藻类产生及清除过氧化氢的研究

80微生物学杂志2006年11月第26卷第6期JOURNALOFMICROBIOLOGYNov．2006V01．26No．6藻类产生及清除过氧化氢的研究郑金秀1，一，彭祺1一，(1．水利部中国科学院水工程生态研究所，湖北武汉张甲耀2，刘先利2，丁世敏2430079；2．武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉430072)摘要过氧化氢的生物生成是天然水体中H2Q的来源之一。从藻类产生及分解过氧化氢的途径，影响过氧化氢产量的主要因素，如藻的种类、细胞的渗透性、藻的生长阶段、藻浓度和光照条件等几方面对这一领域的研究作了综述。关键词藻类；过氧化氢；产生；清除中图分类号Q949．2文献标识码A文章编号1005—7021(2006)06—0080一05AdvanceinH202ProducingandScavengingInducedbyAlgaeZHENGJin—xiul·2，PENGQil·2，ZHANGJia—ya02，LIUXian．1i2，DINGShi．min2(1．Inst．ofWater-EnglneeringEc01．Minist．WaterResourcesPRC；CHNAcad．ofSci．Wuhan430079；2．Coil．ofResourcesandEnvironm．Sci．Wuhan430072)AbstractHydrogenperoxideproducedbyorganismsisoneofitssourcesinnaturalwater．Thepathofitsproductionandscavengingbyalgae，themainfactorsthataffectitsoutput，suchasthekindsofalga，cellpermeability，thegrowthphaseofalgae，cellldensity，sunlight，andotherconditionsinthisresearchfieldweresummarizedinthispa—per·Keywordsalgae；hydrogenperoxide；production；scavengingH202是水圈的组分之一，广泛存在于云层及各种天然水体中。它是影响化学物质在水环境中的迁移、转化、归宿及生态效应的重要因素，因而天然环境中过氧化氢的研究逐渐成为环境工作者关注的热点【1．2J。由于藻类在光照条件下能产生H202，因此在1983年，Zepp等就研究过藻对水中化学物质光解的影响【30；最近，LIU等报道了利用藻类光降解水中内分泌干扰物的研究L4-6J，并指出这可能与藻类在光照下产生H202及HO‘等强氧化性物质有关。天然水体中H202的生成机理包括：水合电子的光化学生成【7-9J、光催化生成[10,11]、过渡金属一有机配合物光解生成[12--14]、自由基双分子反应生成[15,16]及生物生成[17,18]等。H202是一种富能的化合物，通过藻类和植物系统参与的光化学方法产生富能的化合物一直是人们关注的热点[19|。1951年，Mehler[20]通过研究，首次证明了离体的叶绿体在光的作用下能产生过氧化氢；Petterson和Myers在1973年报导了蓝绿藻AnacystisnidulansTX．20能产生光合产收稿日期：2006—05—24作者简介：郑金秀女，硕士。从事环境微生物学研究。物H202；同时，也有研究证明：浮游生物能在夜间分解H202，此后陆续有这方面的报导[2卜23|。1985年，Zepp等【24j研究了天然水体中绿藻、蓝绿藻对过氧化氢的生成与清除的动力学，这些藻对天然水体中过氧化氢的浓度有重要的影响。而藻类产生的H202对它本身的生长，尤其是细胞分裂也具有重要作用。抑制了H202的产生会使藻细胞的代谢、分裂发生紊乱，并使细胞变形[25]。但过多的强氧化性物质也会对自身细胞或其他生物产生毒害作用，水华的毒性可能就与高浓度的H202和其他活性氧自由基有关[261。本文综合前人的研究，对藻类产生、消除H’O’的机理及影响因素进行了阐述。1藻类引发H202产生的机制首次证明离体的叶绿体在光的作用下可产生过氧化氢是在1951年，此后，一些学者证实了光照下一些藻细胞也能产生过氧化氢[271。根据Collen研究[28|，能产生H202的藻类有绿藻和万方数据6期郑金秀等：藻类产生及清除过氧化氢的研究81红藻等藻类，如Ulvarigida(绿藻Chlorophyta)、Eucheumadenticulatum(红藻Rhodophyta)及E．platycladum。对藻引发的H202产生机制，目前大家比较认可的主要有以下几种：1．1藻细胞形成的激子引发产生H202的机制藻的光合作用发生在囊体膜中，此膜由类脂物、色素