不同N水平下緣管滸苔對(duì)重金屬銅的響應(yīng)

徐軍田，鄒定輝，朱明，郭贛林，李信書(shū)，劉樹(shù)霞

（1. 淮海工學(xué)院海洋學(xué)院 江蘇 連云港 222005；

2. 華南理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復(fù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣東 廣州 510006）

不同N水平下緣管滸苔對(duì)重金屬銅的響應(yīng)

徐軍田1，鄒定輝2，朱明1，郭贛林1，李信書(shū)1，劉樹(shù)霞1

（1. 淮海工學(xué)院海洋學(xué)院 江蘇 連云港 222005；

2. 華南理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復(fù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣東 廣州 510006）

探討了重金屬銅對(duì)兩種N水平生長(zhǎng)條件下緣管滸苔生長(zhǎng)、光合作用、硝酸還原酶活性以及色素和蛋白含量的影響。結(jié)果表明，兩種N水平下，銅離子都顯著抑制藻體的生長(zhǎng)速率，并且隨著濃度的增加而增大；而N加富顯著促進(jìn)藻體的生長(zhǎng)速率，但這種作用在高濃度銅（2 μM）的作用下不顯著。高濃度的銅和N同時(shí)存在時(shí)，藻體的光合作用速率顯著下降，硝酸還原酶活性也顯著降低。高濃度的銅顯著降低類(lèi)胡蘿卜素和可溶性蛋白的含量，在N加富的情況下，這種抑制作用更為顯著。

緣管滸苔；銅；N； 光合作用；相對(duì)生長(zhǎng)速率

海水的富營(yíng)養(yǎng)化是近年來(lái)引起廣泛關(guān)注的重要海洋環(huán)境問(wèn)題，海域的富營(yíng)養(yǎng)化日益加劇，影響了大型海藻棲息的海洋生態(tài)環(huán)境條件。大型海藻是近岸海域重要的初級(jí)生產(chǎn)者，它貢獻(xiàn)了海洋 10 %的初級(jí)生產(chǎn)力，對(duì)近岸海域海域碳循環(huán)起著很重要的作用。氮往往是海藻生長(zhǎng)過(guò)程中的限制性元素，但是在富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程中，海水中氮水平急劇增加。研究富營(yíng)養(yǎng)化與大型海藻的關(guān)系具有重要的生態(tài)意義，一方面，目前許多學(xué)者認(rèn)為大型海藻的廣泛養(yǎng)殖是吸收和利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，延緩并改善水域富營(yíng)養(yǎng)化的有效措施之一[1,2]；另一方面，近岸海域的富營(yíng)養(yǎng)化不但與赤潮的發(fā)生等海洋生態(tài)災(zāi)害有直接的關(guān)系，而且，這也可能與某些機(jī)會(huì)主義生態(tài)類(lèi)型的大型海藻種類(lèi)如滸苔等的爆發(fā)性生長(zhǎng)（如“綠潮”、“藻華”現(xiàn)象）有關(guān)。

重金屬污染是另一個(gè)重要的海洋環(huán)境問(wèn)題，其中銅是主要的污染物之一，關(guān)于銅對(duì)海洋大型藻類(lèi)的效應(yīng)已在國(guó)內(nèi)外得到了很好的研究[3-6]。雖然在真核生物的基本生命過(guò)程中，銅是不可缺少的一種微量元素，但是高濃度的銅卻成為海洋生物中最具有毒性的重金屬之一，它對(duì)生物代謝的大多數(shù)過(guò)程都有一定的影響[7]。海洋污染的日趨加重，各種污染物并不是單一的出現(xiàn)在某個(gè)海域，如工業(yè)廢水中不僅僅含有大量的氨氮，同時(shí)還有大量的重金屬，這樣海區(qū)內(nèi)就成為多種污染物的混合體，研究近岸海域大型海藻對(duì)這些污染的響應(yīng)，不僅僅要考慮每種污染物對(duì)藻體的效應(yīng)，更要研究它們共同作用藻體的互作效應(yīng)。

