摘要［目的］通過測(cè)定納米二氧化硅（SiO2NPs）處理綠藻后的生長(zhǎng)及光合指標(biāo)變化，揭示SiO2NPs對(duì)水生態(tài)環(huán)境中藻類光合性能的影響。［方法］以萊茵衣藻（Chlamydomonasreinhardtii）為試驗(yàn)材料，從生長(zhǎng)、氧化脅迫、葉綠素含量及葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線方面研究了SiO2"NPs的生物毒性效應(yīng)。［結(jié)果］96h、25℃高濃度（800mg/L）的SiO2NPs誘導(dǎo)萊茵衣藻活性氧（ROS）上升了21.57%，并且抑制了萊茵衣藻光合作用，導(dǎo)致葉綠素a含量下降了10.87%，光合性能指數(shù)Pi-Abs下降了50.72%。而溫度升高加劇了納米二氧化硅的毒性。當(dāng)溫度上升至30℃時(shí)，高濃度（800mg/L）的SiO2NPs導(dǎo)致萊茵衣藻ROS比對(duì)照組上升了26.58%，葉綠素a和葉綠素b含量分別下降了23.47%和20.35%，光合性能指數(shù)Pi-Abs顯著下降了55.72%。高濃度SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻光合作用有一定的毒害作用，且溫度升高與SiO2NPs濃度增加的協(xié)同作用將加劇萊茵衣藻光合毒性效應(yīng)。［結(jié)論］該研究為探索納米粉體材料對(duì)微藻的光合效應(yīng)提供了理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞納米二氧化硅；萊茵衣藻；光合效應(yīng)；葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線；活性氧

中圖分類號(hào)X171"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A"文章編號(hào)0517-6611（2025）01-0070-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.015

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

EffectofSilicaNanoparticlesonPhotosyntheticPerformanceof"Chlamydomonasreinhardtii

HU Yu-qing" LUO Xue-gang" ZHANG Yu ²

（1.CollegeofLifeScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang，Sichuan621010;2.EngineeringResearchCenterforBiomassMaterials，MinistryofEducation，Mianyang，Sichuan622010）

Abstract［Objective］TorevealtheeffectofSiO2NPsonalgalphotosynthesisinaquaticecosystemsbydeterminingthechangesingrowthandphotosyntheticindexesofgreenalgaetreatedwithsilicananoparticles（SiO2NPs）.［Method］ThebiotoxiceffectsofSiO2NPswerestudiedintermsofgrowth，oxidativestress，chlorophyllcontentandchlorophyllfluorescence-inducedkineticcurvesusing"Chlamydomonasreinhardtii"asexperimentalmaterial.［Result］At96hand25℃，thehighconcentrationof800mg/LSiO2NPsinduceda21.57%increaseinreactiveoxygenspecies（ROS）of"Chlamydomonasreinhardtii"andinhibitedthephotosynthesisof"Chlamydomonasreinhardtii，whichresultedina10.87%decreaseinchl-acontentanda50.72%decreaseinthephotosyntheticperformanceindexPi-Abs.Andthetoxicityofsilicananoparticleswasexacerbatedbythetemperatureincrease.Whenthetemperatureincreasedto30℃，thehighconcentrationof800mg/LofSiO2NPsledtotheincreaseofreactiveoxygenspecies（ROS）of"Chlamydomonasreinhardtii"by26.58%，thedecreaseofchlorophyllaandchlorophyllbcontentby23.47%and20.35%，andthesignificantdecreaseofthephotosyntheticperformanceindexPi-Absby55.72%comparedwiththatofthecontrolgroup.HighconcentrationofSiO2NPshadatoxiceffectonphotosynthesisof"Chlamydomonasreinhardtii，andthesynergisticeffectofincreasingtemperatureandincreasingconcentrationofSiO2NPswillexacerbatethephotosynthetictoxiceffectof"Chlamydomonasreinhardtii.［Conclusion］Thisstudyprovidesatheoreticalbasisanddatasupportforexploringthephotosyntheticeffectsofnanopowdermaterialsonmicroalgae.

