鎘脅迫對(duì)銅綠微囊藻的抑制作用及營養(yǎng)鹽濃度對(duì)其的減緩效應(yīng)

倪利曉，陳春明，馬艷艷

(1.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.江蘇科易達(dá)環(huán)保科技有限公司，江蘇 鹽城 224000)

鎘脅迫對(duì)銅綠微囊藻的抑制作用及營養(yǎng)鹽濃度對(duì)其的減緩效應(yīng)

倪利曉1，陳春明1，馬艷艷2

(1.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210098；2.江蘇科易達(dá)環(huán)保科技有限公司，江蘇 鹽城 224000)

為研究鎘脅迫對(duì)銅綠微囊藻的生長和生理特征影響，評(píng)估氮、磷在減緩鎘脅迫中作用，將處于指數(shù)生長期的銅綠微囊藻接種于不同的鎘脅迫濃度和3種營養(yǎng)鹽水平下96 h。結(jié)果表明，當(dāng)鎘濃度小于10 μmol/L，隨著氮、磷濃度增大，藻的生物量、比生長速率、葉綠素a、可溶性蛋白、可溶性糖的濃度和超氧化物歧化酶活性隨之增加，然而在鎘濃度為10 μmol/L時(shí)銅綠微囊藻的這些指標(biāo)含量基本相同，但類胡蘿卜素只有在鎘濃度為10 μmol/L時(shí)才會(huì)出現(xiàn)明顯的降低。

氮；磷；鎘；生理特征；銅綠微囊藻；鎘脅迫

隨著人類生產(chǎn)生活、工業(yè)等的快速發(fā)展，生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)廢水造成的水體富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重，成為我國大多水體普遍面臨的環(huán)境問題[1]，其中，N和P是最主要的營養(yǎng)鹽，往往導(dǎo)致藻類瘋長，形成水華、赤潮等。太湖是我國富營養(yǎng)化最嚴(yán)重的湖泊之一,藍(lán)藻水華頻繁發(fā)生。銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)是藍(lán)藻水華的主要藻種。影響銅綠微囊藻生長的因素有很多，例如溫度、光照、營養(yǎng)鹽、有機(jī)物等環(huán)境因素[2]。

重金屬具有毒性大、難降解、易累積等性質(zhì)，對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，沉積物重金屬污染已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，鎘(Cd)是環(huán)境中對(duì)植物、動(dòng)物以及人類毒性最強(qiáng)的過度金屬元素之一[3]。營養(yǎng)鹽與重金屬共存時(shí)，會(huì)對(duì)水華藍(lán)藻的生長及生理產(chǎn)生影響。關(guān)于N、P與重金屬對(duì)銅綠微囊藻生物量影響的研究較多[4]，但對(duì)其生理作用機(jī)制研究較少。本文以水華藍(lán)藻銅綠微囊藻為實(shí)驗(yàn)藻種，研究N、P營養(yǎng)鹽濃度改變情況下，Cd對(duì)銅綠微囊藻的生長及生化指標(biāo)的影響，以期為進(jìn)一步研究銅綠微囊藻吸附Cd的生理生化機(jī)制奠定理論基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 藻的培養(yǎng)

銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa, FACHB3-905)購自中國科學(xué)院水生生物研究所淡水藻種庫。實(shí)驗(yàn)前，使用BG-11培養(yǎng)基[5]預(yù)培養(yǎng)7～10 d，使之處于對(duì)數(shù)生長期。培養(yǎng)條件：光照強(qiáng)度為40～60 μmol/(m2·s)，光暗比為14/10，溫度為25℃，靜置培養(yǎng)，每天搖動(dòng)若干次。實(shí)驗(yàn)前部分藻種饑餓培養(yǎng)3 d，后將藻種以5 000 r/min離心后用質(zhì)量濃度為15 mg/L的NaHCO3溶液洗滌2次，去掉上清液后接種至含不同濃度N、P的培養(yǎng)基中馴化擴(kuò)大培養(yǎng)14 d。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