本文以常見(jiàn)大型綠藻緣管滸苔為材料，從生長(zhǎng)速率、光合生理、硝酸還原酶活性以及色素和蛋白含量方面來(lái)研究氮和銅對(duì)藻體的結(jié)合效應(yīng)，為綜合評(píng)價(jià)海洋環(huán)境污染對(duì)近岸大型藻類(lèi)的影響提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

緣管滸苔（Enteromorpha linza）于 2010年 3月采自連云港高公島。材料用過(guò)濾海水清洗干凈后，選取色澤鮮綠，寬度適中的健康藻體于玻璃水族箱內(nèi)暫養(yǎng)，暫養(yǎng)的條件是溫度為 12 ℃，光強(qiáng)為200 μmol m-2s-1，光周期為 12 h︰12 h；培養(yǎng)液為過(guò)濾的自然海水，每?jī)商旄鼡Q一次，每天24 h通氣培養(yǎng)。

1.2 培養(yǎng)

選取滸苔寬度為1 cm左右的藻體，用剪刀切為長(zhǎng)度大約3 cm的小段，放入1 L的三角燒瓶?jī)?nèi)充氣培養(yǎng)，培養(yǎng)的溫度、光強(qiáng)和光周期均與暫養(yǎng)條件相同。實(shí)驗(yàn)設(shè)置2個(gè)N 營(yíng)養(yǎng)鹽水平和3個(gè)銅離子濃度共6個(gè)處理組合：兩種N水平是對(duì)照N水平的海水（N0，其N(xiāo)的含量約為36 μM）、以及N加富處理的海水（通過(guò)在過(guò)濾的自然海中加入300 μmol/L的NaNO3, N300）；對(duì)每種N水平處理下設(shè)置3個(gè)重金屬（Cu）梯度，即海水中銅的總濃度分別為對(duì)照水平（Cu0，Cu濃度約為0.06 μM），0.5 μM和2 μM （通過(guò)分別向海水中添加0.5 μM和2 μM CuSO4.5H2O獲得）。每個(gè)處理3次重復(fù)。培養(yǎng)液每?jī)商旄鼡Q一次，且24 h通氣培養(yǎng)。

1.3 生長(zhǎng)測(cè)定

每隔一天測(cè)定一次藻體的鮮重，藻體的相對(duì)生長(zhǎng)速率（Relative growth rate , RGR）按照以下公式求得：RGR=100*(lnNt- lnN0)/t，其中Nt為第t天藻體的重量，N0為藻體的初始重量。

1.4 光合作用的測(cè)定

用氧電極法 (Hansatech，英國(guó)) 測(cè)定緣管滸苔光合放氧速率。測(cè)定之前，把藻體用鋒利的小剪刀剪成約 0.2 cm2大小的小片，在室內(nèi)低光下適應(yīng) 1 ～2 h，最大程度的消除藻體損傷帶來(lái)的測(cè)定誤差。 然后稱取大約 20 mg 鮮重 (FW) 的藻片(大約20片)放入裝有2 mL 反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)槽中。用循環(huán)水浴精確控制反應(yīng)槽內(nèi)的溫度為12 ℃。光強(qiáng)梯度是通過(guò)調(diào)節(jié)光源與反應(yīng)槽的距離獲得。光強(qiáng)響應(yīng)曲線參數(shù)通過(guò)以下公式[8]獲得：P = Pmax*tanh(α*I/Pmax) +Rd，其中P為光合作用速率，Pmax為最大光合作用速率，α為光合效率，I為光強(qiáng)強(qiáng)度，Rd為呼吸作用速率。