KeywordsSilicananopowder（SiO2NPs）;Chlamydomonasreinhardtii;Photosyntheticeffect;Chlorophyllfluorescence-inducedkineticcurve;Reactiveoxygen

基金項(xiàng)目四川省科技計(jì)劃重點(diǎn)研究項(xiàng)目（20212YFN0025）。

作者簡(jiǎn)介"胡雨晴（1995—），女，湖北孝感人，碩士研究生，研究方向：環(huán)境生態(tài)與環(huán)境生物效應(yīng)。*通信作者，教授，博士生導(dǎo)師，從事環(huán)境生物技術(shù)、污染控制與生物修復(fù)研究。

納米材料（nanomaterials，NMs）是三維中任何一維的尺寸范圍在1～100 nm或者是由納米材料為基本單元構(gòu)成的材料^［1］。根據(jù)其化學(xué)組成可分為碳納米顆粒、金屬及其氧化物納米顆粒、量子點(diǎn)和納米聚合物。而納米二氧化硅（SiO 2 NPs）是氧化物納米顆粒，其具有化學(xué)純度高、分散性好、比表面積大的特性，表面的不飽和殘鍵和羥基賦予其很高的表面活性^［2］，是目前世界上大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)量最高的納米材料之一^［3］。世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，SiO 2 NPs全球制造量居納米材料第2位，年產(chǎn)量以150萬t持續(xù)遞增^［4］。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，SiO 2 NPs被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，例如電子、能源、環(huán)境、醫(yī)藥、食品、催化和材料等方面^［5–8］，其生物安全性引起了各國(guó)的廣泛關(guān)注，涌現(xiàn)出大量對(duì)納米材料生物安全和作用機(jī)制的研究^［9-10］。然而，SiO 2 NPs的廣泛應(yīng)用也將對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，SiO 2 NPs的環(huán)境健康安全評(píng)價(jià)尤為重要。

SiO 2 NPs對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)構(gòu)成威脅，研究表明，用40 nm的SiO 2 NPs通過涂抹的方式能穿透人體皮膚，進(jìn)入表皮CD1a+細(xì)胞^［11］，而750和1 500 nm顆粒則不能進(jìn)入皮膚^［12］。此外，SiO 2 NPs可被吸收至多種細(xì)胞的細(xì)胞核中，并引起拓?fù)洚悩?gòu)酶1的異常聚集^［12］。15和46 nm的SiO 2 NPs顆粒對(duì)人肺癌細(xì)胞的體外試驗(yàn)表明，在SiO 2 NPs濃度為10和100 μg/mL時(shí)可以降低細(xì)胞活性，其毒性與氧化應(yīng)激有關(guān)^［13］。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)分散良好的SiO 2 NPs可以透過皮膚屏障進(jìn)去并分布至小鼠全身^［14］。SiO 2 NPs不僅可以進(jìn)入小鼠皮膚、淋巴結(jié)和肝組織，還可以進(jìn)入大腦皮層中^［15］。目前SiO 2 NPs生物毒性效應(yīng)研究集中在動(dòng)物方面，對(duì)于植物毒性的研究較少。有研究表明，SiO 2 NPs會(huì)影響鱗毛蕨屬藻細(xì)胞光合色素的含量，其中葉綠素a和b含量明顯降低，光合色素含量的變化直接影響藻細(xì)胞的光合作用^［16］。Van等^［17］研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入水環(huán)境的SiO 2 NPs會(huì)破壞羊角月牙藻的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，抑制其生長(zhǎng)。雖然已有學(xué)者研究了SiO 2 NPs對(duì)藻類光合作用^［16］，但對(duì)于SiO 2 NPs導(dǎo)致綠藻的毒性效應(yīng)仍有待進(jìn)一步探究。