以BG-11培養(yǎng)基為基礎(chǔ)，其他營養(yǎng)元素濃度不變，只改變N、P濃度，并設(shè)置高、中、低3個(gè)營養(yǎng)鹽水平，用NaNO3和K2HPO4·3H2O調(diào)控N、P質(zhì)量濃度，依次分別為123.5 mg/L、3.56 mg/L；12.35 mg/L、0.356 mg/L；1.235 mg/L、0.035 6 mg/L。實(shí)驗(yàn)用250 mL 的錐形瓶，均放入150 mL不同營養(yǎng)鹽濃度的培養(yǎng)液，將準(zhǔn)備好的處于對(duì)數(shù)生長期的銅綠微囊藻接種于不同N、P濃度培養(yǎng)基中，并控制初始藻相對(duì)質(zhì)量密度為0.2，并用CdCl2·2.5H2O設(shè)置Cd濃度分別為：0、1、2、4、10 μmol/L，每組設(shè)3個(gè)平行，每天定時(shí)人工搖動(dòng)3次，每隔24 h于680 nm波長處測(cè)吸光度(O680)，并在96 h時(shí)測(cè)各生理指標(biāo)。

1.3 生理指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 比生長速率的測(cè)定

為了評(píng)估銅綠微囊藻的生長，按照式(1)計(jì)算每個(gè)實(shí)驗(yàn)組的比生長速率[6]：

μ=ln(Xn/Xn-1)/(tn-tn-1)

(1)

式中：μ為比生長速率，1/d；Xn為tn時(shí)刻藻細(xì)胞密度，個(gè)/mL。

1.3.2 光合色素的測(cè)定

葉綠素(Chl-a)是藻類進(jìn)行光合作用的色素，植物、藻類等生物在遭受環(huán)境脅迫時(shí),反映其光合強(qiáng)度的Chl-a、胡蘿卜素等色素會(huì)發(fā)生變化。Chl-a的測(cè)定參照Eullaffroy等[7]的方法并加以改進(jìn)，即取50 mL藻液，4 000 r/min離心10 min，棄上清液，使用蒸餾水洗滌2次后，用95%乙醇定容至5 mL，避光，置于4℃下提取24 h。取上清液放入1 cm 比色杯，以95%乙醇為空白，用分光光度計(jì)測(cè)定波長470 nm、665 nm和750 nm時(shí)的吸光度。根據(jù)ρ(Chl-a)和類胡蘿卜素在95%乙醇吸光系數(shù)而建立的公式來計(jì)算Chl-a和類胡蘿卜素的質(zhì)量濃度ρ(X·C)[8]：

ρ(Chl-a)=11.93(O665-O750)

(2)

ρ(X·C)=[1 000O470-ρ(Chl-a)]/245

(3)

式中：O665、O750、O470分別為波長為665、750、470 nm時(shí)的吸光度。

1.3.3 可溶性蛋白和可溶性糖的測(cè)定

可溶性蛋白含量的測(cè)定參照Bradford[9]的方法。取一定量(30～50 mL)的藻液，4 000 r/min離心10 min，棄上清液，使用蒸餾水洗滌2次后，超聲波破碎10 min，11 000 r/min下離心15 min，上清液即為提取液，用于測(cè)可溶性蛋白和可溶性糖。用牛血清蛋白質(zhì)溶液做標(biāo)準(zhǔn)曲線，準(zhǔn)確取1 mL蛋白提取液于試管中，再加入5 mL考馬斯亮藍(lán)G-250試劑，充分混合后放置2 min，以加入蒸餾水的考馬斯亮藍(lán)G-250的溶液為對(duì)照，在595 nm波長下比色，在標(biāo)準(zhǔn)下計(jì)算蛋白質(zhì)濃度。

可溶性糖采用苯酚法測(cè)定[10]。用蔗糖溶液做標(biāo)準(zhǔn)曲線，吸取2 mL可溶糖提取液于試管中，按順序分別加入5%苯酚溶液0.5 mL，濃H2SO45 mL，然后搖勻，并室溫放置30 min，顯色，在485 nm波長處測(cè)定吸光度，可溶性糖含量由標(biāo)準(zhǔn)曲線查出。

