不同濃度BDE-47對(duì)三葉浮萍生長(zhǎng)的影響*

姚 瑤，張 琪，馬長(zhǎng)月，孟 詩(shī)，唐曉琳，王仁君

（曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東濟(jì)寧 273165）

不同濃度BDE-47對(duì)三葉浮萍生長(zhǎng)的影響*

姚 瑤，張 琪，馬長(zhǎng)月，孟 詩(shī)，唐曉琳，王仁君

（曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東濟(jì)寧 273165）

試驗(yàn)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(guò)測(cè)定浮萍生物量、葉綠素含量、丙二醛（MDA）含量來(lái)反映不同的環(huán)境污染條件下浮萍等水生植物的生長(zhǎng)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(duì)生長(zhǎng)率越低。隨著B(niǎo)DE-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(shì)，BDE-47濃度達(dá)到10μg/L時(shí)葉綠素含量達(dá)到最高值。MDA含量隨著B(niǎo)DE-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(guò)氧化物酶

多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）是一類(lèi)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(fèi)產(chǎn)品中[1-2]。2，2′，4，4′-四溴聯(lián)苯醚（BDE-47）容易在有機(jī)體內(nèi)富集，是生物體內(nèi)PBDEs污染物的主要成分[3]。PBDEs對(duì)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(duì)PBDEs脅迫的響應(yīng)機(jī)制，國(guó)內(nèi)還很少有報(bào)道[4]。

該試驗(yàn)以BDE-47污染物作為脅迫因子，以浮萍作為受試對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)室條件下通過(guò)浮萍生物量、葉綠素含量、脂質(zhì)過(guò)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(duì)浮萍的毒性效應(yīng)。

1 材料與方法

1.1 浮萍的采集與馴化

試驗(yàn)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(zhǎng)健壯、生長(zhǎng)狀況相近的植株進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

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(gè)平行組。將處理后的浮萍在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)光照條件下進(jìn)行培養(yǎng)，觀察浮萍的生長(zhǎng)狀況，并測(cè)定浮萍96h后的生物量、葉綠素含量、MDA含量。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 生物量的測(cè)定

生物量采用植株個(gè)數(shù)表示，按下式計(jì)算。

式中W2：試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的生物量；W1：試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的生物量；t：試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)間；R小于0時(shí)表明浮萍已受到毒物毒害而逐漸死亡，R大于0時(shí)表明在一定濃度的毒物條件下浮萍可以生長(zhǎng)，具有一定程度的耐受性。

1.3.2 葉綠素的測(cè)定

式中C：總?cè)~綠素的濃度，mg/L；A663：波長(zhǎng)663 nm處的吸光度值；A645：波長(zhǎng)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(cè)定

式中C：丙二醛濃度，μmol/L；A450：波長(zhǎng)450 nm處的吸光度值；A532：波長(zhǎng)532 nm處的吸光度值；A600：波長(zhǎng)600 nm處的吸光度值；V：提取液總體積，ml；Fw：樣品鮮重，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 BDE-47對(duì)浮萍生物量的影響

由圖1可知，不同濃度的BDE-47對(duì)浮萍的相對(duì)生長(zhǎng)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(shí)，對(duì)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(yíng)養(yǎng)液中均培養(yǎng)96 h后的浮萍進(jìn)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(duì)浮萍生物量的影響

圖2 不同濃度的BDE-47對(duì)浮萍葉綠素的影響

圖3 不同濃度的BDE-47對(duì)浮萍MDA含量的影響

2.2 BDE-47對(duì)浮萍葉綠素含量的影響

由圖2可知，隨著B(niǎo)DE-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(shì)。當(dāng)BDE-47濃度低于10μg/L時(shí)，其葉綠素的含量增加較為緩慢；當(dāng)BDE-47濃度大于10μg/L時(shí)，其葉綠素的含量突然減少，說(shuō)明在此濃度下，浮萍葉片的受損程度較大，BDE-47已嚴(yán)重影響其正常生長(zhǎng)。

2.3 BDE-47對(duì)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B(niǎo)DE-47濃度的增加呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢(shì)。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(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)96 h后的浮萍相比，浮萍體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)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(shí)MDA就開(kāi)始積累，積累的速度在BDE-47濃度為5μg/L以下時(shí)比較緩慢，當(dāng)BDE-47的濃度達(dá)到5μg/L以上時(shí)，MDA含量增加的較為明顯，說(shuō)明在此濃度下脂質(zhì)過(guò)氧化較為嚴(yán)重，細(xì)胞受到了損傷，BDE-47的存在對(duì)浮萍的傷害比較大。

3 結(jié)論與討論

在對(duì)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(duì)生長(zhǎng)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B(niǎo)DE-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(shì)，BDE-47濃度達(dá)到10μg/L時(shí)葉綠素含量達(dá)到最高。而MDA含量隨著B(niǎo)DE-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(duì)植物生長(zhǎng)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(jìn)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(duì)褶皺臂尾輪蟲(chóng)單一和聯(lián)合毒性效應(yīng)研究．中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，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(duì)海洋生物的影響研究．海洋湖沼通報(bào)，2010，（1）：36～46

[4] 張攀，王仁君．蒽和苯并芘單獨(dú)及聯(lián)合作用對(duì)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(xiàng)目：國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201510446052）