yīng)激性清除過多的活性自由氧，增強抗逆性以抵抗污染物的脅迫，與本研究的結(jié)果相似。

在正常的藻細胞中，活性氧自由基（Reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生和清除處于平衡狀態(tài)，當(dāng)ROS產(chǎn)生過多或抗氧化能力減弱時，會導(dǎo)致細胞內(nèi)部脂質(zhì)過氧化，使MDA含量上升，SOD、CAT活性增高，以清除細胞內(nèi)部的活性氧[30]。為了通過少數(shù)指標揭示多個變量之間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇直接梯度排序方法進行分析，本研究基于對各指標進行去趨勢對應(yīng)分析（DCA）的判斷，確定選擇線性模型冗余分析。冗余分析是一種直接梯度排序分析方法，與常規(guī)統(tǒng)計分析對各個指標的相關(guān)性分析結(jié)果一致，但它以樣方為基礎(chǔ)，能通過箭頭方向和長度等在排序圖上更直觀表達出各要素之間的相關(guān)性和影響程度，是一種更加科學(xué)的評價方法[31]。本研究分析結(jié)果顯示，小球藻的CAT、SOD活性和葉綠素a含量受CBZ的影響較大，并且CBZ濃度的變化與小球藻葉綠素含量、SOD活性、CAT活性呈負相關(guān)，與MDA含量呈正相關(guān)。這表明CBZ可對小球藻抗氧化酶類及葉綠素的合成產(chǎn)生不利影響，進而造成細胞膜脂過氧化。王蓉等[32]在納米硫化鎘量子點對斜生柵藻的毒性研究中，通過計算斜生柵藻SOD活性和MDA含量變化的百分比得出，在硫化鎘量子點暴露濃度為1.0 mg·L－1時兩指標呈明顯負相關(guān)關(guān)系，與本研究結(jié)果相似。同樣，在[OMIm]Br離子液體對蛋白核小球藻的影響實驗中，分析小球藻各指標隨離子液體暴露濃度的變化趨勢線可得，受試物劑量與小球藻葉綠素含量、SOD活性呈負相關(guān)，與MDA含量呈正相關(guān)，即離子液體與小球藻的阻滯程度和壞死程度存在劑量－效應(yīng)關(guān)系[28]。

4 結(jié)論

（1）CBZ對小球藻的96 h EC50為154.42 mg·L－1，說明其對小球藻有一定的毒性，能抑制小球藻的生長，并且濃度越高，抑制作用越強；CBZ影響小球藻葉綠素含量，隨CBZ濃度的升高，葉綠素a、葉綠素b含量表現(xiàn)出先減少后增加的趨勢。

（2）不同濃度的CBZ對小球藻的抗氧化酶活性均有一定程度的影響，低濃度處理組（0.1 mg·L－1）對小球藻SOD的活性具有促進作用，中高濃度處理組（1、10、50、100 mg·L－1）對SOD活性起到了明顯的抑制作用，并隨著濃度的增加逐漸增強；中低濃度處理組（0.1、1、10 mg·L－1）的小球藻CAT活性受到激活，并隨濃度升高活性降低，而高濃度的處理組（50、100 mg·L－1）活性與對照組無顯著差異（P＜0.05）；處理組小球藻的MDA含量均高于對照組，細胞均受到膜脂過氧化損傷。

（3）通過CBZ對小球藻各個指標的相關(guān)性分析可得，小球藻的CAT、SOD活性和葉綠素a含量受CBZ的影響較大。

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Effects of carbamazepine on the growth and the oxidative damage of Chlorella

YAN Xiao-jing,WANG Jin-hua*,ZHU Lu-sheng,WANG Jun,ZHANG Feng-zhao
（College of Resources and Environment,Key Laboratory of Agricultural Environment in Universities of Shandong,Shandong Agricultural University,Tai′an 271018,China）

As a kind of emerging contaminants,pharmaceuticals and personal care products（PPCPs）have been gradually concerned by people.PPCPs cause serious adverse effects on aquatic organisms in water because of the residual toxicity in the water environment.The experiment was based on carbamazepine（CBZ）as the target compound,the typical PPCPs compound,which studied the influence of CBZ on the ordinaryChlorellagrowth,chlorophyll content,superoxide dismutase（SOD）activity,catalase（CAT）activity and malondialdehyde（MDA）content.The concentration of 96 h half maximal effect（EC50）of CBZ on Chlorella vulgaris was 154.42 mg·L-1，which have certain toxicity effects onChlorellaand can inhibit the growth ofChlorella.CBZ affected the chlorophyll content ofChlorella.The low concentration（0.1 mg·L-1）of CBZ act as a disincentive toChlorellachlorophyll a and chlorophyll b content,which decreased to 2.16 mg·L-1and 0.38 mg·L-1respectively.The inhibition gradually weakened with the increasing of CBZ concentration.With the increase of CBZ concentration,the activity of SOD in Chlorella showed inhibition after activation first state,and the activity of CAT showed a low concentration of activated state. The influence of CBZ on MDA content was weak,and the MDA content of processing group was in the range of 2.06 to 2.32 nmol·g-1,whichwas slightly higher than the control group.The redundancy analysis（RDA）showed that the influence of CBZ on CAT,SOD activity and the content of chlorophyll a were more significant.

Chlorella;carbamazepine;chlorophyll content;toxicity effects

X503.23

A

1672-2043（2017）04-0643-08

10.11654/jaes.2016-1259

2016－09－30

閻曉靜（1993—），女，山東濰坊人，碩士研究生，研究方向為環(huán)境與生態(tài)毒理。E-mail：yxj_93@163.com

*通信作者：王金花E-mail：wjh@sdau.edu.cn

國家科技重大專項(2016YFD0201203)；國家自然科學(xué)基金項目（21377075，41671320）；山東省自然科學(xué)基金（ZR2016JL029）；泰山學(xué)者工程專項

Project supported：The National Key Research and Development Program of China（2016YFD0201203）；The National Natural Science Foundation of China（21377075,41671320）；The Natural Science Foundation of Shandong Province,China（ZR2016JL029）；The Special Funds of Taishan Scholar of Shandong Province,China

閻曉靜，王金花，朱魯生，等.卡馬西平對小球藻生長的影響和氧化損傷[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2017,36（4）：643-650.

YAN Xiao-jing,WANG Jin-hua,ZHU Lu-sheng,et al.Effects of carbamazepine on the growth and the oxidative damage of Chlorella[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（4）:643-650.