1.3.4 超氧化物歧化酶的測(cè)定

超氧化物歧化酶活性(super oxide dismutase，SOD)測(cè)定參照Beauchamp的方法[11]。取一定量(30～50 mL)的藻液，4 000 r/min離心10 min，棄上清液，使用pH=7.8的50 mmol磷酸緩沖溶液洗滌2次后，超聲波破碎10 min，在4℃、11 000 r/min下離心15 min，上清液即為酶提取液。取1 mL粗酶液，依次加入0.8 mL磷酸緩沖溶液(50 mmol/L,pH=7.8)，0.3 mL甲硫氨酸溶液(130 mmol/L)，0.3 mL Na2EDTA溶液(100 μmol/L)，0.3 mL核黃素溶液(20 μmol/L)，0.3 mL 氮藍(lán)四唑溶液NBT(750 μmol/L)和1 mL酶提取液，總計(jì)3 mL，置于40～60 μmol/(m2·s)光照強(qiáng)度、25℃溫度下反應(yīng)30 min。反應(yīng)結(jié)束后移至黑暗環(huán)境終止反應(yīng)。用未加核黃素的酶反應(yīng)體系液作空白，未加酶液的反應(yīng)體系做對(duì)照，在560 nm波長下分別測(cè)定各管的吸光度。根據(jù)在光照條件下SOD抑制NBT的還原作用來確定酶活性的大小，將NBT的還原抑制到對(duì)照組還原進(jìn)程的50%時(shí)所需的酶量為1個(gè)酶活性，根據(jù)式(4)計(jì)算SOD的酶活性Asod。

(4)

式中：s為樣品照光后的吸光度；a為未加酶反應(yīng)液照光后吸光度；b為未加酶反應(yīng)液照光前吸光度；n為酶液稀釋倍數(shù)。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

用origin 9.2軟件繪圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS13.0軟件處理。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組之間采用單因素方差分析，Plt;0.05表示有顯著性差異；Plt;0.01表示有極顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 Cd對(duì)銅綠微囊藻生長的影響

相關(guān)研究表明O680和藻細(xì)胞數(shù)量有很好的相關(guān)性[12]，不同營養(yǎng)鹽水平下Cd對(duì)銅綠微囊藻生長和比生長速率的影響見圖1。由圖1(a)～(c)可以看出，Cd對(duì)藻的生長抑制作用隨著Cd濃度的增加逐漸增強(qiáng)。在低營養(yǎng)鹽水平下，1、2 μmol/L Cd實(shí)驗(yàn)組藻數(shù)量與對(duì)照組相比變化不大，4、10 μmol/L Cd實(shí)驗(yàn)組藻細(xì)胞數(shù)量明顯降低(plt;0.05)。在中、高營養(yǎng)鹽水平下，1 μmol/L Cd與藻作用96 h后，藻細(xì)胞數(shù)量略高于對(duì)照組，說明1 μmol/L Cd對(duì)藻的生長起著低促高抑的效果，即Hormesis效應(yīng)[13]；2 μmol/L Cd對(duì)藻有明顯的抑制作用，低、中、高營養(yǎng)鹽水平下藻細(xì)胞數(shù)量分別是對(duì)照組藻細(xì)胞數(shù)量的91.04%、66.92%、77.35%；4、10 μmol/L Cd實(shí)驗(yàn)組藻細(xì)胞數(shù)目均低于同時(shí)期對(duì)照組(plt;0.01)，4 μmol/L Cd與藻脅迫時(shí)，低、中、高營養(yǎng)鹽水平下藻細(xì)胞數(shù)量分別是對(duì)照組藻細(xì)胞數(shù)量的48.44%、46.87%、54.93%，說明4 μmol/L Cd對(duì)銅綠微囊藻的生長有較強(qiáng)的抑制作用；10 μmol/L Cd脅迫使藻處于明顯抑制狀態(tài)，且營養(yǎng)鹽濃度的提高也不能使抑制作用減弱，毒性減少，說明此時(shí)的Cd濃度已經(jīng)超過了藻的最大耐鎘含量。圖1(d)表明藻的比生長速率隨著Cd濃度的增大逐漸降低，隨N、P濃度的增大逐漸升高。由圖1可說明Cd能抑制銅綠微囊藻的生長，且濃度越大抑制作用越強(qiáng)，而營養(yǎng)鹽含量的增大有助于減緩Cd對(duì)藻的抑制作用，當(dāng)Cd濃度超過藻類最大耐鎘量時(shí)，Cd的毒性致使藻類大量死亡，N、P濃度的提高對(duì)此也毫無影響。