1.5 色素的測(cè)定

對(duì)不同培養(yǎng)條件下的藻體，測(cè)定其葉綠素 a（Chla）、葉綠素b（Chlb）和類(lèi)胡蘿卜素（Car.）的含量。取大約0.1 g藻體置于10 mL的甲醇中，放置于4 ℃的冰箱內(nèi)過(guò)夜處理，然后用分光光度計(jì)測(cè)定提取液在470，653和666 nm的吸光值。色素含量按照以下公式計(jì)算[9]：葉綠素-a=15.65A666-7.34A653；葉綠素b = 27.05A653-11.21A666；類(lèi)胡蘿卜素 =（1 000A470+ 1 403.57A666-3 473.87A653）/221。 其中A470、A653、A666分別表示在470 nm，653 nm和666 nm的光密度值。

1.6 蛋白含量的測(cè)定

取藻體0.2 g，加10 ml pH 7.5的磷酸緩沖液和少量石英砂于研缽內(nèi)研磨，然后以10000 g 4 ℃冷凍離心10 min，取上清液，采用考馬斯亮蘭G—250( Coomassie Brilliant Blue G-250 ) 染料結(jié)合法[10]測(cè)定可溶性蛋白的含量。

1.7 硝酸還原酶的測(cè)定

通過(guò)測(cè)定一定量藻體 ( 活體 ) 在一定量反應(yīng)介質(zhì)中單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的亞硝氮 ( NO2-) 的量來(lái)表示藻體的硝酸還原酶活性（NRA）[11]。稱取0.2 g藻體加入10 mL反應(yīng)介質(zhì)緩沖液 ( 0.1 M pH7.5的磷酸緩沖液，0.01 mM 的葡萄糖；0.5 mM 的Na-EDTA；200 mM的NaNO3)，充氮?dú)? min，后在黑暗條件下30 ℃反應(yīng)30 min。取反應(yīng)介質(zhì)1 mL，加入2 mL磺胺和2 mL的鹽酸萘乙二氨試劑，混勻，靜置30 min，用分光光度計(jì)測(cè)定520 nm處的吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程計(jì)算亞硝氮的含量，用單位時(shí)間和單位質(zhì)量藻體產(chǎn)生亞硝氮的量來(lái)表示硝酸還原酶活性（μmolNO2-g-1h-1）。

1.8 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用方差分析法（one- or two-way ANOVA） 或T-test分析，設(shè)置顯著水平為P＜ 0.05。

2 結(jié) 果

銅對(duì)緣管滸苔的生長(zhǎng)有著顯著的影響（P＜0.05），兩種 N水平下培養(yǎng)的藻體生長(zhǎng)增長(zhǎng)量都隨著銅的增加而降低（圖1A）, 銅顯著降低藻體的相對(duì)生長(zhǎng)速率（RGR），2 μΜ銅的抑制作用最大，與對(duì)照相比，N加富培養(yǎng)下的RGR下降約72%，正常N水平下的下降為67%（圖1B）。N加富顯著促進(jìn)藻體的RGR（P＜ 0.05），但這種作用在高濃度銅( 2 μΜ ) 的作用下不顯著（P＞ 0.05）。

圖 1 在不同Cu處理（0，0.5和2 μM）以及兩種N水平（0和300 μM）培養(yǎng)下緣管滸苔鮮重（A）和RGR（B）的變化（圖中N0、N300分別表示培養(yǎng)海水中的兩種N水平：0和300 μM；Cu0，Cu0.5，Cu2分別表示培養(yǎng)海水中的3種Cu離子水平：0，0.5和2 μM。）Fig. 1 Changes of fresh weight (A) and RGR (B) of Enteromorpha linza cultured at two different N availabilities（0 and 300 μM）and different Cu exposures (0, 0.5 and 2 μM). Means±SD (n=3).

