BDE_47对4种海洋微藻抗氧化酶活性的影响_孟范平

生态环境学报2009,18(5):1659-1664http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：中国海洋大学引进人才科研启动经费项目（HD19990016）作者简介：孟范平（1964年生），男，教授，博士。E-mail:fanmingm@tom.com收稿日期：2009-08-12BDE-47对4种海洋微藻抗氧化酶活性的影响孟范平，李卓娜，赵顺顺，刘娇中国海洋大学//海洋环境与生态教育部重点实验室，山东青岛266100摘要：运用实验生态学和生物化学的方法，研究了不同质量浓度的2,2′,4,4′-四溴联苯醚（BDE-47）对海水小球藻Chlorellaautotropica，牟氏角毛藻Chaetocerosmuelleri，中肋骨条藻Skeletonemacostatum和赤潮异弯藻Heterosigamakashiwo的抗氧化酶活性的影响。结果表明：在实验设定质量浓度范围内（0.1~2.5μg·L-1），4种微藻的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）均能出现一定的应激活性，以减少BDE-47胁迫对藻细胞自身的危害，但是酶活增加的幅度却有很大不同。与赤潮异弯藻和中肋骨条藻相比，海水小球藻和牟氏角毛藻的SOD和CAT对BDE-47具有较高的敏感性。4种海洋微藻的SOD和CAT对BDE-47的敏感性顺序依次为：海水小球藻>牟氏角毛藻>中肋骨条藻>赤潮异弯藻。因此，海水小球藻的SOD和CAT可以作为指示海洋环境中BDE-47污染水平的生物标志物。关键词：2,2′,4,4′-四溴联苯醚（BDE-47）；海洋微藻；超氧化物歧化酶（SOD）；过氧化氢酶（CAT）中图分类号：X171.5文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）05-1659-06抗氧化防御系统是需氧生物长期进化过程中发展起来的防御过氧化损伤的系统，是生物体内重要的活性氧清除系统[1]。在正常生理状态下，生物体内活性氧的产生和清除处于平衡状态。然而，当植物暴露于多环芳烃[2]、多氯联苯[3]、二氧芑[4]等有毒化学污染物时，可通过催化或直接参与生物体内的一些氧化还原反应，形成大量活性氧，对生物体产生很强的氧化压力。如果体内抗氧化防御系统不能消除这些活性氧，过量的自由基会使以超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）为主的抗氧化防御系统遭到破坏，对细胞构成氧化胁迫，造成DNA链断裂、脂质过氧化、酶蛋白失活等氧化损伤[5]。目前，关于抗氧化防御系统的变化作为指示污染物胁迫的生物标志物研究已成为环境科学领域的研究热点[6-8]。多溴联苯醚（PBDEs）作为一种新型持久性有机污染物[9]，其分子结构及化学性质与多氯联苯十分相似，不仅在自然界中难以发生化学降解、光降解和微生物降解，而且较高的亲脂性使其容易在海洋生物体内积累[10-11]。现有研究表明，生物对2,2′,4,4′-四溴联苯醚（BDE-47）吸收速度大于其它PBDEs[12]，是海洋生物体中最主要的PBDEs同系物，对生物具有较强的毒性作用[13]，但是关于BDE-47对海洋微藻的抗氧化酶系统的影响尚未见报道。本研究选用海洋生物体中最主要的同系物BDE-47为研究对象[14-15]，以4种海洋微藻为实验材料，通过对不同质量浓度BDE-47暴露后微藻细胞SOD和CAT活性的测定，初步探讨了海洋微藻对BDE-47的响应规律及抗氧化酶（SOD和CAT）的变化作为BDE-47污染生物标志物的可能性。1材料与方法1.1材料藻种：海水小球藻Chlorellaautotropica，牟氏角毛藻Chaetocerosmuelleri，中肋骨条藻Skeletonemacostatum和赤潮异弯藻Heterosigamakashiwo由中国科学院海洋研究所提供。海水：取自青岛大麦岛近岸海域，黑暗沉淀后经0.45μm滤膜过滤，煮沸消毒，冷却后配制培养液。F/2培养液：按照陈明耀[16]的方法配制。0.05mol·L-1的磷酸缓冲液（pH7.8）：按照王学奎等[17]的方法配置。BDE-47实验溶液：采用纯度100%的BDE-47（GC-MS级，AccuStandard公司）配制。由于BDE-47微溶于水，故以N,N-二甲基甲酰胺（DMF，色谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）为溶剂配制BDE-47母液，4℃下保存备用。实验时用F/2培养液依次稀释成所需质量浓度的实验溶液。其余试剂均为分析纯。1.2藻种的培养根据急性毒性实验的结果（BDE-47抑制海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻生长的96h半效应质量浓度EC50分别为0.79、1.52、1.99和2.25μg·L-1），设置3个BDE-47处