微藻作為水生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，是許多生態(tài)鏈的基礎(chǔ)，在水生生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。藻類不僅通過自身的光合作用為其他水生生物提供食物和氧氣，同時(shí)藻類還具有較高的蓄積能力，常作為水體污染的生物指標(biāo)^［18］。而萊茵衣藻具有生長(zhǎng)周期短、生長(zhǎng)繁殖快、易于分離和培養(yǎng)的特點(diǎn)，常作為模式生物用來研究納米顆粒的生物毒性。因此，該研究測(cè)定不同濃度、不同溫度下SiO 2 NPs處理萊茵衣藻的OD值、葉綠素含量、活性氧（ROS），并通過FluorPen FP 110 手持式葉綠素?zé)晒鈨x檢測(cè)萊茵衣藻葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化，探討SiO 2 NPs對(duì)萊茵衣藻可能的生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制，以期為評(píng)估SiO 2 NPs對(duì)藻類的光合性能及其環(huán)境毒性效應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料萊茵衣藻（CC124）購(gòu)置中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所淡水藻類培養(yǎng)庫（FACHB），編號(hào)為FACHB2217。萊茵衣藻培養(yǎng)于250mL錐形瓶中，瓶中含有100mL無菌TAP培養(yǎng)基，培養(yǎng)溫度分別為25和30℃，光照強(qiáng)度為100μmol/（m2·s），光暗比為12h/12h，每天早、中、晚各振蕩一次。當(dāng)萊茵衣藻生長(zhǎng)至對(duì)數(shù)期后，接種至新的培養(yǎng)基中進(jìn)行試驗(yàn)處理。

SiO2NPs（純度99%，粒徑30nm）購(gòu)置蘇州優(yōu)鋯納米材料有限公司。將SiO2NPs加至無菌水中，配制成0.5g/L的母液，在TAP培養(yǎng)基中配制不同濃度的納米二氧化硅懸浮液，使其終濃度為100和800mg/L用于暴露試驗(yàn)。在添加萊茵衣藻之前，先將添加納米二氧化硅培養(yǎng)基超聲處理30min，以避免聚集或黏附到細(xì)胞容器表面。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1 生長(zhǎng)曲線繪制及胞內(nèi)ROS含量測(cè)定。取3 mL萊茵衣藻，利用FluorPen FP 110手持式葉綠素?zé)晒鈨x（PSI，捷克）測(cè)定其在680、720 nm下的光密度（OD 680、OD 720），分別在1、2、3、4、5、7、9 d檢查藻類在不同濃度SiO 2 NPs處理下生長(zhǎng)情況并繪制生長(zhǎng)曲線^［19］。每組設(shè)置6個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

萊茵衣藻細(xì)胞密度由公式（1）估計(jì)：

y=37.927x+0.1794（R2=0.9901）（1）

式中：y為細(xì)胞密度（×105cells/mL）；x為680nm處的吸光度。

用細(xì)胞透性熒光染料DCFH-DA（Sigma，德國(guó)）測(cè)定藻細(xì)胞內(nèi)ROS含量。具體方法：稱取12.5 mg DCFH-DA溶解于2.5 mL二甲基亞砜（分析純），配制成10 mol/L母液，-20 ℃避光保存。取1 mL萊茵衣藻，離心（8 000 r/min，4 ℃，10 min）收集細(xì)胞，使用EDTA-2Na洗滌3次并重懸，將母液添加至藻細(xì)胞中使其終濃度為100 μmol/L后，在黑暗中室溫孵育60 min^［20］。ROS熒光強(qiáng)度采用多功能熒光酶標(biāo)儀Varioskan Flash（Thermo Scien，USA）測(cè)定，激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)分別為498、522 nm。每組設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.2.2 萊茵衣藻葉綠素含量測(cè)定。參考《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》^［21］，取l mL藻液，6 000 r/min 離心10 min，收集細(xì)胞，清洗3遍，在藻細(xì)胞中加入5 mL 95%無水乙醇黑暗處理，再次離心（12 000 r/min，10 min）收集上清，用酶標(biāo)儀測(cè)定波長(zhǎng)649和665 nm處的吸光度，以95%無水乙醇作為空白對(duì)照。每組設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.2.3 快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線OJIP測(cè)定。利用FluorPen FP110手持式葉綠素?zé)晒鈨x進(jìn)行OJIP測(cè)定^［22］，具體方法：取3 mL藻細(xì)胞，低速離心收集并清洗后置于比色皿中暗適應(yīng)20 min，設(shè)定光化光強(qiáng)為100 μmol/（m2·s）（藻培養(yǎng)時(shí)光強(qiáng)），飽和光強(qiáng)為60%［1 800 μmol/（m2·s）］，測(cè)量光強(qiáng) Flash pulse為20%［最大為0.09 μmol/（m2·s）］。每組設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.3統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS13.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過One-wayANOVA檢驗(yàn)來測(cè)試統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異；部分試驗(yàn)兩組數(shù)據(jù)之間差異比較采用Student’s"t"test。采用GraphPadPrism8繪圖，利用AdobeIllustratorCS6進(jìn)行排版。