緣管滸苔藻體的光合作用在不同的處理下呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)（圖 2）。銅顯著降低兩種N水平培養(yǎng)下藻體的光合效率（α）（P＜ 0.05），并且隨著濃度的增加抑制作用增大（表1）。 N加富顯著提高了藻體在銅濃度為 0和 0.5μΜ 時(shí)的光合效率（P＜ 0.05），但在2μΜ銅處理下的藻體，N加富卻呈現(xiàn)相反的效應(yīng)。對(duì)于藻體的最大光合作用速率來(lái)說(shuō)，N加富培養(yǎng)下的藻體，銅濃度只有在2 μΜ時(shí)才有顯著的抑制作用（P＜ 0.05）。在正常N水平下培養(yǎng)的藻體，最大光合作用速率隨著銅濃度的增加而顯著降低（P＜ 0.05）。 N加富對(duì)銅濃度為0培養(yǎng)的藻體最大光合作用速率沒(méi)有顯著影響，但卻顯著促進(jìn)了0.5μΜ銅濃度培養(yǎng)下藻體的最大光合作用速率（P＜ 0.05），而對(duì)于培養(yǎng)在2 μΜ銅濃度下的藻體來(lái)說(shuō)，N加富卻體現(xiàn)為抑制作用。正常N水平下培養(yǎng)的藻體在銅濃度為2μΜ時(shí)其光飽和光強(qiáng)（Ik）顯著低于銅濃度為0時(shí)的藻體，除此之外，所有處理間沒(méi)有顯著差異（P＞ 0.05）（表1）。

在N加富的情況下，銅顯著降低硝酸還原酶的活性（P＜ 0.05），并且隨著濃度的增加抑制作用增大；而在正常N水平下，0.5 μΜ銅顯著促進(jìn)硝酸還原酶的活性，而2 μΜ銅顯著抑制硝酸還原酶的活性（P＜ 0.05）。N加富顯著促進(jìn)藻體在銅濃度為0和0.5 μΜ時(shí)的硝酸還原酶活性（P＜ 0.05），但在2 μΜ銅作用下卻表現(xiàn)為抑制效應(yīng) (圖 3)。

圖 2 在不同Cu處理（0，0.5和2 μM）以及兩種N水平（0和300 μM）培養(yǎng)下緣管滸苔光合作用-光強(qiáng)響應(yīng)曲線（P-I 曲線）（圖中N0、N300分別表示培養(yǎng)海水中的兩種N水平：0和300 μM；Cu0，Cu0.5，Cu2分別表示培養(yǎng)海水中的3種Cu離子水平：0，0.5和2 μM。）Fig. 2. P-I curves of Enteromorpha linza cultured at two different N availabilities （0 and 300 μM）and different Cu exposures (0, 0.5 and 2 μM).Means±SD (n=3).

在正常N水平下，銅對(duì)葉綠素a（Chla）含量沒(méi)有顯著的影響，但在N加富的情況下，銅顯著提高Chla的含量（P＜ 0.05），但兩個(gè)銅加富處理之間沒(méi)有顯著差異（P＞ 0.05）。而N加富卻顯著提高所有銅濃度水平下的Chla的含量（P＜ 0.05）（圖4A）。Chlb呈現(xiàn)和Chla相同的變化趨勢(shì)（圖 4B）。在正常N水平下，類(lèi)胡蘿卜素（Car.）的含量變化趨勢(shì)和Chla和Chlb一致，但在N加富的情況下，0.5 μΜ銅處理下的藻體的Car.含量最高，而2 μΜ銅處理下的最低，三者處理之間都有顯著性差異（P＜ 0.05）。N加富顯著提高藻體在銅濃度為0和0.5 μΜ時(shí)的Car.含量, 但在2 μΜ銅作用下卻表現(xiàn)為相反的效應(yīng)（圖 4C）（P＜ 0.05）。

圖 3 在不同Cu處理（0，0.5和2 μM）以及兩種N水平（0和300 μM）培養(yǎng)下緣管滸苔硝酸還原酶活性(NRA)的變化（圖中N0、N300分別表示培養(yǎng)海水中的兩種N水平：0和300 μM。）Fig. 3 Changes of NRA activity of Enteromorpha linza cultured at two different N availabilities（0 and 300 μM）and different Cu exposure (0, 0.5 and 2 μM). Means±SD (n=3).

