王朝暉,謝 駿,姜 珊,史婧佳,劉勇斌,龔望寶 (.暨南大學水生生物研究所,廣東 廣州 506；.暨南大學生態(tài)學系,廣東 廣州 506；.中國水產(chǎn)科學研究院珠江水產(chǎn)研究所,廣東 廣州 5080)

商品氯氰菊酯對斜生柵藻生長的影響及其生理生化效應

王朝暉1,2*,謝 駿3,姜 珊1,史婧佳2,劉勇斌2,龔望寶3(1.暨南大學水生生物研究所,廣東 廣州 510632；2.暨南大學生態(tài)學系,廣東 廣州 510632；3.中國水產(chǎn)科學研究院珠江水產(chǎn)研究所,廣東 廣州 510380)

研究了商品氯氰菊酯對斜生柵藻(Scenedesmus obliquus)生長及生理生化指標的影響,以了解除蟲菊酯農(nóng)藥對水生態(tài)系統(tǒng)的影響.在氯氰菊酯暴露下,藻細胞生長受到明顯抑制,氯氰菊酯對斜生柵藻生長的72h半效應濃度(EC50)為2.37mg/L.藻細胞所有生理生化指標對氯氰菊酯響應迅速,12h到達最大促進或者抑制效果,48h后趨于平穩(wěn).其中12h處理,可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,中等濃度組的促進作用最強;超氧化物歧化酶(SOD)活性則呈現(xiàn)出低濃度促進、高濃度抑制效應.氯氰菊酯能促進藻細胞膜脂氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)的產(chǎn)生,且呈現(xiàn)出明顯的劑量—效應關系,MDA含量可以作為監(jiān)測氯氰菊酯污染的生物標記指標之一.研究結(jié)果表明,SOD活性抑制以及膜脂氧化是氯氰菊酯對斜生柵藻的重要致毒機理,但自然環(huán)境中的氯氰菊酯水平不會對淡水水體浮游藻類的生長產(chǎn)生抑制作用.

氯氰菊酯；毒性；斜生柵藻；生長；超氧化物歧化酶；丙二醛

擬除蟲菊酯類農(nóng)藥是一類含有苯氧烷基的環(huán)丙烷酯,最初是從除蟲菊類(Pyrethrum, Cinerariae folium)植物中所含的有效成分除蟲菊素發(fā)展而成的.擬除蟲菊酯類農(nóng)藥具有很強生物活性以及良好的環(huán)境兼容性,在防治衛(wèi)生害蟲和農(nóng)作物害蟲中有重要地位[1].近年來,隨著一批高毒農(nóng)藥的禁用,菊酯類農(nóng)藥的使用量越來越大,對其毒性的研究也越來越引起人們的重視.

擬除蟲菊酯農(nóng)藥已廣泛用于農(nóng)田、森林和家用殺蟲,隨著它們使用范圍的擴大、使用頻率的增加,它們進入水體的機會也就越來越大,對水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響.同時,擬除蟲菊酯農(nóng)藥也廣泛使用于水產(chǎn)養(yǎng)殖,主要用于養(yǎng)殖動物的寄生蟲疾病防治[2].擬除蟲菊酯雖然對哺乳動物等非靶生物低毒,但它們對魚類和其它水生動物毒性很高[3-4],大部分LC50值在5μg/L以下[5-6].而且擬除蟲菊酯農(nóng)藥屬于疑似環(huán)境激素類[7-8],對浮游動物的生長和繁殖具有一定的慢性毒素和致突變能力[9-10],并且能夠影響水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,從而對水生態(tài)環(huán)境造成長遠影響[10-12].

擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對水生態(tài)系統(tǒng)影響已有較多報道,但大多集中在水生動物毒性的研究方面[5-7],而擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對藻類的毒性研究則比較少[11,13-17].藻類作為水生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者,其種類多樣性和初級生產(chǎn)量直接影響水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能.此外,目前大部分有關農(nóng)藥的毒理學研究報道中使用的為純品農(nóng)藥,對商品農(nóng)藥中乳化劑和溶劑的毒性未予考量,而溶劑與乳化劑對水生生物也具有一定毒害作用[18].因此,在毒理學研究中,使用市售商品農(nóng)藥作為實驗藥品能更為科學和全面地評價農(nóng)藥對環(huán)境的影響.