2結(jié)果與分析

2.1萊茵衣藻生長(zhǎng)速率對(duì)不同濃度SiO2NPs暴露的響應(yīng)通過測(cè)量680和720nm處的OD值來評(píng)估SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻生長(zhǎng)的影響。結(jié)果顯示（圖1），在25℃時(shí)，低濃度（100mg/L）SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻生長(zhǎng)（OD680）無顯著影響，而高濃度（800mg/L）則導(dǎo)致其生長(zhǎng)下降，9d時(shí)下降約9.62%；當(dāng)溫度升高至30℃時(shí)，高濃度（800mg/L）SiO2NPs的影響更為顯著，1～9d均呈下降趨勢(shì)，7d時(shí)下降約13.06%。然而，不同濃度SiO2NPs處理后的萊茵衣藻在720nm處的吸光度無明顯差異。這表明SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻生長(zhǎng)的影響與暴露濃度和處理溫度密切相關(guān)。

2.2暴露不同濃度SiO2NPs下萊茵衣藻ROS的定量分析從圖2可以看出，在25℃時(shí)，低濃度（100mg/L）SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻的ROS無明顯差異，而高濃度（800mg/L）的SiO2NPs在96h時(shí)導(dǎo)致ROS顯著上升21.57%；在30℃時(shí)，SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻ROS的影響更為顯著，在96h時(shí)，100和800mg/LSiO2NPs導(dǎo)致萊茵衣藻ROS分別顯著上升了21.03%和26.58%，這表明高濃度SiO2NPs促進(jìn)了藻細(xì)胞中ROS的累積，同時(shí)溫度升高后，SiO2NPs和溫度協(xié)同顯著促進(jìn)藻細(xì)胞中ROS的累積。

2.3萊茵衣藻中葉綠素含量對(duì)不同濃度SiO2NPs暴露的響應(yīng)從圖3可以看出，在24h、25℃時(shí)，低濃度（100mg/L）SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻中葉綠素含量無顯著影響，而高濃度（800mg/L）SiO2NPs在96h導(dǎo)致葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量分別顯著下降10.87%、8.56%和8.80%；當(dāng)溫度升高至30℃時(shí)，高濃度（800mg/L）的SiO2NPs的影響更為顯著，在96h時(shí)，高濃度（800mg/L）的SiO2NPs導(dǎo)致葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量分別顯著下降23.47%、2035%和16.26%。

2.4萊茵衣藻葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線OJIP對(duì)SiO2NPs的響應(yīng)

2.4.1SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻OJIP曲線的影響。從圖4可以看出，萊茵衣藻OJIP瞬態(tài)熒光呈多相上升，在24和96h、25℃時(shí)，萊茵衣藻J相（2ms）、I相（30ms）和P相（達(dá)到熒光最大值）低濃度（100mg/L）與對(duì)照無顯著差異，而高濃度（800mg/L）J相、I相、P相與對(duì)照相比均有所下降。在96h、30℃時(shí)，SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻J相、I相、P相的影響更為顯著。這表明高濃度（800mg/L）的SiO2NPs導(dǎo)致萊茵衣藻整體葉綠素?zé)晒獬氏陆第厔?shì)。

2.4.2SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻PSII能量代謝與光電子傳遞的影響。Vj和Vi是OJIP的特征位點(diǎn)熒光值，由圖5可知，在25℃時(shí)，經(jīng)過高濃度（800mg/L）SiO2NPs處理24h萊茵衣藻Vj上升了10.51%，而溫度上升至30℃時(shí)，96h時(shí)的Vj顯著上升了22.60%。這暗示了高濃度的SiO2NPs阻礙了萊茵衣藻QA-向QB-的電子傳遞，與此同時(shí)，溫度上升與SiO2NPs高濃度協(xié)同作用，進(jìn)一步加劇阻礙了電子傳遞的過程。在96h、30℃時(shí)，高濃度的SiO2NPs導(dǎo)致Vi顯著上升了1326%，揭示了高濃度的SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻PQ庫電子傳遞有阻礙作用。