2.2 Cd對(duì)光合色素含量影響

Chl-a和類胡蘿卜素都是藻類進(jìn)行光合作用的色素，其含量的變化在一定程度上可以反映脅迫作用對(duì)藻類光合作用的影響。由圖2(a)可以看出，在低營養(yǎng)鹽水平下，1 μmol/L Cd的加入使Chl-a的含量略高于對(duì)照組，且隨著Cd濃度的增大，Chl-a含

(a) 低營養(yǎng)鹽

(b) 中營養(yǎng)鹽

(c) 高營養(yǎng)鹽

(d) 比生長速率

量逐漸降低；而中、高營養(yǎng)鹽水平下Chl-a含量隨著Cd濃度的增大變化趨勢(shì)一致，均呈負(fù)增長趨勢(shì)，且Cd濃度越大負(fù)增長趨勢(shì)越大。當(dāng)10 μmol/L Cd與藻脅迫時(shí)，低、中、高3個(gè)營養(yǎng)鹽水平下Chl-a含量僅為對(duì)照組的63.5%、66.6%、66.6%，說明此時(shí)銅綠微囊藻Chl-a的含量不受營養(yǎng)鹽的影響。由圖2(b)可見，Chl-a和類胡蘿卜素含量變化趨勢(shì)和藻細(xì)胞數(shù)量類似，類胡蘿卜素只有在加入10 μmol/L Cd才有明顯的變化，說明Chl-a比類胡蘿卜素更加敏感地反映光合作用強(qiáng)度。Chl-a含量減少是由于Chl-a合成或者相關(guān)酶的合成受到抑制[14]。這表明，Cd可以減弱藻類光合作用，而N、P濃度的提高可以減弱Cd對(duì)光合作用的抑制作用，N是藻類進(jìn)行光合作用的主要元素，充足的N、P濃度下，藻類能夠吸收足夠的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行光合作用，N、P濃度過低，藻細(xì)胞生理活性降低，則光合作用效率降低，從而光合色素含量下降。但當(dāng)Cd累積到一定程度，即超過藻的最大耐鎘量時(shí)，N、P濃度不能影響Cd對(duì)藻的毒性，進(jìn)而不能提高光合作用強(qiáng)度。張皓[15]的研究表明在N、P濃度過高或過低水平下，江蘺在Cd作用下Chl-a含量都不高，在適中的N、P濃度下，江蘺的Chl-a含量則明顯升高，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

(a) Cd對(duì)Chl-a的影響

(b) Cd對(duì)類胡蘿卜素的影響

2.3 Cd對(duì)可溶性蛋白和可溶性糖的影響

不同營養(yǎng)鹽水平下Cd對(duì)銅綠微囊藻可溶性蛋白和可溶性糖的影響見圖3，其變化趨勢(shì)和藻的比生長速率(圖1(d))一致。由圖3(a)可見，當(dāng)Cd濃度為0～2 μmol/L時(shí)，可溶性蛋白含量變化不明顯，即低濃度Cd對(duì)蛋白質(zhì)影響較小；當(dāng)Cd濃度為4 μmol/L時(shí)，可溶性蛋白含量明顯下降，低、中、高營養(yǎng)鹽下分別降到對(duì)照組的40.32%、41.33%、58.94%，可見在鎘脅迫不大時(shí)，營養(yǎng)鹽濃度的提高有助于減緩Cd對(duì)蛋白質(zhì)合成的抑制作用；當(dāng)Cd濃度增加到10 μmol/L時(shí)，可溶性蛋白含量降到最低，分別僅為對(duì)照組的10.40%、11.41%、10.65%，由此說明低濃度Cd對(duì)蛋白質(zhì)影響不明顯，高濃度Cd則明顯抑制了蛋白質(zhì)的合成。

