四種殺蟲藥物對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)的致毒效應(yīng)

馬若欣，袁春營(yíng),2，劉 宇,2

(1. 天津市海洋資源與化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457；2. 天津科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300457)

四種殺蟲藥物對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)的致毒效應(yīng)

馬若欣1，袁春營(yíng)1,2，劉 宇1,2

(1. 天津市海洋資源與化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457；2. 天津科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300457)

研究4種殺蟲藥物對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)的致毒效應(yīng)，結(jié)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(zhǎng)繁殖，超過(guò)一定濃度后引起藻體的負(fù)增長(zhǎng)，同時(shí)采用回歸方程求出了4種藥物對(duì)鹽生杜氏藻24、48、72、96 h的半效應(yīng)濃度EC50．

鹽生杜氏藻；致毒效應(yīng)；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(dòng)物直接或間接的餌料，而且是水體中溶解氧的主要供應(yīng)者，它們?cè)谒鷳B(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)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(xué)者研究丁草胺、鍺、鎘、錳及甲基磺酸乙酯對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)的影響，指出這些物質(zhì)對(duì)鹽生杜氏藻均有不同程度的抑制作用及毒性效應(yīng)[1–5]．蟲敵、纖源凈、馬拉硫磷、蟲水安為水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘中經(jīng)常使用的殺蟲藥物，它們對(duì)于殺滅養(yǎng)殖動(dòng)物的寄生蟲效果良好，然而在追求療效的同時(shí)，其環(huán)境效應(yīng)不容忽視，為此本文探討了這4種殺蟲藥物對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)繁殖的影響，采用回歸方程求出了4種殺蟲藥物對(duì)鹽生杜氏藻24、48、72、96,h的半效應(yīng)濃度EC50，旨在為海水養(yǎng)殖過(guò)程中殺蟲藥物的正確使用提供參考依據(jù)．

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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、YS100尼康顯微鏡、血球計(jì)數(shù)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(qiáng)度3,000,lx，光周期12,h/12,h(光/暗)，pH,7.0～8.0，每天定時(shí)人工搖動(dòng)3～5次．

1.2.2 不同藥物對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)的影響

4種藥物均各設(shè)置4個(gè)濃度梯度，1個(gè)對(duì)照組，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1．每個(gè)濃度設(shè)3個(gè)重復(fù)，取平均值，每天用顯微鏡測(cè)定藻細(xì)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(yīng)濃度的測(cè)定

以生物量為實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)計(jì)算的50%抑制濃度記為EC50，最大特定生長(zhǎng)率(U)為

式中：N0、Nt分別為開(kāi)始期(t0)和t時(shí)刻(t)的細(xì)胞數(shù)．

抑制率(I)按照式(2)進(jìn)行計(jì)算：

式中：Uck為對(duì)照組鹽生杜氏藻的生長(zhǎng)率；Utox為添加藥物時(shí)鹽生杜氏藻的生長(zhǎng)率．

用與對(duì)照相比的抑制百分率與濃度對(duì)數(shù)作圖，求24、48、72、96,h半效應(yīng)濃度EC50值[6]．

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同藥物對(duì)鹽生杜氏藻形態(tài)的影響

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，4種藥物對(duì)鹽生杜氏藻形態(tài)均有較大影響，以使用纖源凈的結(jié)果與對(duì)照組進(jìn)行對(duì)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(dāng)藥物濃度高時(shí)，可以觀察到藻細(xì)胞的壞死殘骸數(shù)量隨藥物質(zhì)量濃度增加而逐漸增多，完整的藻細(xì)胞顏色也逐漸變淡，部分藻細(xì)胞體積增大，細(xì)胞形態(tài)改變，子細(xì)胞分裂畸形，出現(xiàn)異型胞，說(shuō)明藥物使鹽生杜氏藻的生長(zhǎng)與分裂也產(chǎn)生一定的解偶聯(lián)作用[7]．

2.2 殺蟲藥物對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)的影響

2.2.1 蟲敵

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，繪制出蟲敵對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)影響的曲線，見(jiàn)圖2．可以看出，培養(yǎng)液中加入蟲敵，藻細(xì)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(qiáng)．

圖2 蟲敵對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)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(shí)間延長(zhǎng)，藻細(xì)胞數(shù)量一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，只是與對(duì)照組相比增長(zhǎng)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(fù)增長(zhǎng)．

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(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)的影響，結(jié)果如圖3所示．可以看出，添加了纖源凈的實(shí)驗(yàn)組，藻細(xì)胞生長(zhǎng)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(qiáng)．在低濃度處理組中(0.2×10-6,μL/L)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，藻細(xì)胞數(shù)量一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，但增長(zhǎng)緩慢，高濃度處理的鹽生杜氏藻在72,h以后表現(xiàn)為負(fù)增長(zhǎng)．