分析PSII對(duì)光能吸收、捕獲的情況（圖5）發(fā)現(xiàn)，在25℃下高濃度的SiO2NPs處理萊茵衣藻24h后，ABS/RC上升了7.75%，96h時(shí)顯著上升了15.57%；當(dāng)溫度升至30℃時(shí)，其影響更為顯著，在24h時(shí)ABS/RC上升了12.27%，96h時(shí)顯著上升了25.70%。盡管TR0/RC在96h、25℃時(shí)與對(duì)照無明顯差異，但在30℃時(shí)，高濃度的SiO2NPs導(dǎo)致TR0/RC上升了11.51%。在24h、25℃時(shí)ET0/RC與對(duì)照組相較并未發(fā)生顯著變化；高濃度的SiO2NPs導(dǎo)致DI0/RC在24和96h、25℃時(shí)分別上升了18.93%和42.90%，在30℃時(shí)分別上升了25.43%和50.51%。在96h、25℃時(shí)，800mg/LSiO2NPs暴露導(dǎo)致萊茵衣藻有活性反應(yīng)中心密度RC/CS0下降了13.67%，在96h、30℃時(shí)顯著下降了16.73%。這些數(shù)據(jù)表明，高濃度的SiO2NPs可能損害了萊茵衣藻的反應(yīng)活動(dòng)中心，增加了單位活動(dòng)中心的負(fù)擔(dān)，而溫度的升高進(jìn)一步加劇了這一負(fù)擔(dān)。為了應(yīng)對(duì)這種壓力，萊茵衣藻可能通過增加能量的散失來減少過多的光能對(duì)反應(yīng)中心的損傷。

在PSII能量分配比例方面，在96h、25℃高濃度的SiO2NPs導(dǎo)致Ψ"0下降了5.75%，96h、30℃時(shí)下降了7.80%;φE0在96h、25℃時(shí)下降了16.33%，96h、30℃時(shí)顯著下降了18.22%;φD0在24和96h、25℃時(shí)分別上升了9.75%和2382%，30℃時(shí)分別上升了8.58%和19.74%。這進(jìn)一步證明了高濃度的SiO2NPs提高了萊茵衣藻能量散失光量子產(chǎn)量，減少了電子傳遞的量子份額，對(duì)其光合電子傳遞性能產(chǎn)生了抑制作用。

Mo和S"m的結(jié)果顯示，在24h、25℃時(shí)，100和800mg/LSiO2NPs使Mo分別上升了15.82%和21.84%，30℃時(shí)分別上升了19.76%和36.54%。而S"m在25℃、24h時(shí)無明顯變化，但在96h時(shí)800mg/LSiO2NPs使S"m顯著上升了2420%；96h、30℃時(shí)100和800mg/LSiO2NPs使S"m分別上升了18.27%和26.03%。這些結(jié)果表明，高濃度的SiO2NPs可能抑制了萊茵衣藻QA-外的電子傳遞，加快了QA的還原速率，而S"m的升高則反映了萊茵衣藻電子傳遞體PQ庫的增多，導(dǎo)致更多的電子從QA-進(jìn)入電子傳遞鏈。

2.4.3SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻葉綠素?zé)晒庑阅軈?shù)的影響。從圖6可以看出，在96h、25℃時(shí)，低濃度（100mg/L）和高濃度（800mg/L）的SiO2NPs導(dǎo)致萊茵衣藻PSII最大光化學(xué)效率（F"v/F"m）分別顯著下降了4.51%、11.24%；在96h、30℃時(shí)，低濃度（100mg/L）和高濃度（800mg/L）

的SiO 2 NPs導(dǎo)致萊因衣藻 F "v/ F "m分別顯著下降了4.92%、11.32%。光合性能指數(shù)Pi-Abs是一個(gè)綜合性參數(shù)，可以有效反映光合機(jī)構(gòu)狀態(tài)、原初光化學(xué)活性、電子傳遞效率^［23］。從圖6可以看出，在25 ℃時(shí)，100和800 mg/L的SiO 2 NP導(dǎo)致萊茵衣藻在96 h時(shí)Pi-Abs分別顯著下降了12.69%和50.72%，在30 ℃時(shí)SiO 2 NP對(duì)萊茵衣藻Pi-Abs影響更為顯著，分別下降了27.89%和55.72%。以上結(jié)果表明SiO 2 NPs可能導(dǎo)致萊茵衣藻光合能力降低，且濃度越高導(dǎo)致萊茵衣藻光合能力越弱，高溫和SiO 2 NPs協(xié)同作用對(duì)萊茵衣藻光合能力的影響更為顯著。