(a) Cd對(duì)可溶性質(zhì)蛋白的影響

(b) Cd對(duì)可溶性糖的影響

由圖3(b)可見，當(dāng)Cd濃度為4 μmol/L時(shí)，可溶性糖含量明顯下降，低、中、高營養(yǎng)鹽下分別比對(duì)照組下降了46.23%、39.92%、31.96%；當(dāng)Cd濃度增加到10 μmol/L時(shí)，可溶性糖含量降到最低，分別僅為對(duì)照組的26.82%、25.54%、32.93%，說明低濃度Cd對(duì)可溶性糖影響較小，高濃度Cd則明顯抑制了可溶性糖的合成，與對(duì)可溶性蛋白的影響相似。

可溶性糖在植物體內(nèi)是最基本和最常見的營養(yǎng)物質(zhì)，在一定程度上可反映細(xì)胞體內(nèi)生理代謝狀況，并能反映光合作用和呼吸代謝的平衡狀況[16]。重金屬脅迫下藻細(xì)胞受到嚴(yán)重?fù)p傷，降低了藻細(xì)胞的正常生理代謝，從而使可溶性糖含量降低。Cd脅迫下綠色巴夫藻可溶性糖含量與對(duì)照組相比明顯降低，Cd為20 mg/L時(shí)僅為對(duì)照組的35%，是由于綠色巴夫藻體內(nèi)的細(xì)胞器受到損傷，從而生理各指標(biāo)含量降低[17]。

2.4 Cd對(duì)超氧化物歧化酶的影響

植物體內(nèi)存在負(fù)責(zé)清掃活性氧的抗氧化系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)體受到脅迫后，體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生過量的自由基(主要為H2O2、·OH、O2-)，從而影響細(xì)胞的正常生理代謝并損害膜結(jié)構(gòu)，此時(shí)浮游植物便會(huì)啟動(dòng)自身的防御系統(tǒng)，體內(nèi)的抗氧化酶(如SOD、POD、CAT等)和非酶類抗氧化劑(如AsA、GSH等)能夠清除體內(nèi)過多的活性氧自由基來抵抗氧化損傷，維持生物體內(nèi)正常生理代謝，保護(hù)藻細(xì)胞免受氧化傷害。其中超氧化物歧化酶(SOD)是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶之一，是需氧生物細(xì)胞內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)中的第一道防線[18]。由圖4可見，在3種營養(yǎng)鹽水平下，SOD活性均隨Cd濃度增加呈先上升后下降趨勢(shì)，當(dāng)Cd濃度為4 μmol/L時(shí)，SOD活性達(dá)到最大值，說明受Cd的脅迫，SOD酶活性被誘導(dǎo)，以提高對(duì)超氧陰離子自由基的清除能力，從而減少對(duì)細(xì)胞的氧化損傷。在相同Cd濃度下，隨著營養(yǎng)鹽濃度的升高，藻SOD活性相對(duì)降低。而當(dāng)Cd濃度為10 μmol/L時(shí)，SOD活性則明顯下降，且3個(gè)營養(yǎng)鹽水平下基本相同，說明過高濃度Cd的脅迫超過了藻的耐受能力，已經(jīng)超出了藻細(xì)胞通過提高SOD活性來抵制抗氧化能力的范圍，這與鄶安琪等[19]的研究結(jié)果相一致。

圖4 不同營養(yǎng)鹽水平下Cd對(duì)銅綠微囊藻SOD活性影響(plt;0.05)

