苯吸附对三种水生植物叶绿素和抗氧化酶的影响

裴亮宇 于方磊 谢树莲

山西大学生命科学学院，山西 太原 030006

苯是水体中常见的污染物[1-3]，主要来源于焦化、造纸、橡胶、石油、印刷、油漆等行业的排放。苯是一种难于降解的有机物，并可在生物体内积累，具有致癌、致畸、致突变作用，还具有慢性毒性，对环境和人类健康危害很大[4-7]。由于先前水体中苯的净化方法都存在或多或少的缺点[8]，所以寻求高效、低成本、无二次污染的净化方法很有必要。

作为水体中的初级生产者，水生植物在水体环境污染修复治理方面有重要作用和潜力[9]。但利用水生植物消解水体中苯的研究还很少[10]。

此前，作者已研究了普生轮藻、豆瓣菜和菹草三种水生植物对水体中苯的净化效果，在优化条件下，对苯的最大去除率分别达到35.26%、69.71%和55.45%[11]。本文中，作者报道三种水生植物在优化条件下吸附苯后叶绿素、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的变化，以了解苯对这些指标的影响。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料和仪器试剂

实验材料为采自太原市晋祠公园，并在优化条件下吸附苯酚后的三种水生植 物， 普 生 轮 藻（Chara vulgaris）、豆瓣菜（Nasturtium officinale）和菹草（Potamogeton crispus）。普生轮藻优化条件为18℃、处理4h，材料3g，豆瓣菜优化条件为18℃，处理4h，材料1g，菹草优化条件为8℃，处理4h，材料2g。设两组对照，一组培养液不含苯，也不经优化条件培养，另一组培养液不含苯，经过优化条件培养，处理组培养液含苯并经优化条件培养。每组3个重复。

分光光度计（SP-752，上海光谱），人工气候箱（SPX-250I-C，上海博讯），电子天平（TB-214，北京赛多利斯），离心机（TDL-50B，上海安亭），冰箱（BCD-205TB ZMD，青岛海尔）。所用试剂均为分析纯。

1.2 实验方法

叶绿素的测定采用丙酮提取法，分别在663nm和645nm处测定吸光值，以下列公式计算叶绿素浓度：

其中，Ca为叶绿素a的浓度（单位mg/L），Cb是叶绿素b的浓度（单位mg/L），CT为总叶绿素浓度（单位mg/L）。然后再换算为每g植物体中叶绿素的含量[12]。

SOD和CAT活性测定使用南京建成公司提供的试剂盒。SOD在550nm处有最高吸收峰，CAT在240nm处有最高吸收峰[13,14]

2 实验结果与讨论

2.1 苯吸附对叶绿素的影响

图1是苯吸附对三种水生植物叶绿素的影响。从图中可以看出，处理组与对照相比，总叶绿素和叶绿素a含量略有升高，叶绿素b含量无明显变化。

叶绿素是最主要的光合色素，在光合作用中起核心作用，其含量直接影响光合作用效率，也是判断植物生长状况的重要指标

[12]。从本文实验结果可看出，苯吸附后，三种植物的叶绿素变化基本不变或变化较小，说明植物对苯具有良好的适应性和耐受性。

图1 苯吸附对普生轮藻、豆瓣菜和菹草叶绿素含量的影响

2.2 苯吸附对SOD和CAT活性的影响

图2是苯吸附对三种水生植物SOD和CAT的影响。从图中可以看出，处理组与对照相比，SOD活性略有升高或无明显变化，CAT活性有不同程度的升高。

氧自由基是生命体的代谢产物，一旦过量就会对生物体造成威胁。SOD是一种源于生命体的特殊金属酶，是生物体重要的抗氧化酶，能将超氧阴离子自由基歧化为过氧化氢和氧气，进而CAT分解产物过氧化氢，将其还原成水，解除氧化胁迫，保持生物体的正常代谢。可见两种酶对保护机体有重要作用。从本文的实验结果可以看出，苯吸附后，三种植物的抗氧化酶系统发生应激反应，使机体能较好地适应环境。

图2 苯吸附对普生轮藻、豆瓣菜和菹草SOD和CAT活性的影响

3 结语

本实验研究了三种水生植物，普生轮藻、豆瓣菜和菹草，在优化条件下吸附苯后叶绿素、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的变化，结果表明，处理组与对照组相比，叶绿素含量和SOD活性略有升高或无明显变化，CAT活性有不同程度的升高。三种植物对苯具有良好的适应性和耐受性。

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