3討論

SiO 2 NP的安全評(píng)價(jià)因其在食品科學(xué)、化工工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)中廣泛應(yīng)用而受到高度關(guān)注。該研究結(jié)果證實(shí)，SiO 2 NPs對(duì)萊茵衣藻具有一定的毒性效應(yīng)。800 mg/L SiO 2 NPs能夠?qū)е氯R茵衣藻葉綠素含量顯著降低和活性氧（ROS）顯著增加。葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)OJIP和JIP-test^［24］能反映光吸收、能量傳遞效率、PSII供體側(cè)和受體側(cè)變化情況^{［25–27］}。從OJIP曲線特征位點(diǎn) V i和V j 的綜合分析表明，高濃度SiO 2 NPs及培養(yǎng)溫度升高阻礙了萊茵衣藻PSII受體側(cè)QA-向QB-的電子傳遞。 M "o反映PSII QA被還原的最大速率以及光合反應(yīng)中心的凈關(guān)閉速度，該研究發(fā)現(xiàn)高濃度SiO 2 NPs及溫度升高協(xié)同作用導(dǎo)致萊茵衣藻 M "o顯著上升，反映QA-外電子傳遞速率受到抑制進(jìn)而導(dǎo)致QA的還原速率變快^［28］。綜上，高濃度SiO 2 NPs以及高溫脅迫可能導(dǎo)致萊茵衣藻光合能量傳遞效率降低。有活性中心反應(yīng)密度（RC/CS 0）結(jié)果表明，高濃度SiO 2 NPs與溫度升高協(xié)同作用導(dǎo)致RC/CS 0顯著下降，這可能是萊茵衣藻葉綠素a受到高濃度SiO 2 NPs與高溫協(xié)同作用后發(fā)生降解。單位活性反應(yīng)中心RC吸收的光能（ABS/RC）上升，說明萊茵衣藻單位活性中心可能要負(fù)擔(dān)過多的光能，導(dǎo)致萊茵衣藻在高濃度SiO 2 NPs作用下PSII光損傷的可能性增加^［29］。而 φ E o的降低代表PSII反應(yīng)中心捕獲的量子被用于電子傳遞份額減少，可能是與能量散失光量子產(chǎn)量 φ D o的增加有關(guān)。 φ D o增加意味著藻類熱耗散能力增強(qiáng)，熱耗散被認(rèn)為是一種重要的PSII光破壞防御機(jī)制，表明萊茵衣藻通過增加熱散耗來緩解SiO 2 NPs對(duì)PSII造成的傷害^［30］。 S "m表示OJIP標(biāo)準(zhǔn)化補(bǔ)償面積，反映使QA完全被還原所需要的能量，即PSII反應(yīng)中心受體側(cè)PQ庫的大小。高濃度SiO 2 NPs與溫度升高協(xié)同作用導(dǎo)致 S "m增加，延長(zhǎng)了萊茵衣藻到達(dá) F "m所需要的時(shí)間，促使其具有更多的電子傳遞體^［27］。

該研究從萊茵衣藻受SiO2NPs暴露后的生長(zhǎng)情況、ROS、葉綠素含量及葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)曲線OJIP方面揭示了SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻的毒性效應(yīng)，為SiO2NPs作為常用納米氧化物對(duì)環(huán)境造成安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。但SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻致毒的分子機(jī)理還有待進(jìn)一步探究，后續(xù)可通過轉(zhuǎn)錄組和代謝組學(xué)等技術(shù)分析致毒過程中代謝物差異，確定SiO2NPs對(duì)萊茵衣藻的致毒機(jī)理。

4結(jié)論

該研究結(jié)果表明，高濃度SiO2NPs導(dǎo)致萊茵衣藻生長(zhǎng)速度變緩，葉綠素含量降低，活性氧增加，高濃度SiO2NPs和溫度升高協(xié)同作用脅迫了萊茵衣藻光電子傳遞，導(dǎo)致其能量分配紊亂。光反應(yīng)階段的還原力生產(chǎn)降低可能導(dǎo)致其暗反應(yīng)階段碳同化力不足，進(jìn)而降低了光合性能。

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