鄰苯二甲酸二丁酯對短裸甲藻的化感抑制機理研究.pdf

1、有害赤潮肆虐于世界各國沿海,已成為國際社會共同關(guān)注的重大海洋環(huán)境問題。近年來,赤潮在我國沿海地區(qū)的爆發(fā)呈現(xiàn)出頻率高、持續(xù)時間長、規(guī)模逐漸增大、爆發(fā)時間提前的特點,我國近岸水域生態(tài)系統(tǒng)、海洋環(huán)境、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和人類的健康生存受到嚴重的危害。在各種赤潮防治的物理、化學(xué)和生物方法中,利用大型水生植物的化感作用和化感物質(zhì)抑制赤潮藻的爆發(fā)性增殖獨樹一幟,顯示了其獨有的優(yōu)勢,如原材料易獲取、化感物質(zhì)作用的種間特異性,發(fā)揮效應(yīng)的劑量一般都較

2、小,避免了對其他藻類的“誤殺”。然而,化感物質(zhì)抑藻機理的不確定性卻限制了新型化感抑藻劑的使用。目前的抑制機理主要研究化感物質(zhì)對藻光合系統(tǒng)、細胞膜、抗氧化平衡體系、胞外酶、細胞繁殖等的影響,并大多關(guān)注了化感物質(zhì)產(chǎn)生作用后的影響結(jié)果,如酶活性的變化、氧化脅迫的產(chǎn)生等,研究還處在起步階段。尤其是氧化脅迫,因為其易與多種影響因子偶聯(lián)而被關(guān)注,但是化感物質(zhì)是直接對于某種蛋白質(zhì)或絡(luò)合了細胞物質(zhì),或者直接影響了電子在線粒體、葉綠體、膜等部位的傳遞而引

3、起氧化脅迫?這類問題并被沒有被進一步的探究和區(qū)分,化感物質(zhì)的靶器官或作用位點的研究還鮮見報道。總之,化感物質(zhì)抑藻機理的研究進展與化感物質(zhì)抑藻劑的研發(fā)與實際應(yīng)用之間的要求還相距甚遠。
　　 化感物質(zhì)鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)是課題組在前期研究中從大型藻孔石莼中分離鑒定得到,具有較強的化感抑藻能力(EC50,72h為1.1mg/L),本文進一步的研究了DBP對短裸甲藻的抑制機理。通過研究DBP對短裸甲藻膜脂脂肪酸、丙二醛含量及對藻細

4、胞亞顯微結(jié)構(gòu)的影響,確認其對藻氧化脅迫的誘導(dǎo)。通過分析在DBP暴露下,羥自由基·OH、過氧化氫H2O2和超氧陰離子自由基O2·-3種主要活性氧(reactive oxygen species,ROS)的變化,進一步闡述了DBP對短裸甲藻細胞氧化脅迫的誘導(dǎo)。通過提前投加線粒體等的電子傳遞鏈抑制劑并結(jié)合不同超氧化物歧化酶(SOD)在DBP暴露下不同的變化方式,進一步探索了對DBP對短裸甲藻ROS誘導(dǎo)的途徑。
　　 結(jié)果顯示,DBP引

5、起了細胞丙二醛的積累,3mg/L的DBP處理組在72h處出現(xiàn)最大值,是對照組的2.3倍;細胞膜出現(xiàn)大量突起,細胞內(nèi)形成大量液泡,膜結(jié)構(gòu)逐漸解體最終細胞空洞化死亡。進一步的研究表明,DBP誘導(dǎo)了短裸甲藻ROS的積累。隨濃度的增大,DBP促進了·OH、H2O2的積累,如3mg/L的DBP處理組,培養(yǎng)至48h時·OH出現(xiàn)一個極大峰值33U/mL,約為對照組的2.4倍;H2O2含量培養(yǎng)至72h處出現(xiàn)最大值,約為250nmol/(107cells

6、),約為對照組的5倍;但是DBP對O2·-產(chǎn)生速率的影響并沒有顯示出規(guī)律性。DBP使細胞的CuZn-SOD(主要在細胞質(zhì)內(nèi))的活性升高,而Mn-SOD(主要在線粒體)活性的降低。魚藤酮(線粒體呼吸電子傳遞鏈抑制劑)影響了DBP對ROS的誘導(dǎo)。綜合不同SOD的變化和抑制劑的影響,DBP可能通過首先作用于線粒體電子傳遞的方式,使·OH、H2O02和O2·-產(chǎn)生速率受到了不同的影響,誘導(dǎo)了短裸甲藻總ROS的積累,引起藻細胞氧化損傷,最終導(dǎo)致細