四種殺蟲藥物對鹽生杜氏藻生長的致毒效應

馬若欣，袁春營,2，劉 宇,2

(1. 天津市海洋資源與化學重點實驗室，天津 300457；2. 天津科技大學海洋科學與工程學院，天津 300457)

四種殺蟲藥物對鹽生杜氏藻生長的致毒效應

馬若欣1，袁春營1,2，劉 宇1,2

(1. 天津市海洋資源與化學重點實驗室，天津 300457；2. 天津科技大學海洋科學與工程學院，天津 300457)

研究4種殺蟲藥物對鹽生杜氏藻生長的致毒效應，結果表明：蟲敵、纖源凈、馬拉硫磷、蟲水安均不同程度上抑制鹽生杜氏藻的生長繁殖，超過一定濃度后引起藻體的負增長，同時采用回歸方程求出了4種藥物對鹽生杜氏藻24、48、72、96 h的半效應濃度EC50．

鹽生杜氏藻；致毒效應；蟲敵；纖源凈；馬拉硫磷；蟲水安

海水養(yǎng)殖池塘中的浮游植物不僅是養(yǎng)殖動物直接或間接的餌料，而且是水體中溶解氧的主要供應者，它們在水生生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動中起著非常重要的作用．鹽生杜氏藻(Dunaliella salina)作為海水養(yǎng)殖池塘尤其是鹽田環(huán)境中的重要浮游植物，同樣具有極大的作用．一些學者研究丁草胺、鍺、鎘、錳及甲基磺酸乙酯對鹽生杜氏藻生長的影響，指出這些物質對鹽生杜氏藻均有不同程度的抑制作用及毒性效應[1–5]．蟲敵、纖源凈、馬拉硫磷、蟲水安為水產養(yǎng)殖池塘中經常使用的殺蟲藥物，它們對于殺滅養(yǎng)殖動物的寄生蟲效果良好，然而在追求療效的同時，其環(huán)境效應不容忽視，為此本文探討了這4種殺蟲藥物對鹽生杜氏藻生長繁殖的影響，采用回歸方程求出了4種殺蟲藥物對鹽生杜氏藻24、48、72、96,h的半效應濃度EC50，旨在為海水養(yǎng)殖過程中殺蟲藥物的正確使用提供參考依據．

1 材料與方法

1.1 材料

鹽生杜氏藻，從鹽田中分離純化培養(yǎng)獲得，實驗室保存．蟲敵、纖源凈、馬拉硫磷、蟲水安為好日子藥業(yè)有限公司提供．

實驗中所使用的主要儀器有ZPG–280B型智能光照培養(yǎng)箱、YSQ–LS–50S立式壓力蒸汽滅菌器、T6新世紀紫外可見分光光度計、YS100尼康顯微鏡、血球計數板．

1.2 方法

1.2.1 藻類的培養(yǎng)條件

藻類培養(yǎng)溫度(25±1)℃，光照強度3,000,lx，光周期12,h/12,h(光/暗)，pH,7.0～8.0，每天定時人工搖動3～5次．

1.2.2 不同藥物對鹽生杜氏藻生長的影響

4種藥物均各設置4個濃度梯度，1個對照組，相關數據見表1．每個濃度設3個重復，取平均值，每天用顯微鏡測定藻細胞密度．

表1 不同殺蟲藥物濃度Tab.1 Concentrations of different insecticidal drugs

1.2.3 半效應濃度的測定

以生物量為實驗終點計算的50%抑制濃度記為EC50，最大特定生長率(U)為

式中：N0、Nt分別為開始期(t0)和t時刻(t)的細胞數．

抑制率(I)按照式(2)進行計算：

式中：Uck為對照組鹽生杜氏藻的生長率；Utox為添加藥物時鹽生杜氏藻的生長率．

用與對照相比的抑制百分率與濃度對數作圖，求24、48、72、96,h半效應濃度EC50值[6]．

2 實驗結果

2.1 不同藥物對鹽生杜氏藻形態(tài)的影響

實驗過程中發(fā)現(xiàn)，4種藥物對鹽生杜氏藻形態(tài)均有較大影響，以使用纖源凈的結果與對照組進行對比，兩種情況下鹽生杜氏藻的形態(tài)如圖1所示．

圖1 鹽生杜氏藻的形態(tài)Fig.1 Morphology of Dunaliella salina

當藥物濃度高時，可以觀察到藻細胞的壞死殘骸數量隨藥物質量濃度增加而逐漸增多，完整的藻細胞顏色也逐漸變淡，部分藻細胞體積增大，細胞形態(tài)改變，子細胞分裂畸形，出現(xiàn)異型胞，說明藥物使鹽生杜氏藻的生長與分裂也產生一定的解偶聯(lián)作用[7]．