表 1 在不同Cu處理（0，0.5和2μM）以及兩種N水平（0和300μM）培養(yǎng)下緣管滸苔光合作用-光強(qiáng)響應(yīng)曲線參數(shù)（N0、N300分別表示培養(yǎng)海水中的兩種N水平：0和300μM；Cu0，Cu0.5，Cu2分別表示培養(yǎng)海水中的3種Cu離子水平：0，0.5和2μM）Tab. 1 Photosynthetic parameters of P-I curves for Enteromorpha linza cultured at two different N availabilities （0 and 300 μM）and different Cu exposures (0, 0.5 and 2 μM). Pmax, the maximum net photosynthetic rate[μmolO2·g(f.wt)-1·h-1]; α, the photosynthetic efficiency[(μmolO2·g(f.wt)-1·h-1) / (μmol·m-2·s-1)]; Ik, light saturation point(μmol·m-2·s-1). Means±SD (n=3).

在N加富的情況下，銅顯著降低可溶性蛋白的含量，在2 μΜ銅處理下的含量最低。而在正常N水平下，只有高濃度的銅 ( 2 μΜ ) 顯著降低可溶性蛋白的含量。N加富顯著提高藻體在銅濃度為0和0.5 μΜ時(shí)的可溶性蛋白含量, 但在2 μΜ銅作用下卻表現(xiàn)為相反的效應(yīng) ( 圖 5 )。

圖 4 在不同Cu處理（0，0.5和2 μM）以及兩種N水平（0和300 μM）培養(yǎng)下緣管滸苔Chl a（A）, Chl b (B)和類(lèi)胡蘿卜素（Car.）(C)的變化（圖中N0、N300分別表示培養(yǎng)海水中的兩種N水平：0和300 μM。）Fig. 4 Changes of contents of Chl a (A), Chl b (B) and Car. (C) in Enteromorpha linza cultured at two different N availabilities（0 and 300 μM）and different Cu exposures (0, 0.5 and 2 μM). Means±SD (n=3).

3 討 論

銅顯著降低了緣管滸苔的生長(zhǎng)速率，并且隨著濃度的增加抑制作用增大，這種效應(yīng)在其它一些大型海藻種類(lèi)中也得到了證實(shí)[7]。海水中的營(yíng)養(yǎng)鹽主要指無(wú)機(jī)態(tài)的氮 ( N ) 和磷 ( P )，海水中對(duì)海藻P的供應(yīng)比較穩(wěn)定、通常不成為海藻生長(zhǎng)的限制營(yíng)養(yǎng)鹽，而N則是限制海藻生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)元素[12]。 因此在富營(yíng)養(yǎng)化的海區(qū)，N的濃度顯著提高，這在一定程度上提高了大型海藻的生長(zhǎng)速率[13]，本文結(jié)果也表明在N加富的情況下，緣管滸苔的生長(zhǎng)速率得到顯著的提高，但在高濃度銅作用下的藻體，富營(yíng)養(yǎng)化卻加劇了銅對(duì)生長(zhǎng)的抑制，這體現(xiàn)了N與高濃度重金屬銅的耦合效應(yīng)。生長(zhǎng)是細(xì)胞內(nèi)生物化學(xué)和生理學(xué)過(guò)程的綜合體現(xiàn)，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到，富營(yíng)養(yǎng)化和高濃度重金屬銅共同作用的藻體，其光合作用能力、蛋白含量以及硝酸還原酶活性都顯著低于正常N水平作用下的藻體，雖然N加富提高了光合色素的水平，但也同時(shí)降低了類(lèi)胡蘿卜素的含量，后者在過(guò)多光能的熱耗散方面發(fā)揮重要的作用，其綜合的結(jié)果是藻體的生長(zhǎng)抑制率要明顯高于正常N水平下的藻體。

圖 5 在不同Cu處理（0，0.5和2 μM）以及兩種N水平（0和300 μM）培養(yǎng)下緣管滸苔可溶性蛋白含量的變化（圖中N0、N300分別表示培養(yǎng)海水中的兩種N水平：0和300 μM。）Fig. 5 Changes of soluble protein contents in Enteromorpha linza cultured at two different N availabilities（0 and 300 μM）and different Cu exposures(0, 0.5 and 2 μM). Means±SD (n=3).

