铜和镉对小球藻生长与光合作用基因表达的影响

摘要

水体重金属污染已成为全球性的环境污染问题。由于不能生物降解，重金属在生物体中蓄积，成为持久性污染物。铜和镉是常见的重金属，小球藻为单细胞水生生物，具有易培养、生长周期短及对污染物敏感等优点。在0.5、1.5μM Cu和1.0、2.0μM Cd单独或联合作用下，藻的生长速度、叶绿素含量下降，而活性氧物质（ROS）含量上升。双元素方差分析表明，铜和镉在影响藻生长、叶绿素合成及活性氧生成中起协同作用。实时定量PCR研究证实，铜和镉协同促进了光系统Ⅰ基因psaB的表达；而光系统Ⅱ基因psbA和RUBP羧化酶基因rbcL的表达量则明显下降，但铜和镉无协同作用。本文推测，铜和镉抑制了小球藻光合作用Ⅱ的活性和CO2的同化，导致电子传递链的电子传递受阻；多余电子生成ROS，破坏细胞结构，最终导致小球藻死亡。