3 結(jié) 論

a. 營養(yǎng)鹽濃度的增加有利于提高銅綠微囊藻的生理活性及抗Cd能力。低Cd濃度(lt;10 μmol/L)下隨著N、P營養(yǎng)鹽濃度的增加，銅綠微囊藻生物量、葉綠素a、類胡蘿卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量及SOD活性均隨之增加，在高Cd濃度(10 μmol/L)下，銅綠微囊藻各生理生化指標(biāo)含量基本相同。

b. 低、中、高3種營養(yǎng)鹽水平下，隨著Cd濃度的增加，銅綠微囊藻生物量、葉綠素a、可溶性糖、可溶性蛋白含量逐漸下降，比生長速率降低，SOD活性則呈先上升后下降趨勢(shì)，類胡蘿卜素對(duì)Cd耐受性較強(qiáng)，僅在10 μmol/L Cd時(shí)明顯下降。

[1]朱威,周小平,蔡杰.太湖流域水環(huán)境綜合治理及其啟示[J].水資源保護(hù),2016,32(3):149-152.(ZHU Wei,ZHOU Xiaoping,CAI Jie.Lessons from comprehensive management of water environment in Taihu Basin[J].Water Resources Protection,2016,32(3):149-152.(in Chinese))

[2]范功端,林茜,陳麗茹,等.超聲波技術(shù)預(yù)防性抑制藍(lán)藻水華的研究[J].水資源保護(hù),2015,31(6):158-164.(FAN Gongduan,LIN Qian,CHEN Liru,et al.Research on preventive inhibition for cyanobacteria blooms using ultrasound technology [J].Water Resources Protection,2015,31(6):158-164.(in Chinese))

[3]倪利曉,馬艷艷,葉祥，等.藻細(xì)胞活性及營養(yǎng)鹽水平對(duì)銅綠微囊藻吸附鎘的影響研究[J].環(huán)境科技,2013,26 (3):1-4.(NI Lixiao,MA Yanyan,YE Xiang,et al.Study on biosorption of cadmium byMicrocystisAeruginosaat different cell activity and nutrient level [J].Environmental Science and Technology,2013,26 (3):1-4.(in Chinese))

[4]王冰,張鳳杰,張恩棟,等.Cd2+對(duì)固定化小球藻深度除磷及其生理指標(biāo)的影響[J].大連民族學(xué)院學(xué)報(bào),2005,7(3):87-89.(WANG Bing,ZHANG Fengjie,ZHANG Endong,et al.The effect of cadmium on phosphate removal for wastewater tertiary treatment by immobilizedChlorellaand its change of physiological characteristics[J].Journal of Dalian Nationalities University,2005,7(3):87-89.(in Chinese))

[5] HONG Yu,HU Hongying,XIE Xing,et al.Responses of enzymatic antioxidants and non-enzymatic antioxidants in the cyanobacteriumMicrocystisAeruginosato the allelochemical ethyl 2-methyl acetoacetate (EMA) isolated from reed (Phragmitescommunis)[J].Journal of Plant Physiology,2008,165(21):1264-1273.

[6] ZHU X Z,KONG H L,GAO Y Z,et al.Low concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons promote the growth of Microcystis aeruginosa[J].Journal of Hazardous Materials,2012,237/238:371-375.

[7] EULLAFFROY P,VERNET G.The F684/F735 chlorophyll fluorescence ratio:a potential tool for rapid detection and determination of herbicide phytotoxicity in algae[J].Water Research,2003,37 (9):1983-1990.

[8] YAON Y.Algologicalphysiology[M].Dalian：Dalian Institute of Technology Press,1987：41-42

[9] BRADFORDM M.A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding[J].Analytical Biochemistry,1976,72 (1/2):248-254.

[10] FALESF W.The assimilation and degradation of carbohydrates by yeast cells[J].Journal of Biological Chemistry,1951,193 (1):113-124.

[11] KORSHING V,LIC W,BENJAMINM M.Monitoring the properties of natural organic matter through UV spectroscopy:a consistent theory[J].Water Research,1997,31 (7):1787-1795.