2.2 殺蟲藥物對鹽生杜氏藻生長的影響

2.2.1 蟲敵

根據實驗所得的數據，繪制出蟲敵對鹽生杜氏藻生長影響的曲線，見圖2．可以看出，培養(yǎng)液中加入蟲敵，藻細胞受到不同程度的抑制，并且隨著蟲敵濃度的增加，抑制鹽生杜氏藻的作用增強．

圖2 蟲敵對鹽生杜氏藻生長的影響Fig.2 Effects of Beta-cypermethrin on the growth of Fig.2 Dunaliella salina

在低濃度處理組(3×10-5μL/L，3×10-4μL/L)中，隨著時間延長，藻細胞數量一直處于增長狀態(tài)，只是與對照組相比增長有些緩慢，而高濃度組(3×10-3μL/L，3×10-2μL/L)蟲敵在72,h或48,h后表現(xiàn)為負增長．

2.2.2 纖源凈

以不同濃度纖源凈處理鹽生杜氏藻培養(yǎng)基，觀察對鹽生杜氏藻生長的影響，結果如圖3所示．可以看出，添加了纖源凈的實驗組，藻細胞生長均受到不同程度的抑制，且隨著纖源凈濃度的增加，抑制作用增強．在低濃度處理組中(0.2×10-6,μL/L)，隨著時間的延長，藻細胞數量一直處于增長狀態(tài)，但增長緩慢，高濃度處理的鹽生杜氏藻在72,h以后表現(xiàn)為負增長．

圖3 纖源凈對鹽生杜氏藻生長的影響Fig.3 Effects of Xianyuanjing on the growth of Dunaliella Fig. ,salina

2.2.3 馬拉硫磷

根據實驗所得的數據，繪制出馬拉硫磷試劑對鹽生杜氏藻的生長影響的曲線，見圖4．從圖中可看出，添加了馬拉硫磷藥物的各實驗組，藻細胞生長受到不同程度的抑制，并且隨著馬拉硫磷濃度的增加，抑制鹽生杜氏藻的作用增強．低濃度處理組(5×10-5μL/L，5×10-4μL/L)中，隨著時間延長，藻細胞生長呈緩慢增長狀態(tài)(與對照組相比)，高濃度處理組則72,h以后呈現(xiàn)負增長．

圖4 馬拉硫磷對鹽生杜氏藻生長的影響Fig.4 Effects of Malathion on the growth of Dunaliella salina

2.2.4 蟲水安

用不同濃度蟲水安處理藻類培養(yǎng)液，以藻細胞密度為指標繪制生長曲線，結果如圖5所示．可以看出，添加了蟲水安的各實驗組，藻細胞濃度受到不同程度的抑制，并且隨著蟲水安濃度的增加，抑制作用增強．低濃度處理組中，隨著時間延長，藻細胞數量增長緩慢，高濃度處理組，藻細胞生長在48,h或72,h以后表現(xiàn)為負生長，呈現(xiàn)出與蟲敵、纖源凈和馬拉硫磷對藻類作用相似的規(guī)律性，后期的負增長可能是由于高濃度藥物超過了藻細胞負荷的極限，以至藻細胞功能無法完全恢復，使藻細胞處于負增長狀態(tài)．

圖5 蟲水安對鹽生杜氏藻生長的影響Fig.5 Effects of Chongshuian on the growth of Dunaliellasalina

2.3 不同藥物對鹽生杜氏藻的半效應濃度

經過統(tǒng)計分析，確定出各段時間(24、48、72、96 h)的EC50值及相關系數，相關結果見表2—表5．表中y表示抑制百分率，x表示濃度對數．從表中可看出，4種藥物對鹽生杜氏藻的半效應濃度24,h均最小，96,h次小，48,h或72,h為最高．分析原因，可能是藥物剛接觸鹽生杜氏藻時，藻體非常敏感，所以24,h半效應濃度最低；隨時間延長，藻體對藥物反應有些遲鈍，以致產生48,h或72,h的最高效應濃度；72,h后，隨著營養(yǎng)狀況的低下，藻體抵抗力降低，出現(xiàn)鹽生杜氏藻對藥物敏感性增強的結果，使得半效應濃度再次降低．