重金屬銅對(duì)光合作用在很多大型海藻中都表現(xiàn)為抑制效應(yīng)[3,4]，但也有一些研究表明，雖然銅導(dǎo)致了生長(zhǎng)速率的下降，但對(duì)光合作用卻沒(méi)有明顯的影響[14]，這說(shuō)明藻體在積累碳水化合物方面沒(méi)有受到銅的抑制，生長(zhǎng)的抑制主要表現(xiàn)為由于細(xì)胞膜的損傷導(dǎo)致的細(xì)胞數(shù)目減少，或者是由于細(xì)胞的分裂受到抑制[15]，這主要體現(xiàn)在DNA復(fù)制以及細(xì)胞壁的形成受到銅的抑制[16]。本文結(jié)果表明，銅對(duì)緣管滸苔的光合作用存在明顯的抑制效應(yīng)，尤其是在高濃度銅處理的情況下。而光合色素（Chla和Chlb）的含量并沒(méi)有受到銅的影響，甚至還有一定的增加。雖然一些研究表明銅是通過(guò)降低光合色素的含量來(lái)下調(diào)光合作用能力的[3,17]，但本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說(shuō)明銅是通過(guò)抑制其他的生理過(guò)程來(lái)降低光合作用的，銅有可能損傷光反應(yīng)中心，抑制光系統(tǒng)II中的電子傳遞從而導(dǎo)致光合作用能力下降[18,19]。N加富在一定程度上提高了緣管滸苔的光合作用能力，這與N加富提高藻體的光合色素含量有一定的關(guān)系，這在藻體的光合效率方面表現(xiàn)最為顯著，色素含量的提高可以為藻體在低光的條件下獲得更多的光能，從而提高光合作用能力。而在高濃度銅的作用下，雖然N加富顯著提高了藻體的光合色素含量，但光合作用能力卻顯著下降，其中最有可能的原因就是N加富顯著降低了類(lèi)胡蘿卜素的含量（圖4C），類(lèi)胡蘿卜素和藻體過(guò)多光能熱耗散中的葉黃素循環(huán)密切相關(guān)，類(lèi)胡蘿卜素含量的降低必然導(dǎo)致藻體的熱耗散能力下降，在藻體內(nèi)過(guò)多光能導(dǎo)致的活性氧（ROS）可以顯著的破壞光系統(tǒng)反應(yīng)中心，電子傳遞鏈組分受到損傷，從而導(dǎo)致光合作用的下降[20]。

除光合作用過(guò)程中產(chǎn)生的碳水化合物，藻體在生長(zhǎng)的過(guò)程中還合成大量的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的合成和 N的供應(yīng)有密切的關(guān)系，在海水中，NO3-是 N存在的主要形式，但如果要參與到藻體的N代謝過(guò)程，則必須轉(zhuǎn)化為NH4+，其中硝酸還原酶起到重要的作用，它是整個(gè)過(guò)程中的限速酶，它的活性直接決定藻體利用N的能力[21]。我們結(jié)果表明N加富顯著提高了蛋白的含量，這是因?yàn)樵贜加富的情況下，藻體的硝酸還原酶活性顯著增加（圖 3），這為藻體提供了大量的N源，從而使蛋白的含量顯著增加。硝酸還原酶的活性在底物NO3-濃度增加的情況下升高的現(xiàn)象在一些實(shí)驗(yàn)中也得到證實(shí)[22]。但在高濃度銅的作用下，N加富卻顯著抑制了硝酸還原酶的活性，這樣使藻體蛋白含量顯著下降。而在較低濃度銅的作用下，正常海水N水平培養(yǎng)下藻體的硝酸還原酶活性顯著增加，而在N加富的情況下則存在相反的結(jié)果。這些現(xiàn)象說(shuō)明，N和銅這兩種環(huán)境因素對(duì)藻體的硝酸還原酶活性存在耦合效應(yīng)，它們之間彼此作用，濃度不同，效應(yīng)也不同。

