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多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是海洋中普遍存在重要环境污染物质,是石油的主要成分,具有强致癌。随着近年来越来越多的石油泄漏事件的发生,PAHs的污染现象越来越引起了人们的高度重视,PAHs的污染势必影响到海洋生物和海洋生态环境。蒽和苯并芘是多环芳烃中最简单的一种,是其他复杂多环芳烃的母体,探讨蒽对海洋生物的致毒机理,可为进一步研究其它复杂的PAHs对海洋生物伤害机理提供有利的证据。米氏凯伦藻是海洋中常见的单细胞藻类,已成为我国主要赤潮优势藻种[1],同时也是海洋的初级生产者,通过食物链的富集作用可以影响其它海洋生物。本文运用实验生态学和生物化学的方法研究了多环芳烃(PAHs)——蒽和苯并芘单独及联合作用对米氏凯伦藻从种群到个体到分子水平的影响,得到研究结果如下:1、蒽和苯并芘单独及联合作用对米氏凯伦藻生长量的影响(1)两者都表现出了较好的剂量效应关系,不同的是单一作用的蒽表现出了抑制,而苯并芘则是低促高抑。(2)经回归分析分别求的其EC50后定义0.5×EC50(蒽)+0.5×EC50(苯并芘)=1个毒性单位(TU),按照此比例混合后进行联合毒性试验,表现为拮抗作用。2、蒽和苯并芘单独及联合作用对米氏凯伦藻抗氧化系统的影响(1)米氏凯伦藻的SOD、POD和CAT在单独及联合作用胁迫下均呈现出一定的应激活性,以降低毒物对藻细胞自身的伤害。SOD、POD和CAT均表现比对照组高的趋势,但是升高的程度不同,甚至有的酶活升高后又下降,GSH无明显变化。(2)首先,在单独及混合作用下SOD都呈现出升高的趋势,但是苯并芘升高幅度最大,蒽次之,混合作用下最小。其次,CAT在蒽胁迫下呈现出升高的趋势,在苯并芘胁迫下则表现出降低的趋势,联合作用下亦表现出降低趋势,但是都比对照组高。POD在蒽胁迫下表现不明显,但是在苯并芘作用下则表现出先升高后降低的趋势,混合作用下亦是如此。GSH在单独及联合作用下变化不大,总的结果说明,蒽与苯并芘单独作用是差异显著,其联合作用也并非是简单的相加,其机制相当复杂。(3)各种酶活的基础酶活不同,从对照组测定的结果可以看出,即使在不受外界胁迫的情况下,各种酶的活性大小也不同,由此说明基础酶活不同。3、蒽和苯并芘单独及联合作用对米氏凯伦藻亚显微结构的影响(1) EC50(蒽)、 EC50(苯并芘)及EC50(混合)三者都使米氏凯伦藻的外形发生异常,其发生频率及严重程度依次是苯并芘﹥联合作用﹥蒽。(2)细胞器结构排列紊乱,发生质壁分离现象且细胞壁发生不同程度的溶解破坏,有的线粒体膜、质体外膜也发生了不同程度的溶解。(3)处理后细胞内的脂滴比对照细胞内的含量增多,液泡内的物质却变少,淀粉等其他细胞器未发现明显的变化。(4)在大多数细胞壁被破坏严重或者已经死亡的细胞中发现,其在拟核附近形成了一个孢子,根据拍摄到的不同时期孢子的形态,即由不闭合到闭合的过程,推测孢子的形成过程大致是:细胞遭受侵害,细胞壁溶解,拟核周围的线粒体等主要细胞器流入未闭合的孢圈,孢子闭合,内部物质变得均匀。4、蒽和苯并芘单独及联合作用对米氏凯伦藻DNA损伤的影响(1)用丙酮处理后米氏凯伦藻的DNA电泳图与对照组相比无明显变化;(2)用蒽或苯并芘处理后细胞DNA的电泳图与对照相比条带信号弱且模糊,推测可能是由于DNA受损造成的。