黃酮類化合物對水華魚腥藻的抑制作用研究

姚華 張幫嬋 齊睿晨

摘? 要：分別選取木犀草素和芹菜素2種黃酮類化感物質對水華魚腥藻進行抑制試驗，通過測定藻細胞數、抑制率、葉綠素a、MDA、SOD等指標研究其抑制效果。結果表明，木犀草素和芹菜素對水華魚腥藻均具有明顯的抑制作用，隨著濃度的增加，抑藻效果顯著提高，其中，25mg/L的木犀草素、芹菜素對水華魚腥藻的抑制率分別達95.83%和98.84%，水華魚腥藻葉綠素a、MDA和SOD均受到了不同程度的影響?；形镔|處于低濃度時，對MDA和SOD影響不大;隨著濃度升高，MDA含量顯著增加，抗氧化酶系統受到破壞，藻類生長嚴重受阻。

關鍵詞：木犀草素;芹菜素;水華魚腥藻;抑制作用

中圖分類號 X52文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）12-0029-3

Abstract：Two kinds of flavonoids （luteolin and apigenin） were used to study the allelopathic inhibitory effects on the growth of Anabaena flos-aquae，the inhibition effects were observed by algae cell concentrations，inhibition rate，chlorophyll a，MDA and SOD.The results showed that luteolin and apigenin had significant inhibitory effects on the growth of A. flos-aquae.The inhibition rate of 25mg/L luteolin and 25mg/L apigenin were 95.83% and 98.84%，respectively. Chlorophyll a，MDA and SOD were affected by different degrees.Allelopathic substances had little effect on MDA and SOD when they had low concentrations，with the increase of concentration，MDA content increased significantly，antioxidant enzyme system was destroyed，and algae growth was seriously blocked.

Key words：Luteolin;Apigenin;Anabaena flos-aquae;Inhibition effect

近年來，伴隨著我國經濟的高速發展，工業化、城市化進程的不斷加快，工業生產中產生的氮、磷等物質進入湖泊、河流等自然水體，致使水體中的富營養化現象日益嚴重。富營養化會導致藻類大面積暴發性繁殖，給社會發展和人類健康造成了一定的影響[1-2]。傳統的抑制藻類方法主要有物理、化學方法，但存在操作難、費用高、生態環境危害大等弊端[3]。而化感物質控制藻類具有選擇性、無二次污染等優點，被認為是最具安全性的生物抑藻技術之一[4]。水生植物在水體中會釋放次生代謝產物，對水體中的藍藻有化感抑制作用。為此，本研究選取2種黃酮類化感物質，研究其對水華魚腥藻的抑制作用，為藍藻暴發水體的治理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗所用水華魚腥藻（Anabaena flos-aquae）（編號FACHB-245），購自中國科學院水生生物研究所淡水藻種庫;芹菜素和木犀草素，購自天津市盛淼科技有限公司。

1.2 研究方法

1.2.1 水華魚腥藻的擴大培養 試驗前利用BG11培養基對水華魚腥藻進行擴大培養。培養條件為：溫度25℃，光照2500lx，光周期12L∶12D，每隔4h搖動藻液1次，待藻細胞進入指數增長期后，進行試驗。

1.2.2 試驗設計 以二甲基亞砜為助溶劑[5]，配制木犀草素和芹菜素溶液，過0.22tm濾膜除菌，加入到藻液中，使得化感物質的最終濃度為1mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、25mg/mL4個濃度梯度。并設定空白對照組。試驗設3組平行。初始藻密度約為0.6×106cells/mL。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 藻細胞密度 藻細胞密度測定采用25×16格的血球計數板在顯微鏡下進行計數，并計算抑制率。抑制率公式為：IR（%）=（1-Nt/Mt）×100。式中：IR為抑制率;Nt為處理組第t天藻細胞數;Mt為對照組第t天藻細胞數。

1.3.2 葉綠素a含量 分別取各處理組水華魚腥藻藻液5mL，用95%乙醇進行提取，測定水華魚腥藻葉綠素a的質量濃度[6]。

1.3.3 丙二醛（MDA）濃度 藻細胞丙二醛（MDA）濃度的測定采用硫代巴比妥酸法[7]。

1.3.4 超氧化物歧化酶（SOD）活性 超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定參照植物生理學實驗指導[7]。

1.4 數據處理與分析 利用SPSS 20.0 統計軟件進行處理間的差異顯著性檢驗，采用Excel進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 化感物質對水華魚腥藻生長的影響 從圖1和圖2可以看出，不同濃度的木犀草素、芹菜素對水華魚腥藻均表現出抑制作用，隨著處理時間的延長，25mg/L木犀草素和芹菜素均表現出顯著的抑制效果（P<0.01），培養到11d時木犀草素對水華魚腥藻的抑制率分別為37.67%、51.17%、86.21%、95.83%，芹菜素的抑制率分別為38.64%、58.94%、90.31%、98.84%。

2.2 化感物質對水華魚腥藻葉綠素a含量的影響 葉綠素a含量的變化可以反映出水華魚腥藻的生長情況。從圖3、圖4可以看出，不同濃度木犀草素、芹菜素處理下葉綠素a的含量顯著低于對照組（P<0.05）。對照組中葉綠素a含量始終保持較高水平，處理組中隨著培養時間的延長，葉綠素a含量下降明顯。黃酮類化感物質能進入藻細胞，可以破壞藻類的光合作用，引起葉綠素a分解，以此抑制藻類的生長[7]。

2.3 化感物質對水華魚腥藻MDA的影響 丙二醛（MDA）是膜脂質過氧化過程產生的主要產物之一，其含量高低可以反映脂質過氧化的程度。從圖5、圖6可以看出，低濃度木犀草素和芹菜素處理組中，MDA含量比對照組有微弱的下降，高濃度脅迫下，MDA含量大大增加。在25mg/L處理9d后，水華魚腥藻中的MDA含量分別顯著高出對照組（P<0.01），表明活性氧產生與清除之間的平衡被打破，脂質過氧化程度劇烈。

2.4 化感物質對水華魚腥藻SOD的影響 SOD是一種在清除活性氧反應過程中發揮作用的抗氧化酶，正常情況下SOD活力穩定，生物體產生和消除·O-2的能力處于動態平衡，當生物體處于逆境環境時，平衡就會被打破[8]。如圖7、圖8所示，藻液中加入化感物質后，各處理組中SOD處于上升趨勢，化感物質濃度越大，SOD上升得越快，當化感物質為25mg/L時，藻細胞中SOD急劇上升后下降，而空白對照組中SOD一直處于較低水平。這種情況可能是高濃度化感物質脅迫下，水華魚腥藻的抗氧化系統在短時間內起作用，隨著培養時間延長，抗氧化系統遭到破壞，使得SOD含量下降。

3 結論

試驗結果表明，木犀草素和芹菜素對水華魚腥藻均具有顯著抑制作用，且抑制效果差異不大，對葉綠素a、MDA、SOD的含量具有一定程度的影響。2種化感物質可以通過破壞藻的光合系統、細胞膜、抗氧化酶來抑制其生長，當藻細胞處于逆境中時，細胞內自由基代謝平衡被打破，產生過剩的自由基，使得SOD活性變高，加劇膜脂過氧化作用，又會使得MDA濃度升高，造成細胞膜系統損傷，以此抑制藻類的生長。本研究將有助于為藍藻的治理以及化感抑藻劑的開發提供理論依據。

參考文獻

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（責編：張宏民）