Cu2+对普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影响

欧阳慧灵, 孔祥臻, 何玘霜, 秦宁, 何伟, 王雁, 王戎, 徐福留. Cu2+对普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影响[J]. 生态毒理学报, 2011, 6(5): 499-506.
引用本文: 欧阳慧灵, 孔祥臻, 何玘霜, 秦宁, 何伟, 王雁, 王戎, 徐福留. Cu2+对普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影响[J]. 生态毒理学报, 2011, 6(5): 499-506.
Ouyang Huiling, Kong Xiangzhen, He Qishuang, Qin Ning, He Wei, Wang Yan, Wang Rong, Xu Fuliu. Toxicological Effect of Cu2+ on Photosynthesis of Chlorella vulgaris: Influence of Initial Cellular Density[J]. Asian journal of ecotoxicology, 2011, 6(5): 499-506.
Citation: Ouyang Huiling, Kong Xiangzhen, He Qishuang, Qin Ning, He Wei, Wang Yan, Wang Rong, Xu Fuliu. Toxicological Effect of Cu2+ on Photosynthesis of Chlorella vulgaris: Influence of Initial Cellular Density[J]. Asian journal of ecotoxicology, 2011, 6(5): 499-506.

Cu2+对普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影响

    作者简介: 欧阳慧灵(1990-),女,硕士研究生,研究方向为藻类生态毒理,E-mail:huiling31707@gmail.com
    通讯作者: 徐福留, E-mail: xufl@urban.pku.edu.cn
  • 基金项目:

    国家973项目(No.2007CB407304)

    国家杰出青年基金项目(No.40725004)

    国家自然科学基金重点项目(No.41030529)

    国家水专项(No.2008ZX07103-005-01)

  • 中图分类号: X171.5

Toxicological Effect of Cu2+ on Photosynthesis of Chlorella vulgaris: Influence of Initial Cellular Density

    Corresponding author: Xu Fuliu, xufl@urban.pku.edu.cn
  • Fund Project:
  • 摘要: 为了研究Cu2+对普通小球藻的光合毒性以及初始藻密度对Cu2+光合毒性的影响,将初始密度为107mL-1的普通小球藻暴露于Cu2+的6个浓度(0、5、10、20、30和40μmol·L-1)中进行96 h的毒性暴露实验,在2、48和96 h分别利用叶绿素荧光仪(MAXI-Imaging-PAM)测定各项叶绿素荧光参数,同时,针对3个不同初始密度的普通小球藻(2×106、5×106和2×107mL-1),测定并比较了其暴露于0、20和40μmol·L-1的Cu2+12 h后,叶绿素荧光参数的变化。不同初始藻密度的毒性实验结果显示,初始藻密度为2×106mL-1时,20和40μmol·L-1Cu2+可完全抑制普通小球藻的光合作用;当初始藻密度增加到5×106和2×107mL-1时,40μmol·L-1Cu2+对普通小球藻的实际光合作用效率仅有约75%和25%的抑制。这表明初始藻密度越大,Cu2+的光合毒性越弱。但随着初始藻密度的增加,初始藻密度的变化对Cu2+光合毒性的影响减弱。初始藻密度为107mL-1时的毒性实验结果显示,暴露于20~40μmol·L-1Cu2+2 h后,普通小球藻的光合作用即受到抑制,且该抑制程度随Cu2+浓度的增加而增强,并随着暴露时间的延长有所缓解。随着Cu2+浓度的增加,最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量(Yield)、相对电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)逐渐降低,非光化学淬灭系数(NPQ/4)逐渐上升。研究结果表明,Cu2+对普通小球藻的光合作用有一定的抑制作用,其机理可能为通过引起PSⅡ系统反应中心的部分失活,导致PSⅡ系统反应中心的开放比例减少,引起电子传递速率降低以及ATP和NADPH的合成减慢,从而使光合作用速率下降;初始藻密度对Cu2+的光合毒性大小有较大的影响,故在进行藻类的毒性实验时,也应关注初始藻密度的影响。
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-18
欧阳慧灵, 孔祥臻, 何玘霜, 秦宁, 何伟, 王雁, 王戎, 徐福留. Cu2+对普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影响[J]. 生态毒理学报, 2011, 6(5): 499-506.
引用本文: 欧阳慧灵, 孔祥臻, 何玘霜, 秦宁, 何伟, 王雁, 王戎, 徐福留. Cu2+对普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影响[J]. 生态毒理学报, 2011, 6(5): 499-506.
Ouyang Huiling, Kong Xiangzhen, He Qishuang, Qin Ning, He Wei, Wang Yan, Wang Rong, Xu Fuliu. Toxicological Effect of Cu2+ on Photosynthesis of Chlorella vulgaris: Influence of Initial Cellular Density[J]. Asian journal of ecotoxicology, 2011, 6(5): 499-506.
Citation: Ouyang Huiling, Kong Xiangzhen, He Qishuang, Qin Ning, He Wei, Wang Yan, Wang Rong, Xu Fuliu. Toxicological Effect of Cu2+ on Photosynthesis of Chlorella vulgaris: Influence of Initial Cellular Density[J]. Asian journal of ecotoxicology, 2011, 6(5): 499-506.