表2 蟲敵對鹽生杜氏藻的毒性Tab.2 Toxicity of Beta-cypermethrin to Dunaliella salina

表3 纖源凈對鹽生杜氏藻的毒性Tab.3 Toxicity of Xianyuanjing to Dunaliella salina

表4 馬拉硫磷對鹽生杜氏藻的毒性Tab.4 Toxicity of Malathion to Dunaliella salina

表5 蟲水安對鹽生杜氏藻的毒性Tab.5 Toxicity of Chongshuian to Dunaliella salina

3 討 論

陳傳紅等[1]研究后指出，低濃度的丁草胺對鹽生杜氏藻生長速率有促進作用，而高濃度的丁草胺對鹽生杜氏藻的生長率有顯著的抑制作用，且隨著濃度的加大，鹽生杜氏藻的生長率逐漸降低；培養(yǎng)液中鍺質量濃度1.0,mg/L時對鹽生杜氏藻沒有抑制作用，但也沒有刺激作用，當質量濃度增加到10,mg/L時藻類生長受到了輕微抑制，當鍺濃度進一步增大時，鹽生杜氏藻的生長受到不同程度的抑制但并不明顯[2]；經Zn馴化的鹽生杜氏藻生長力和耐受力要強于Cd馴化藻，二者的半抑制濃度分別為29,μmol/L和26,μmol/L[3]；錳和甲基磺酸乙酯對鹽生杜氏藻的生長均具有較強的抑制作用[4-5]．

袁春營等[7]采用靜水試驗法研究了4種殺蟲藥物對斜生柵藻生長的影響，結果表明：當用纖源凈和蟲敵單獨處理藻類培養(yǎng)液時，表現(xiàn)為隨著藥物濃度的增加，對斜生柵藻抑制作用增強的趨勢，同時，殺蟲藥對藻細胞形態(tài)有較大的破壞作用；當用纖源凈、蟲敵、馬拉硫磷和蟲水安聯(lián)合處理藻類培養(yǎng)液時，發(fā)現(xiàn)纖源凈對斜生柵藻的抑制作用最強，其次是馬拉硫磷，再次是蟲水安，蟲敵抑制作用最小．

本研究采用4種殺蟲藥物分別作用于鹽生杜氏藻，發(fā)現(xiàn)了相似的規(guī)律性，即隨著藥物濃度的增加，對鹽生杜氏藻抑制作用增強，且48,h或72,h后出現(xiàn)負增長的趨勢，分析原因可能是藻類生長后期，營養(yǎng)鹽不足，致使藻體抵抗力降低，從而對藥物的敏感性增強．

［1］陳傳紅，劉振乾，傅鳳，等. 丁草胺對杜氏鹽藻生理生化的影響[J]. 生態(tài)科學，2007，26(1)：18–21.

［2］朱友芳，王大志. 鍺對兩種微藻的毒性及其在細胞中的累積[J]. 海洋科學，2001，25(10)：5–7.

［3］李春娣，馬福俊，龍愛民，等. Cd脅迫對受馴杜氏鹽藻生長影響的研究[J]. 海洋環(huán)境科學，2007，26(6)：557–560.

［4］郭金耀，楊曉玲. 錳對鹽藻生長與物質積累的調控作用[J]. 水產科學，2008，27(3)：148–150.

［5］趙良俠，唐欣昀. 甲基磺酸乙酯對杜氏鹽藻生長的作用效應[J]. 安徽農業(yè)科學，2007，35(15)：4432–4450.

［6］周永欣，王士達，夏宜. 水生生物與環(huán)境保護[M]. 北京：科學出版社，1983.

［7］袁春營，崔青曼，邵強. 4種殺蟲藥物對斜生柵藻生長的影響[J]. 水產科學，2009，28(9)：525–527.

Toxic Effects of Four Insecticides on Growth of Dunaliella salina

MA Ruo-xin1，YUAN Chun-ying1,2，LIU Yu1,2
(1. Tianjin Key Laboratory of Marine Resource and Chemistry，Tianjin 300457，China；
2. College of Marine Science and Engineering，Tianjin University of Science & Technology，Tianjin 300457，China)

The toxic effects of four insecticides(Beta-cypermethrin，Xianyuanjing，Malathion，Chongshuian)on growth of Dunaliella salina were studied. The results showed that the growth and reproduction of Dunaliella salina were inhibited by Betacypermethrin，Xianyuanjing，Malathion，Chongshuian in different degree，and negative growth was caused over a certain concentrations. Meanwhile， 24 h，48 h，72 h，96 h half-effective concentrations EC50of the four drugs on Dunaliella salina were calculated out using the regression equation.

Dunaliella salina；toxic effects；Beta-cypermethrin；Xianyuanjing；Malathion；Chongshuian

X592

：A

：1672-6510(2010)05-0027-04

2010-04-28；

2010-07-01

馬若欣（1966—），男，天津人，實驗師，maruoxin@tust.edu.cn.