因此,本文選擇目前使用最為普遍、用量最大的擬除蟲菊酯—氯氰菊酯作為實驗材料,研究了商品氯氰菊酯對典型淡水藻類斜生柵藻(Scenedesmus obliquus)的生長、細胞內(nèi)含物及抗氧化酶和膜脂氧化指標的影響,以考察商品氯氰菊酯對藻類的毒性和致毒機理,為擬除蟲菊酯農(nóng)藥在水環(huán)境的安全使用提供科學依據(jù).

1 材料與方法

1.1 實驗藻類的來源與培養(yǎng)

本實驗藻種為斜生柵藻,來自于暨南大學水生生物研究所藻種室.實驗藻種在 BG11培養(yǎng)基中進行擴大培養(yǎng),培養(yǎng)條件為溫度 20℃,光照強度為100μmol/(m2?s),光暗比為12h:12h.藻細胞在對數(shù)生長期反復接種3次后進行實驗,待達到同步培養(yǎng)后進行實驗.

1.2 試驗藥品

氯氰菊酯為江門市大光明農(nóng)化有限公司生產(chǎn)的含 10%氯氰菊酯的市售乳油.用丙酮配制成2000,3600,6400,11200,20000mg/L氯氰菊酯母液,在4℃下避光保存.

1.3 實驗設計

根據(jù)預備實驗結(jié)果,0.5‰(體積比)的丙酮對柵藻的生長及生理生化指標不產(chǎn)生明顯影響,因此試驗液中溶劑丙酮含量設為 0.5‰,對照組中添加同樣濃度的丙酮.

實驗設置1個對照組和5個實驗組,各組中氯氰菊酯濃度分別為0,1,1.8,3.2,5.6,10mg/L.實驗容器為1000mL三角瓶,培養(yǎng)體積600mL.每個濃度設置 3個平行,實驗所有容器和培養(yǎng)基均經(jīng)過121℃、20min高壓蒸汽滅菌.培養(yǎng)條件與 1.1相同.每天手動搖瓶3次,實驗持續(xù) 72h,實驗進行的 0,3,6,12,24,48,72h,取樣進行各種指標的測定.

1.4 分析測定

1.4.1 細胞數(shù)量 在藻細胞對數(shù)生長期測定葉綠素熒光(美國Turner Designs公司Trilogy實驗室熒光儀),并計數(shù)藻細胞密度,得到葉綠素熒光與藻細胞密度的相關關系:y = 0.0039x + 2627, R2= 0.98,其中y為葉綠素熒光值,x為藻細胞密度.在上述規(guī)定時間取樣,測定葉綠素熒光值,并換算成藻細胞密度.

1.4.2 可溶性蛋白和氧化物歧化酶(SOD)活性的測定 酶粗提取液根據(jù)Wang等[7]的方法進行,取 50mL藻液,在 4℃、10000r/min條件下離心10min,去上清液,留藻泥,-20℃冷凍保存.加 5mL pH7.8磷酸緩沖液,間斷性超聲波冰浴破碎30min,鏡檢無完整細胞后,反復凍融2～3次.然后在4℃、10000r/min下離心 10min,上清液即為酶粗提液,用于可溶性蛋白和SOD活性的測定.

可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮蘭法[19].用小牛血清蛋白作標準曲線(y=0.1011x-0.0917, R2=0.999),取1mL酶液(對照組為1mL磷酸緩沖液),加5mL考馬斯亮蘭溶液,混勻,測定595nm處吸光值.

SOD活性采用氮蘭四唑(NBT)法測定[20],反應管內(nèi)依次加入 pH7.8磷酸緩沖液 3mL、130 mmol/L的甲硫氨酸溶液 0.6mL、0.057mmol/L的NBT溶液0.6mL、750μmol/L的EDTA-Na2溶液0.6mL、20μmol/L的核黃素溶液0.6mL、酶液0.5mL (對照組加入等量磷酸緩沖液)、蒸餾水1mL,混勻后,對照管避光,試驗組在 50～60μmol/(m2?s)、20℃下反應30min,遮光中止反應.以遮光的對照管為空白,在560nm波長下測定各管的吸光度,計算SOD活性.以能抑制NBT光化學還原50%的酶量為1個SOD單位,用U表示.SOD酶活性以單位細胞酶活性(U/108cells)以及單位蛋白酶活性(U/μg protein)表示.

1.4.3 可溶性糖與丙二醛(MDA)含量的測定 取 50mL藻液,于 4℃、10000r/min離心10min,去上清,藻泥置于-20℃保存.取出冷凍的藻泥,加入 5mL 三氯乙酸溶液,搖勻,超聲波冰浴破碎,置于 4℃、10000r/min離心 10min,上清為待測液.