[12] NOWICKA B,PLUCISKI B,KUCYSKA P,et al.Physiological characterization of Chlamydomonas reinhardtii acclimated to chronic stress induced by Ag,Cd,Cr,Cu and Hg ions[J].Ecotoxicology amp; Environmental Safety,2016,130:133-145.

[13] GONG Y,CHOU H N,TU C D,et al.Effects of arsenate on the growth and microcystin production of Microcystis aeruginosa isolated from Taiwan as influenced by extracellular phosphate[J].Journal of Applied Phycology,2009,21 (2):225-231.

[14] FAWZYM A.Phycoremediation and adsorption isotherms of cadmium and copper ions by Merismopedia tenuissima and their effect on growth and metabolism[J].Environmental Toxicology and Pharmacology,2016,46:116-121.

[15]張皓.無機(jī)氮磷和重金屬鎘對(duì)細(xì)基江蘺繁枝變型生理生化影響的初步研究[D].蘇州：蘇州大學(xué),2009.

[16] 陳建中,劉志禮,李曉明,等.溫度、pH和氮、磷含量對(duì)銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)生長的影響[J].海洋與湖沼,2010,41(5):714-718.(CHEN Jianzhong,LIU Zhili,LI Xiaoming,et al.Effects of temperature,pH,nitrogen and phosphorus on growth ofMicrocystisAeruginosa[J].Oceanologia Et Limnologia Sinica,2010,41 (5):714-718.(in Chinese))

[17] 張亞楠.綠色巴夫藻的重金屬脅迫效應(yīng)及吸附能力的研究[D].廣州:暨南大學(xué),2003.

[18] 楊璨.三種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物對(duì)銅綠微囊藻生長及生理的影響[D].上海：上海交通大學(xué),2014.

[19] 鄶安琪,趙偉華,李青云,等.銅綠微囊藻對(duì)Cd2+脅迫的生理生化響應(yīng)[J].人民長江,2016,47(16):20-25.(KUAI Anqi,ZHAO Weihua,LI Qingyun,et al.Physiological and biochemical responses ofMicrocystisAeruginosato Cd2+[J].Yangtze River,2016,47(16):20-25.(in Chinese))

InhibitoryeffectsofcadmiumstressonMicrocystisaeruginosaandthealleviationeffectsofnutrientconcentrations

NILixiao1，CHENChunming1，MAYanyan2

(1.CollegeofEnvironmental,HohaiUniversity,Nanjing210098,China； 2.JiangsuKeyidaEnvironmentalProtectionTechnologyCo.,Ltd,Yancheng224000,China)

The aim of this study was to investigate the effects of cadmium(Cd) stress on growth and physiological traits in cyanobacteriaMicrocystisaeruginosa(M.aeruginosa) and to evaluate the role of nitrogen (N) and phosphorus (P) in cadmium stress alleviation. Microcystis aeruginosa in exponential growth stage was inoculated with different Cd stress concentrations and 3 kinds of nutritive salt for 96h. When cadmium concentration was less than 10 μmol/L, with the increase of the concentration of nitrogen and phosphorus, cadmium stress caused an enhancement in biomass, specific growth rate, chlorop hyll-a (Chl-a), soluble protein, soluble sugar and super oxide dismutase (SOD) activity, and basically the same concentration occurred to the above indexes at 10 μmol/L Cd. The carotenoids had obvious decline just whenM.aeruginosawere exposed to 10 μmol/L Cd.

nitrogen；phosphorus；cadmium；physiological traits；microcystisaeruginosa; Cd stress

10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.15

國家自然科學(xué)基金(51109061，E090301)；水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(2010010105)；河海大學(xué)創(chuàng)新人才計(jì)劃項(xiàng)目

倪利曉(1973-)，女，副教授，博士，主要從事水環(huán)境污染控制與生態(tài)修復(fù)研究。E-mail：nilixiao@hhu.edu.cn

X172

A

1004-6933(2017)06-0096-06

2016-12-28 編輯：徐 娟)