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

2.2.3 馬拉硫磷

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，繪制出馬拉硫磷試劑對(duì)鹽生杜氏藻的生長(zhǎng)影響的曲線，見(jiàn)圖4．從圖中可看出，添加了馬拉硫磷藥物的各實(shí)驗(yàn)組，藻細(xì)胞生長(zhǎng)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(qiáng)．低濃度處理組(5×10-5μL/L，5×10-4μL/L)中，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，藻細(xì)胞生長(zhǎng)呈緩慢增長(zhǎng)狀態(tài)(與對(duì)照組相比)，高濃度處理組則72,h以后呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)．

圖4 馬拉硫磷對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)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(xì)胞密度為指標(biāo)繪制生長(zhǎng)曲線，結(jié)果如圖5所示．可以看出，添加了蟲水安的各實(shí)驗(yàn)組，藻細(xì)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(qiáng)．低濃度處理組中，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，藻細(xì)胞數(shù)量增長(zhǎng)緩慢，高濃度處理組，藻細(xì)胞生長(zhǎng)在48,h或72,h以后表現(xiàn)為負(fù)生長(zhǎng)，呈現(xiàn)出與蟲敵、纖源凈和馬拉硫磷對(duì)藻類作用相似的規(guī)律性，后期的負(fù)增長(zhǎng)可能是由于高濃度藥物超過(guò)了藻細(xì)胞負(fù)荷的極限，以至藻細(xì)胞功能無(wú)法完全恢復(fù)，使藻細(xì)胞處于負(fù)增長(zhǎng)狀態(tài)．

圖5 蟲水安對(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)的影響Fig.5 Effects of Chongshuian on the growth of Dunaliellasalina

2.3 不同藥物對(duì)鹽生杜氏藻的半效應(yīng)濃度

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，確定出各段時(shí)間(24、48、72、96 h)的EC50值及相關(guān)系數(shù)，相關(guān)結(jié)果見(jiàn)表2—表5．表中y表示抑制百分率，x表示濃度對(duì)數(shù)．從表中可看出，4種藥物對(duì)鹽生杜氏藻的半效應(yīng)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(shí)，藻體非常敏感，所以24,h半效應(yīng)濃度最低；隨時(shí)間延長(zhǎng)，藻體對(duì)藥物反應(yīng)有些遲鈍，以致產(chǎn)生48,h或72,h的最高效應(yīng)濃度；72,h后，隨著營(yíng)養(yǎng)狀況的低下，藻體抵抗力降低，出現(xiàn)鹽生杜氏藻對(duì)藥物敏感性增強(qiáng)的結(jié)果，使得半效應(yīng)濃度再次降低．

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

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

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

表5 蟲水安對(duì)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(duì)鹽生杜氏藻生長(zhǎng)速率有促進(jìn)作用，而高濃度的丁草胺對(duì)鹽生杜氏藻的生長(zhǎng)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(zhǎng)率逐漸降低；培養(yǎng)液中鍺質(zhì)量濃度1.0,mg/L時(shí)對(duì)鹽生杜氏藻沒(méi)有抑制作用，但也沒(méi)有刺激作用，當(dāng)質(zhì)量濃度增加到10,mg/L時(shí)藻類生長(zhǎng)受到了輕微抑制，當(dāng)鍺濃度進(jìn)一步增大時(shí)，鹽生杜氏藻的生長(zhǎng)受到不同程度的抑制但并不明顯[2]；經(jīng)Zn馴化的鹽生杜氏藻生長(zhǎng)力和耐受力要強(qiáng)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(duì)鹽生杜氏藻的生長(zhǎng)均具有較強(qiáng)的抑制作用[4-5]．

袁春營(yíng)等[7]采用靜水試驗(yàn)法研究了4種殺蟲藥物對(duì)斜生柵藻生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明：當(dāng)用纖源凈和蟲敵單獨(dú)處理藻類培養(yǎng)液時(shí)，表現(xiàn)為隨著藥物濃度的增加，對(duì)斜生柵藻抑制作用增強(qiáng)的趨勢(shì)，同時(shí)，殺蟲藥對(duì)藻細(xì)胞形態(tài)有較大的破壞作用；當(dāng)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(shí)，發(fā)現(xiàn)纖源凈對(duì)斜生柵藻的抑制作用最強(qiáng)，其次是馬拉硫磷，再次是蟲水安，蟲敵抑制作用最?。?/p>

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(duì)鹽生杜氏藻抑制作用增強(qiáng)，且48,h或72,h后出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，分析原因可能是藻類生長(zhǎng)后期，營(yíng)養(yǎng)鹽不足，致使藻體抵抗力降低，從而對(duì)藥物的敏感性增強(qiáng)．

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

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

［4］郭金耀，楊曉玲. 錳對(duì)鹽藻生長(zhǎng)與物質(zhì)積累的調(diào)控作用[J]. 水產(chǎn)科學(xué)，2008，27(3)：148–150.

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

［7］袁春營(yíng)，崔青曼，邵強(qiáng). 4種殺蟲藥物對(duì)斜生柵藻生長(zhǎng)的影響[J]. 水產(chǎn)科學(xué)，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(shí)驗(yàn)師，maruoxin@tust.edu.cn.