苯吸附對三種水生植物葉綠素和抗氧化酶的影響

裴亮宇 于方磊 謝樹蓮

山西大學生命科學學院，山西 太原 030006

苯是水體中常見的污染物[1-3]，主要來源于焦化、造紙、橡膠、石油、印刷、油漆等行業(yè)的排放。苯是一種難于降解的有機物，并可在生物體內積累，具有致癌、致畸、致突變作用，還具有慢性毒性，對環(huán)境和人類健康危害很大[4-7]。由于先前水體中苯的凈化方法都存在或多或少的缺點[8]，所以尋求高效、低成本、無二次污染的凈化方法很有必要。

作為水體中的初級生產者，水生植物在水體環(huán)境污染修復治理方面有重要作用和潛力[9]。但利用水生植物消解水體中苯的研究還很少[10]。

此前，作者已研究了普生輪藻、豆瓣菜和菹草三種水生植物對水體中苯的凈化效果，在優(yōu)化條件下，對苯的最大去除率分別達到35.26%、69.71%和55.45%[11]。本文中，作者報道三種水生植物在優(yōu)化條件下吸附苯后葉綠素、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）的變化，以了解苯對這些指標的影響。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料和儀器試劑

實驗材料為采自太原市晉祠公園，并在優(yōu)化條件下吸附苯酚后的三種水生植 物， 普 生 輪 藻（Chara vulgaris）、豆瓣菜（Nasturtium officinale）和菹草（Potamogeton crispus）。普生輪藻優(yōu)化條件為18℃、處理4h，材料3g，豆瓣菜優(yōu)化條件為18℃，處理4h，材料1g，菹草優(yōu)化條件為8℃，處理4h，材料2g。設兩組對照，一組培養(yǎng)液不含苯，也不經優(yōu)化條件培養(yǎng)，另一組培養(yǎng)液不含苯，經過優(yōu)化條件培養(yǎng)，處理組培養(yǎng)液含苯并經優(yōu)化條件培養(yǎng)。每組3個重復。

分光光度計（SP-752，上海光譜），人工氣候箱（SPX-250I-C，上海博訊），電子天平（TB-214，北京賽多利斯），離心機（TDL-50B，上海安亭），冰箱（BCD-205TB ZMD，青島海爾）。所用試劑均為分析純。

1.2 實驗方法

葉綠素的測定采用丙酮提取法，分別在663nm和645nm處測定吸光值，以下列公式計算葉綠素濃度：

其中，Ca為葉綠素a的濃度（單位mg/L），Cb是葉綠素b的濃度（單位mg/L），CT為總葉綠素濃度（單位mg/L）。然后再換算為每g植物體中葉綠素的含量[12]。

SOD和CAT活性測定使用南京建成公司提供的試劑盒。SOD在550nm處有最高吸收峰，CAT在240nm處有最高吸收峰[13,14]

2 實驗結果與討論

2.1 苯吸附對葉綠素的影響

圖1是苯吸附對三種水生植物葉綠素的影響。從圖中可以看出，處理組與對照相比，總葉綠素和葉綠素a含量略有升高，葉綠素b含量無明顯變化。

葉綠素是最主要的光合色素，在光合作用中起核心作用，其含量直接影響光合作用效率，也是判斷植物生長狀況的重要指標

[12]。從本文實驗結果可看出，苯吸附后，三種植物的葉綠素變化基本不變或變化較小，說明植物對苯具有良好的適應性和耐受性。

圖1 苯吸附對普生輪藻、豆瓣菜和菹草葉綠素含量的影響

2.2 苯吸附對SOD和CAT活性的影響

圖2是苯吸附對三種水生植物SOD和CAT的影響。從圖中可以看出，處理組與對照相比，SOD活性略有升高或無明顯變化，CAT活性有不同程度的升高。

氧自由基是生命體的代謝產物，一旦過量就會對生物體造成威脅。SOD是一種源于生命體的特殊金屬酶，是生物體重要的抗氧化酶，能將超氧陰離子自由基歧化為過氧化氫和氧氣，進而CAT分解產物過氧化氫，將其還原成水，解除氧化脅迫，保持生物體的正常代謝。可見兩種酶對保護機體有重要作用。從本文的實驗結果可以看出，苯吸附后，三種植物的抗氧化酶系統(tǒng)發(fā)生應激反應，使機體能較好地適應環(huán)境。

圖2 苯吸附對普生輪藻、豆瓣菜和菹草SOD和CAT活性的影響

3 結語

本實驗研究了三種水生植物，普生輪藻、豆瓣菜和菹草，在優(yōu)化條件下吸附苯后葉綠素、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）的變化，結果表明，處理組與對照組相比，葉綠素含量和SOD活性略有升高或無明顯變化，CAT活性有不同程度的升高。三種植物對苯具有良好的適應性和耐受性。

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