測定可溶性糖和 MDA采用硫代巴比妥酸(TBA)法[21],取1mL上清液,加入2mL TBA,沸水中加熱15min,迅速放入冰水中冷卻,測定450,532, 600nm處的吸光值,計算可溶性糖和MDA含量.

1.5 計算與統(tǒng)計分析

1.5.1 半效應濃度(EC50)的計算 藻細胞生長的特定生長率(μ, d-1)由以下公式進行計算:

式中:N0為初始細胞密度; Nt是培養(yǎng)t d時的細胞密度.

生長抑制百分率(EC)定義為氯氰菊酯抑制生長率的百分比:

式中: μc是對照組的特定生長率; μi是試驗組i的特定生長率.

EC50值采用抑制百分率的概率單位濃度對數(shù)直線回歸法進行計算,并計算EC50的95%可信限范圍.

1.5.2 統(tǒng)計分析 實驗數(shù)據(jù)用統(tǒng)計學方法進行處理,結(jié)果均為平均值±標準差,用SPSS13.0軟件進行顯著性差異分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 急性暴露氯氰菊酯對斜生柵藻生長的影響

在不同濃度的氯氰菊酯暴露下,斜生柵藻的生長曲線見圖 1.在添加了氯氰菊酯的各實驗組中,藻細胞的生長受到明顯抑制,且抑制程度與氯氰菊酯的濃度正相關.暴露 3h,高濃度組(＞3.2mg/L)藻細胞數(shù)量明顯下降(P＜0.05),12h內(nèi)均維持較低密度;隨后細胞密度緩慢上升,但直至實驗結(jié)束的 72h,最高濃度組(10mg/L)細胞密度仍低于接種密度.在暴露的前 48h,兩個低濃度組(＜1.8mg/L)的生長與對照組無明顯差異,但在隨后的 24h內(nèi)對照組的生長明顯優(yōu)于暴露組,至72h所有實驗組藻細胞密度均與對照組有明顯差異(P＜0.05).氯氰菊酯對斜生柵藻生長的 72h半抑制濃度(EC50)為 2.37mg/L,95%的可信限范圍為1.37～4.09mg/L.

圖1 氯氰菊酯暴露下斜生柵藻的生長Fig.1 The growth of Scenedesmus obliquus under the exposure of cypermethrin

2.2 氯氰菊酯對斜生柵藻細胞內(nèi)含物的影響

2.2.1 可溶性蛋白 藻細胞可溶性蛋白含量在暴露初期的24h內(nèi)變化較為顯著,暴露組均表現(xiàn)出不同程度的促進作用,而對照組則保持平穩(wěn).低濃度組(＜3.2mg/L)可溶性蛋白含量在 12h內(nèi)呈上升趨勢,促進作用隨著濃度的增加而增加,最大值為 3.2mg/L濃度組的 12h暴露,達9.66μg/108cells,為同期對照組的1.38倍;之后逐漸下降趨于平穩(wěn).高濃度組(＞5.6mg/L)則在 12h內(nèi)出現(xiàn)一些波動,整體來說是促進作用,但在 6h時,含量突然下降,12h時又上升,48h后逐漸達到平穩(wěn)(圖2).

圖2 氯氰菊酯暴露下斜生柵藻可溶性蛋白的變化Fig.2 Contents of soluble protein in Scenedesmus obliquus under the exposure of cypermethrin

2.2.2 可溶性糖 可溶性糖含量的變化規(guī)律與可溶性蛋白相近(圖3),同樣也在實驗初期的24h內(nèi)變化較為顯著,高濃度組與低濃度組均表現(xiàn)出不同程度的促進作用,48h后含量趨于穩(wěn)定.其中3.2mg/L對可溶性糖的促進作用最強,最高值(61.6mg/108cells)出現(xiàn)在3.2mg/L濃度組12h暴露,是同期對照組的2.27倍.而其他4個濃度組的促進作用相近,比較而言,最低濃度的1mg/L促進作用最小,而對照組則保持平穩(wěn).

