姚 瑤,張 琪,馬長月,孟 詩,唐曉琳,王仁君
(曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山東濟寧 273165)
不同濃度BDE-47對三葉浮萍生長的影響*
姚 瑤,張 琪,馬長月,孟 詩,唐曉琳,王仁君
(曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,山東濟寧 273165)
試驗采用不同濃度的BDE-47作為脅迫因子,以水生植物三葉浮萍為受試生物,通過測定浮萍生物量、葉綠素含量、丙二醛(MDA)含量來反映不同的環(huán)境污染條件下浮萍等水生植物的生長狀況。其結(jié)果表明:BDE-47濃度與浮萍的生物量有明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系,即BDE-47濃度越高,浮萍的相對生長率越低。隨著BDE-47濃度的增加,浮萍葉綠素含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,BDE-47濃度達到10μg/L時葉綠素含量達到最高值。MDA含量隨著BDE-47濃度的增加顯著增加。
四溴聯(lián)苯醚 浮萍 生物量 葉綠素 丙二醛 過氧化物酶
多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)是一類化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、阻燃性能優(yōu)異的溴系阻燃劑,被普遍應(yīng)用于交通工具、電路板、紡織品、化工、建材、油漆等各種工業(yè)產(chǎn)品和消費產(chǎn)品中[1-2]。2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚(BDE-47)容易在有機體內(nèi)富集,是生物體內(nèi)PBDEs污染物的主要成分[3]。PBDEs對浮萍等淡水植物的生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng)尤其是淡水水生植物對PBDEs脅迫的響應(yīng)機制,國內(nèi)還很少有報道[4]。
該試驗以BDE-47污染物作為脅迫因子,以浮萍作為受試對象,在實驗室條件下通過浮萍生物量、葉綠素含量、脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)的積累等方面研究了不同濃度的BDE-47脅迫對浮萍的毒性效應(yīng)。
1.1 浮萍的采集與馴化
試驗所用的材料三葉浮萍采自曲阜市污水處理廠。培養(yǎng)3 d后挑取葉片完好、生長健壯、生長狀況相近的植株進行試驗。
1.2 試驗設(shè)計
配制毒物BDE-47的濃度為0μg/L、5μg/L、10μg/L、15μg/L、20μg/L(pH=6.0)的溶液,并設(shè)置3個平行組。將處理后的浮萍在實驗室連續(xù)光照條件下進行培養(yǎng),觀察浮萍的生長狀況,并測定浮萍96h后的生物量、葉綠素含量、MDA含量。
1.3 測定指標(biāo)及方法
1.3.1 生物量的測定
生物量采用植株個數(shù)表示,按下式計算。
式中W2:試驗結(jié)束時的生物量;W1:試驗開始時的生物量;t:試驗進行時間;R小于0時表明浮萍已受到毒物毒害而逐漸死亡,R大于0時表明在一定濃度的毒物條件下浮萍可以生長,具有一定程度的耐受性。
1.3.2 葉綠素的測定
式中C:總?cè)~綠素的濃度,mg/L;A663:波長663 nm處的吸光度值;A645:波長645 nm處的吸光度值;V:提取液總體積,ml;Fw:浮萍鮮重,g。
1.3.3 丙二醛(MDA)的測定
式中C:丙二醛濃度,μmol/L;A450:波長450 nm處的吸光度值;A532:波長532 nm處的吸光度值;A600:波長600 nm處的吸光度值;V:提取液總體積,ml;Fw:樣品鮮重,g。
2.1 BDE-47對浮萍生物量的影響
由圖1可知,不同濃度的BDE-47對浮萍的相對生長率有明顯的抑制作用,呈現(xiàn)出明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系。同時,對分別在BDE-47濃度為5μg/L、10μg/ L、15μg/L、20μg/L的培養(yǎng)液中與完全在營養(yǎng)液中均培養(yǎng)96 h后的浮萍進行比較,其生物量分別降低了13.16%、18.42%、23.68%、30.26%。
圖1 不同濃度的BDE-47對浮萍生物量的影響
圖2 不同濃度的BDE-47對浮萍葉綠素的影響
圖3 不同濃度的BDE-47對浮萍MDA含量的影響
2.2 BDE-47對浮萍葉綠素含量的影響
由圖2可知,隨著BDE-47濃度的不斷增加,浮萍葉綠素的含量呈現(xiàn)先增后減的趨勢。當(dāng)BDE-47濃度低于10μg/L時,其葉綠素的含量增加較為緩慢;當(dāng)BDE-47濃度大于10μg/L時,其葉綠素的含量突然減少,說明在此濃度下,浮萍葉片的受損程度較大,BDE-47已嚴重影響其正常生長。
2.3 BDE-47對浮萍丙二醛(MDA)含量的影響
由圖3可知,浮萍體內(nèi)MDA含量的積累隨著BDE-47濃度的增加呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢。浮萍在BDE-47濃度分別為5μg/L、10μg/L、15μg/L、20μg/L的培養(yǎng)液中培養(yǎng)96 h后,與完全在營養(yǎng)液中培養(yǎng)96 h后的浮萍相比,浮萍體內(nèi)脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA的含量分別上升了15.79%、46.67%、48.39%、52.94%。植物體內(nèi)有BDE-47存在時MDA就開始積累,積累的速度在BDE-47濃度為5μg/L以下時比較緩慢,當(dāng)BDE-47的濃度達到5μg/L以上時,MDA含量增加的較為明顯,說明在此濃度下脂質(zhì)過氧化較為嚴重,細胞受到了損傷,BDE-47的存在對浮萍的傷害比較大。
在對BDE-47脅迫下浮萍各種指標(biāo)的研究中發(fā)現(xiàn):浮萍的生物量、葉綠素、MDA含量均呈現(xiàn)規(guī)律性變化。BDE-47濃度越高,浮萍的相對生長率越低,表現(xiàn)出BDE-47濃度與浮萍的生物量有明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系。隨著BDE-47濃度的不斷增加,浮萍葉綠素含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,BDE-47濃度達到10μg/L時葉綠素含量達到最高。而MDA含量隨著BDE-47濃度的增加顯著增加。由此可以看出,高濃度的毒性大于低濃度的毒性,對植物生長的影響有明顯不同。
[1] 王維,周俊麗,裴淑瑋,等.多溴聯(lián)苯醚在環(huán)境中的污染現(xiàn)狀研究進展.環(huán)境化學(xué),2014,33(7):1084~1093
[2] 沙婧婧,王悠,王鴻,等.2種多溴聯(lián)苯醚(BDE-47、BDE-209)對褶皺臂尾輪蟲單一和聯(lián)合毒性效應(yīng)研究.中國海洋大學(xué)學(xué)報,2015,45(9):69~77
[3] 唐學(xué)璽,柯可,王悠.多溴聯(lián)苯醚在海洋環(huán)境中的分布及其對海洋生物的影響研究.海洋湖沼通報,2010,(1):36~46
[4] 張攀,王仁君.蒽和苯并芘單獨及聯(lián)合作用對三葉浮萍的生態(tài)毒理學(xué)效應(yīng).曲阜師范大學(xué),2015
*資助項目:國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201510446052)