綜上所述，富營(yíng)養(yǎng)化通過(guò)提供更多的N源，促進(jìn)了蛋白質(zhì)和光合色素的合成，使藻體的光合作用能力增加，從而導(dǎo)致生長(zhǎng)速率增加；重金屬銅則通過(guò)降低藻體的光合作用速率以及蛋白含量抑制藻體的生長(zhǎng)。當(dāng)二者同時(shí)存在條件下，尤其在高濃度銅和富營(yíng)養(yǎng)化的情況下，藻體的光合作用能力、硝酸還原酶活性、類(lèi)胡蘿卜素含量以及蛋白含量都顯著下降，這導(dǎo)致生長(zhǎng)的抑制最為顯著。兩種環(huán)境因素相互作用，不同的量導(dǎo)致不同的結(jié)果，它們之間的耦合作用的機(jī)制有待于進(jìn)一步的研究。

[1] 林秋奇, 王朝暉, 杞 桑, 等. 水網(wǎng)藻(Hydrodictyon reticulatum)治理水體富營(yíng)養(yǎng)化的可行性研究[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2001, 21(5):814-819.

[2] 況琪軍，馬沛明，劉國(guó)祥，等．大型絲狀綠藻對(duì)N、P去除效果研究 [J]．水生生物學(xué)報(bào)，2004，28(3): 323-326.

[3] Küpper H, ?etlík I, Spiller M, et al.. Heavy metal-induced inhibition of photosynthesis: targets of in vivo heavy metal chlorophyll formation [J]. J Phycol, 2002, 38(3): 429-441.

[4] Nielsen H D, Brownlee C, Coelho S M, et al. Interpopulation differences in inherited copper tolerance involve photosynthetic adaptation and exclusion mechanisms inFucus serratus[J]. New Phytol, 2003, 160(1): 157-165 .

[5] Brown M T, Newman J E. Physiological responses ofGracilariopsis longissima(S. G. Gmelin) Steentoft, L.M. Irvine and Farnham (Rhodophyceae) to sublethal copper concentrations [J].Aquat toxicol, 2003, 64(2): 201-213.

[6] 雷清新，于志剛，張經(jīng)，等. 銅對(duì)緣管滸苔生理狀態(tài)的影響 [J]．海洋環(huán)境科學(xué), 1998, 17(1): 11-14.

[7] Eklund B T, Kautsky L. Review on toxicity testing with marine macroalgae and the need for method standardization–exemplified with copper and phenol [J]. Mar Pollut Bull, 2003, 46(2): 171-181.

[8] Jassby A D, Platt T. Mathematical formulation of the relationship between photosynthesis and light for phytoplankton [J]. Limnol Oceanogr, 1976, 21(4): 540-547.

[9] Wellburn A R. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectro-photometers of different resolution [J]. J Plant Physiol,1994, 144(3): 307-313.

[10] Kochert G. Protein determination by dye binding. Handbook of Phycological Methods: Physiological and Biochemical Methods[M]. Hellebust JA, Graigie JS (eds.). Cambridge University Press.1978, Pp. 91-93.

[11] Chapman D J, Harrison P J. Nitrogen metabolism and measurement of nitrate reductase activity. (eds.) Lobban C S, Chapman D J,Kremer B P. Experimental Phycology: a Laboratory Manual [M].Cambridge University Press, 1988, 196-200.

[12] Villares R., Carballeira A. Nutrient limitation in macroalgae (UlvaandEnteromorpha) from the Rías Baixas (NW Spain) [J]. Mar Ecol, 2004, 25(3): 225-243.

[13] Neori A, cohen I, Gordin H. Ulva lactuca biofilters for marine fishpond effluents: II. Growth rate, yield and C: N ratio [J]. Bot Mar, 1991, 34(6): 483 - 489.