圖3 氯氰菊酯暴露下斜生柵藻可溶性糖的變化Fig.3 Contents of soluble sugar in Scenedesmus obliques under the exposure of cypermethrin

2.3 氯氰菊酯對斜生柵藻抗氧化酶的影響

斜生柵藻體內(nèi)SOD對氯氰菊酯的響應明顯(圖 4a).暴露 12h時,低濃度組(＜1.8mg/L)藻細胞SOD 活性均被最大程度促進(P＜0.01),其中1.8mg/L濃度組達到最大值,為1.19 U/108cells,是對照組的 1.51倍;而高濃度(＞3.2mg/L)則被抑制至最低值,其中10mg/L在12h達到最小值3.44 U/108cells,僅為對照組的43.7%.隨著暴露時間的延長,48 h后各實驗組的SOD活性趨于一致.值得注意的是,對照組SOD活性也在12h有所增加,可能是由于新的生長環(huán)境致使藻細胞出現(xiàn)抗逆反應,此外對照組培養(yǎng)基中加入的少量丙酮可能也會產(chǎn)生一定抗逆反應.

圖4 氯氰菊酯暴露下斜生柵藻SOD活性的變化Fig.4 Superoxide dismutase (SOD) activity in Scenedesmus obliques under the exposure of cypermethrin

單位蛋白SOD酶活性能夠剔除藻細胞大小對酶活性的影響,有利于不同種類的微藻之間SOD酶活性的比較.本研究中,單位蛋白SOD酶活性變化與單位細胞酶活性相近(圖 4b),只是在3.2mg/L試驗組的抑制作用更為明顯,分析其原因,與該濃度組較高的蛋白含量有關(圖2).

2.4 氯氰菊酯對斜生柵藻膜脂氧化產(chǎn)物的影響

MDA是指示藻細胞內(nèi)膜脂氧化程度的重要指標.所有試驗組暴露初期 MDA含量就出現(xiàn)明顯上升,并且隨著濃度增加而增加,呈現(xiàn)出明顯的濃度—效應關系(圖 5).暴露 12h后,10mg/L組MDA含量達到最高值,為44.7μmol/108cells,是對照組的 2.86倍;其他濃度組也分別在暴露后6～12h時達到最高值,24h后MDA值逐漸回落至正常水平.雖然所有供試濃度的氯氰菊酯對藻細胞 MDA含量具有明顯的促進作用,但對照組MDA水平一直維持平穩(wěn).

圖5 氯氰菊酯暴露下斜生柵藻丙二醛(MDA)含量的變化Fig. 5 Variation in malondialdehyde (MDA) contents in Scenedesmus obliquus under the exposure of cypermethrin

3 討論

3.1 斜生柵藻對氯氰菊酯的敏感性

氯氰菊酯對水生生物毒性大小因受試生物的不同而有一定差異.對水生浮游動物24h LC50一般在 5μg/L以下,對魚類 96h LC50約為 0.1～10μg/L,而對蝦類96h LC50甚至小于0.1μg/L[5-6].藻類對氯氰菊酯的敏感性較低,72～96h EC50一般在1mg/L以上[22],氯氰菊酯純品農(nóng)藥對斜生柵藻96h EC50為112mg/L[13];10～50mg/L的氯氰菊酯抑制雙對柵藻的生長,卻刺激或稍抑制聚球藻的生長[23].海洋藻類對氯氰菊酯的敏感性較高, 96h EC50為100μg/L左右[16].

從本實驗結(jié)果來看,斜生柵藻對氯氰菊酯的敏感性雖低于水生動物以及海洋微藻,但EC50值(2.37mg/L)遠遠高于 Xiong等[13]的研究結(jié)果(112mg/L),這可能與本研究中所使用的商品農(nóng)藥有關.市售商品農(nóng)藥包括溶劑、乳化劑等輔劑,這些附加物對環(huán)境的危害有時甚至高于農(nóng)藥本身.擬除蟲菊酯市售農(nóng)藥一般以二甲苯作為溶劑、8%的農(nóng)乳 2201作為乳化劑配制而成的乳油,而溶劑和乳化劑本身也具有一定的毒性[18].此外,氯氰菊酯難溶于水,在水中溶解度為5～10μg/L[24].使用純品農(nóng)藥作為實驗藥品,當試驗液中氯氰菊酯濃度大于其在水中溶解度時,如果不添加適當?shù)娜榛瘎?水體中氯氰菊酯的實際濃度遠低于配制濃度.而劉濤等也發(fā)現(xiàn),高效氯氰菊酯商品乳油對斜生柵藻毒性較高,72h和 96h EC50分別為4.03,2.87mg/L[14].由此說明,試液中的有效濃度是決定氯氰菊酯生物毒性的重要因素.本課題組研究發(fā)現(xiàn),氯氰菊酯商品農(nóng)藥與純品農(nóng)藥(以丙酮為溶劑、8%的吐溫 60為乳化劑)對海洋微藻的毒性沒有明顯差別[16-17],而且在預備實驗中我們也發(fā)現(xiàn)使用吐溫60為乳化劑、丙酮為溶劑,氯氰菊酯原藥(有效成分含量＞96%)對斜生柵藻的毒性與商品農(nóng)藥相近.因此,本實驗結(jié)果與文獻報道的差異,主要是由于試驗液中氯氰菊酯有效濃度的差異所致.鑒于商品農(nóng)藥中附加劑也具有一定環(huán)境危害,作者認為使用商品農(nóng)藥來研究其毒性效應能更為準確地評估其對生態(tài)環(huán)境的影響.

