Huỳnh quang trễ trong các thử nghiệm ức chế tăng trưởng tảo

Walter de Gruyter GmbH - Tập 2 Số 2 - Trang 169-181 - 2007
Maja Berden-Zrimec1, Luka Drinovec1, Alexis Zrimec1, Tatjana Tišler2
11Institute of Physical Biology, SI - 1290, Grosuplje, Slovenia
22National Institute of Chemistry, SI - 1000, Ljubljana, Slovenia

Tóm tắt

Tóm tắtMột loạt các thử nghiệm ức chế tăng trưởng trong 72 giờ với tảo xanh Desmodesmus (Scenedesmus) subspicatus (ISO 8692) đã được thực hiện để kiểm tra các tham số huỳnh quang trễ (DF) như là các phép đo cuối cùng có thể. Độ nhạy với năm chất độc hại có tác động trực tiếp và gián tiếp lên quá trình quang hợp đã được kiểm tra, và các giá trị nồng độ hiệu quả trung bình (EC50) thu được từ nồng độ tế bào, độ hấp thụ và DF đã được so sánh. Độ nhạy của cường độ DF (DFI) tương đương với hai phép đo cuối cùng được đề xuất trong ISO 8692 cho cả năm chất độc hại: kali dichromat, 3,5-dichlorophenol (3,5-DCP), DCMU, đồng và cadmium. Trong trường hợp kali dichromat và đồng, DFI nhạy hơn so với các phép đo còn lại trong nghiên cứu này. Phân tích động học phục hồi DF cho thấy một phản ứng đặc hiệu đối với thuốc diệt cỏ DCMU. Ngoài ra, một thử nghiệm 24 giờ đã được thực hiện với cùng nồng độ chất độc (trừ đồng), trong đó DFI được đo 30 phút, một giờ và 24 giờ sau khi tiếp xúc. Ảnh hưởng của các chất độc hại lên DFI sau 24 giờ tiếp xúc tương đương với những tác động sau 72 giờ. Chỉ có 3,5-DCP ảnh hưởng đến DFI sau 30 phút. DF đã được chứng minh là một phép đo đơn giản, đáng tin cậy và nhanh chóng để đánh giá độ độc trong các thử nghiệm tảo, có thể phân biệt đến một mức độ nào đó giữa các chất độc khác nhau.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Joliot, 1971, Studies of a system II photocenters by comparative measurements of luminescence fluorescence and oxygen emission, Photochem Photobiol, 15, 287, 10.1111/j.1751-1097.1971.tb06174.x

Mayer, 1997, A simple in vitro fluorescence method for biomass measurements in algal growth inhibition tests http dx org, Water Res, 1, 2525, 10.1016/S0043-1354(97)00084-5

Drinovec, 2004, Delayed fluorescence of Lemna minor : A biomarker of the effects of copper cadmium and zinc http dx org, Bull Environ Contam Toxicol, 20, 896, 10.1007/s00128-004-0328-x

Mohanty, 1989, Copper toxicity affects Photosystem II electron transport at the secondary quinine acceptor QB, Plant Physiol, 26, 175, 10.1104/pp.90.1.175

Behrenfeld, 1998, Compensatory changes in Photosystem II electron turnover rates protect photosynthesis from photoinhibition http dx org, Photosynth Res, 34, 259, 10.1023/A:1006138630573

Mellvig, 1986, Transient peaks in the delayed luminescence from Scenedesmus obtusiusculus induced by phosphorus starvation and carbon dioxide deficiency http dx org, Physiol Plant, 24, 180, 10.1111/j.1399-3054.1986.tb01912.x

Wang, 2004, A novel method for measuring photosynthesis using delayed fluorescence of chloroplast http dx org, Biosens Bioelectron, 22, 454, 10.1016/j.bios.2004.03.031

Barraza, 1999, Chlorophyll fluorescence analysis and cadmium - copper bioaccumulation in Ulva rigida Boletin del Instituto Espanol de Oceanografia, Agardh, 37, 395

Hideg, 1991, The far red induced slow component of delayed light from chloroplasts is emitted from photosystem - II evidence from emission - spectroscopy http dx org, Photosynth Res, 16, 107, 10.1007/BF00035381