Cu2+对普通小球藻的光合毒性:初始藻密度的影响

    通讯作者: 徐福留, E-mail: xufl@urban.pku.edu.cn
    作者简介: 欧阳慧灵(1990-),女,硕士研究生,研究方向为藻类生态毒理,E-mail:huiling31707@gmail.com
  • 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室
基金项目:

国家973项目(No.2007CB407304)

国家杰出青年基金项目(No.40725004)

国家自然科学基金重点项目(No.41030529)

国家水专项(No.2008ZX07103-005-01)

摘要: 为了研究Cu2+对普通小球藻的光合毒性以及初始藻密度对Cu2+光合毒性的影响,将初始密度为107mL-1的普通小球藻暴露于Cu2+的6个浓度(0、5、10、20、30和40μmol·L-1)中进行96 h的毒性暴露实验,在2、48和96 h分别利用叶绿素荧光仪(MAXI-Imaging-PAM)测定各项叶绿素荧光参数,同时,针对3个不同初始密度的普通小球藻(2×106、5×106和2×107mL-1),测定并比较了其暴露于0、20和40μmol·L-1的Cu2+12 h后,叶绿素荧光参数的变化。不同初始藻密度的毒性实验结果显示,初始藻密度为2×106mL-1时,20和40μmol·L-1Cu2+可完全抑制普通小球藻的光合作用;当初始藻密度增加到5×106和2×107mL-1时,40μmol·L-1Cu2+对普通小球藻的实际光合作用效率仅有约75%和25%的抑制。这表明初始藻密度越大,Cu2+的光合毒性越弱。但随着初始藻密度的增加,初始藻密度的变化对Cu2+光合毒性的影响减弱。初始藻密度为107mL-1时的毒性实验结果显示,暴露于20~40μmol·L-1Cu2+2 h后,普通小球藻的光合作用即受到抑制,且该抑制程度随Cu2+浓度的增加而增强,并随着暴露时间的延长有所缓解。随着Cu2+浓度的增加,最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量(Yield)、相对电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)逐渐降低,非光化学淬灭系数(NPQ/4)逐渐上升。研究结果表明,Cu2+对普通小球藻的光合作用有一定的抑制作用,其机理可能为通过引起PSⅡ系统反应中心的部分失活,导致PSⅡ系统反应中心的开放比例减少,引起电子传递速率降低以及ATP和NADPH的合成减慢,从而使光合作用速率下降;初始藻密度对Cu2+的光合毒性大小有较大的影响,故在进行藻类的毒性实验时,也应关注初始藻密度的影响。

English Abstract

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