擬除蟲菊酯屬于高親脂性化合物,在自然水體中極易與懸浮顆粒吸附,而且較易降解,因此,在自然水體中菊酯類農(nóng)藥的殘留量較低[25].在井水和自來水中無氯氰菊酯殘留,而河水中可以檢測出氯氰菊酯[26],城市污水中也能監(jiān)測出氯氰菊酯,但殘留量一般小于 1μg/L[27].本實驗設置的氯氰菊酯濃度為 mg/L級別,遠高于自然水體中氯氰菊酯的殘留濃度.因此,可以得出環(huán)境中的氯氰菊酯濃度不會對淡水水體浮游藻類的生長產(chǎn)生抑制作用,但極低濃度的氯氰菊酯對藻類的生長是否具有促進作用還有待進一步研究.

3.2 氯氰菊酯對斜生柵藻致毒機理的探討

在氯氰菊酯暴露下,斜生柵藻可溶性蛋白和可溶性糖含量以及SOD活性和MDA含量均在短時間內(nèi)做出反應,但在暴露后期基本恢復至正常水平.氯氰菊酯作為一種高親脂性化合物(log Kow≈6.6),與細胞接觸后,能迅速通過膜脂質(zhì)雙分子層進入細胞內(nèi)部[25],從而使細胞迅速做出響應;但隨著暴露時間的延長,藻類細胞逐漸適應毒害環(huán)境,而且農(nóng)藥濃度由于降解、吸附而下降[16],藻細胞各類指標也逐漸恢復至正常水平.

可溶性蛋白是存在于細胞中的非膜結(jié)合蛋白體系,在植物體內(nèi)有貯存營養(yǎng)、抵抗極端環(huán)境等作用,同時植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多數(shù)是參與各種代謝的酶類,測其含量是了解植物體總體代謝水平的一個重要指標.本實驗中斜生柵藻可溶性蛋白含量在暴露初期得到極大促進,并且在中等濃度下促進作用最為顯著.說明藻細胞受到中度脅迫時,能迅速合成大量可溶性蛋白,從而提供更多的代謝酶類抵抗不良環(huán)境.隨著毒物降解、濃度降低,且對周圍不良環(huán)境的逐漸適應,可溶性蛋白的含量逐漸恢復至正常水平.

可溶性糖包括還原糖(葡萄糖、果糖、麥芽糖等)和非還原糖(蔗糖等),與植物的生長發(fā)育、呼吸代謝等各個方面都息息相關.在氯氰菊酯脅迫下,可溶性糖含量同樣明顯增加.說明在毒性脅迫環(huán)境下,植物為了適應逆境的條件,會主動積累可溶性糖和可溶性蛋白等營養(yǎng)物質(zhì).

在逆境脅迫下,植物體內(nèi)都能夠產(chǎn)生大量的活性氧物質(zhì)(如O2-、-OH及H2O2等)[28],活性氧物質(zhì)能夠破壞蛋白質(zhì)、葉綠體、細胞膜的流動性及核酸等,擾亂有機體的動態(tài)平衡[29].為了消除或減少活性氧物質(zhì)對植物造成的損傷,植物在抗氧化物質(zhì)的基礎上形成了多種防護機制[30-31].O2-是最重要的活性氧物質(zhì),其大量存在主要來源于過剩電子傳遞給O2進而形成了O2-,O2-具有非常大的破壞作用,能夠引起細胞的死亡和器官的衰老.SOD被認為是防衛(wèi)O2-傷害的第一步,它可以將O2-轉(zhuǎn)化為氧化能力較弱的 H2O2,并在其他酶的作用下最終轉(zhuǎn)化為H2O和O2[28].