[14] Nielsen H D, Nielsen S L. Photosynthetic responses to Cu2+exposure are independent of light acclimation and uncoupled from growth inhibition in Fucus serratus (Phaeophyceae) [J]. Mar Pollut Bull, 2005, 51(8/12): 715-721.

[15] Corellou F, Bisgrove S R, Kropf D L, et al. A S/M DNA replication checkpoint prevents nuclear and cytoplasmic events of cell division including centrosomal axis alignment and inhibits activation of cyclin-dependent kinase-like proteins in fucoid zygotes [J].Development, 2000, 127(8): 1 651-1 660.

[16] Nielsen H D, Brown M T, Brownlee C. Cellular responses of developingFucus serratusembryos exposed to elevations concentrations of Cu2+[J]. Plant Cell Environ, 2003, 26(10):1 737-1 744.

[17] Ciscato M,Valcek R, van Loven K, et al. Effects of in vivo copper treatment on the photosynthetic apparatus of twoTriticum durumcultivars with different stress sensitivity [J]. Physiological Plantarum, 1997, 100(4): 901-908.

[18] Cid A, Herrero C, Torres E, Abalde J. Copper toxicity on the marine microalgaePhaeodactylum tricornutum: effects on photosynthesis and related parameters. Aquat Toxicol, 1995, 31(2): 165-174.

[19] Yruela I, Pueyo J J, Alonso P J, et al. Photoinhibition in photosystem II from higher plants [J]. J Biol Chem, 1996, 271(44):27 408-2 7415.

[20] Li X P, Bj?rkman O, Shih C, et al. Rosenquist M, Jansson S, Niyogi K K. A pigment-binding protein essential for regulation of photosynthetic light harvesting [J]. Nature, 2000, 403(6768):391-395.

[21] Lopes P F, Oliveira M C, Colepicolo P. Diurnal fluctuation of nitrate reductase activity in the marine red algaGracilaria tenuistipitata(Rhodophyta) [J]. J Phycol, 1997, 33(2): 225- 231.

[22] Crawford N M, Arst N H J. Themolecular genetics of nitrate assimilation in fungi and plants [J]. Annu Rev Genet, 1993, 27(3):115-146.

Responses ofEnteromorpha linzato the copper exposure under different N growth conditions

XU Jun-tian1, ZOU Ding-hui2, ZHU-Ming1, GUO Gan-lin1, LI Xin-shu1, LIU Shu-xia1

(1. School of Marine Science and Technology, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang, 222005, China;
2. The Key Lab of Pollution Control and Ecosystem Restoration in Industry Clusters of Chinese Ministry of Education,College of Environmental Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, 510006, China)

The ongoing coastal eutrophication and heavy metal pollution are becoming the question of marine environment with widespread concerns. The effects of copper exposure on the growth, photosynthesis, activity of nitrate reductase, pigments and soluble protein contents were investigated inEnteromorpha linzagrown at two different N availabilities. Our results showed that copper exposure both inhibited the relative growth rate (RGR) ofEnteromorpha linzaunder two different N growth conditions. The inhibition of the RGR increased with increasing level of copper concentrations. N-enrichment stimulated the growth of thalli under all copper exposure except for the highest level copper tested (2 μM). The photosynthetic rate and the activity of nitrate reductase of the thalli significantly decreased under N-enrichment and high level copper condition. N-enrichment significantly increased the contents of soluble protein of the thalli, but copper inhibited the synthesis of the protein and the lowest protein content was found in thalli cultured under N-enrichment and high level copper treatment.

Enteromorpha linza；copper；N；photosynthesis；relative growth rate

Q945.79

A

1001-6932(2010)06-0643-06

2010-06-09 ；收修改稿日期：2010-10-25

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (30970450)；教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”(NCET-10-0375)；連云港市發(fā)展項(xiàng)目 (SCH0810)

徐軍田（1979—），男，博士，講師，主要從事大型海藻生理生態(tài)的研究，電子郵箱：xjtlsx@126.com。

鄒定輝，教授，電子郵箱：dhzou@scut.edu.cn。