低濃度的氯氰菊酯雖然對藻細胞生長、內(nèi)含物含量基本沒有影響,但是對 SOD活性有明顯的促進作用.在暴露初期,低濃度(＜3.2mg/L)對 SOD活性具有促進作用,而當農(nóng)藥濃度超過3.2mg/L則被抑制.結(jié)果說明藻細胞能及時調(diào)動抗氧化機制,促進抗氧化機能,從而降低低強度逆境對藻細胞生長和生理機能的影響.但隨著氯氰菊酯濃度的增加,超過了細胞的耐受極限,脂質(zhì)過氧化帶來的損傷大于細胞自身的修復能力,SOD活性受到明顯抑制,自由基產(chǎn)生和消除之間的平衡被破壞,細胞開始受到毒害,斜生柵藻的生長也受到明顯抑制.

氯氰菊酯暴露組 MDA含量均在短時間內(nèi)出現(xiàn)明顯上升趨勢,而且在SOD活性高的濃度組MDA的促進作用較小,說明SOD活性的提高能緩解膜脂氧化程度,從而對細胞膜具有一定的保護作用;但當脅迫強度增加,在本實驗中具體表現(xiàn)為氯氰菊酯濃度增加,SOD受到破壞,活性下降,最終導致膜脂氧化程度急劇上升,藻細胞生長也受到明顯抑制.由此可見,SOD活性抑制以及膜脂氧化是氯氰菊酯對斜生柵藻的重要致毒機理.此外,MDA含量變化敏感,呈現(xiàn)出明顯的劑量—效應關系,可以作為監(jiān)測氯氰菊酯污染的生物標記指標之一.

4 結(jié)論

4.1 氯氰菊酯對斜生柵藻具有一定毒性,對藻細胞生長 72h半效應濃度(EC50)為 2.37mg/L,但自然水體中氯氰菊酯殘留不會對柵藻的生長產(chǎn)生抑制作用.

4.2 藻細胞各種生理生化指標如可溶性蛋白、可溶性糖、超氧化物歧化酶(SOD)及丙二醛(MDA)對氯氰菊酯響應迅速,在暴露后24h內(nèi)達到最大促進或者抑制作用,48h后恢復至正常水平.

4.3 SOD活性的抑制以及膜脂過氧化可能是氯氰菊酯對斜生柵藻產(chǎn)生毒害作用的重要原因.

4.4 MDA含量變化敏感,呈現(xiàn)出明顯的劑量—效應關系,可以作為監(jiān)測氯氰菊酯污染的生物標記指標之一.

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Effects of commercial cypermethrin on the growth of Scenedesmus obliquus and its physiochemical responses.

WANG Zhao-hui1,2*, XIE Jun3, JIANG Shan1, SHI Jing-jia2, LIU Yong-bin2, GONG Wang-bao3(1.Institute of Hydrobiology, Jinan University, Guangzhou 510632, China；2.Department of Ecology, Jinan University, Guangzhou 510632, China；3.Pearl River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangzhou 510380, China). China Environmental Science, 2012,32(4)：659～665

The effects of commercial cypermethrin on growth and physiochemical parameters of Scenedesmus obliquus were investigated by 72 h growth tests in a batch-culture system. The purpose was to understand influences of commercial pyrethroid insecticides on aquatic ecosystem. The growth of algal cells was inhibited by cypermethrin in a dose-dependent pattern. The 72 h median effect concentration (EC50) was 2.37 mg/L. All biochemical parameters varied significantly within 12 h exposure, and were stable after 24 h exposure. Cellular contents of soluble protein and sugar were enhanced under the stress of cypermethrin, and the maximum magnification occurred at the moderate concentrations. Activity of superoxide dismutase (SOD) was stimulated at low concentrations and inhibited at high concentrations. However, content of f lipid peroxidation (malondialdehyde, MDA) increased significantly with the increasing of concentration, indicating the potential of using MDA as the biomarker for cypermethrin pollution. The results from this study suggest that the inactivation of SOD activity and consequent lipid peroxidation may be crucial toxic mechanism for cypermethrin to algal cell; however background levels of cypermethrin in natural waters will not inhibit the growth of phytoplankton.

cypermethrin；toxicity；Scenedesmus obliquus；growth；superoxide dismutase (SOD)；malondialdehyde (MDA)

2011-07-28

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項(nycytx-49);中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金

* 責任作者, 教授, twzh@jnu.edu.cn

X171.5

A

1000-6923(2012)04-0659-07

王朝暉(1968-),女,湖南長沙人,教授,博士,主要研究方向為水環(huán)境科學和生態(tài)毒理學.發(fā)表論文100余篇.