Schaffer, 2004, Effects of aquatic herbicides on primary productivity of phytoplankton in laboratory http dx org, Bull Environ Contam Toxicol, 36, 1032, 10.1007/s00128-004-0347-7

Plekhanov, 2003, Early toxic effects of zinc cobalt and cadmium on photosynthetic activity of the green alga Chlorella pyrenoidosa Chick, Biol Bull, 32, 506, 10.1023/A:1025806921291

Franklin, 2004, Development of multispecies algal bioassays using flow cytometry http dx org, Environ Toxicol Chem, 9, 1452, 10.1897/03-250

Yan, 2005, Further analysis of delayed luminescence of plants http dx org, Photochem Photobiol Biol, 17, 235, 10.1016/j.jphotobiol.2004.11.012

Van Wijk, 1999, Simultaneous measurements of Delayed Luminescence and chloroplast organization from Acetabularia http dx org, Photochem Photobiol Biol, 12, 142, 10.1016/S1011-1344(99)00048-2

Tissut, 1987, Effects of chlorophenols on isolated class A chloroplasts and thylacoids : a QSAR study http dx org, Ecotoxicol Environ Saf, 31, 32, 10.1016/0147-6513(87)90040-6

Shanker, 2005, Chromium toxicity in plants review article http dx org, Environ Int, 30, 739, 10.1016/j.envint.2005.02.003

Kaneko, 2004, Short - term algal toxicity test based on phosphate uptake http dx org, Water Res, 2, 2173, 10.1016/j.watres.2004.02.006

Franklin, 2001, Development of flow cytometry - based algal bioassays for assessing toxicity of copper in natural waters http dx org, Environ Toxicol Chem, 7, 160, 10.1897/1551-5028(2001)020<0160:DOFCBA>2.0.CO;2

Thompson, 1997, Cellular fluorescence capacity as an endpoint in algal toxicity testing http dx org, Chemosphere, 28, 2027, 10.1016/S0045-6535(97)00226-9

Strehler, 1951, Light production by green plants http dx org, Gen Physiol, 10, 809, 10.1085/jgp.34.6.809

Smith, 1998, Comparison of information - yield from different experimental designs used in algal toxicity testing of chemical mixtures http dx org, Environ Pollut, 38, 205, 10.1016/S0269-7491(98)00088-8

Zrimec, 2005, Influence of chemical and physical factors on long - term delayed fluorescence in Dunaliella tertiolecta http dx org, Electromagn Biol Med, 23, 309, 10.1080/15368370500379970

Monti, 2005, Delayed luminescence of Prorocentrum minimum under controlled conditions http dx org, Harmful Algae, 18, 643, 10.1016/j.hal.2004.08.013

Wiltshire, 1998, The determination of algal biomass ( as chlorophyll ) in suspended matter from the Elbe estuary and the German Bight : A comparison of high - performance liquid chromatography delayed fluorescence and prompt fluorescence methods http dx org, Mar Biol Ecol, 25, 113, 10.1016/S0022-0981(97)00141-X

Burda, 2002, Stimulation of oxygene evolution in Photosystem II by copper ( II ) ions, Naturforsch, 33, 853, 10.1515/znc-2002-9-1016

Rutherford, 1984, Oscillation of delayed luminescence from PS II : recombination of http dx org, FEBS Lett, 14, 163, 10.1016/0014-5793(84)80162-3

Katsumata, 2006, Rapid ecotoxicological bioassay using delayed fluorescence in the green alga Pseudokirchneriella subcapitata http dx org, Water Res, 21, 3393, 10.1016/j.watres.2006.07.016

Eisentraeger, 2003, Comparative studies on algal toxicity testing using fluorimetric microplate and Erlenmayer flask growth - inhibition assays http dx org, Ecotoxicol Environ Saf, 6, 346, 10.1016/S0147-6513(02)00099-4

Arnold, 1954, The identity of the fluorescent and delayed light emission spectra in Chlorella http dx org, Gen Physiol, 11, 677, 10.1085/jgp.37.5.677

Joliot, 1980, Dependence of delayed luminescence upon adenosine triphosphatase activity in Chlorella http dx org, Plant Physiol, 19, 691, 10.1104/pp.65.4.691

Lin, 2005, A novel algal toxicity testing technique for assessing the toxicity of both metallic and organic toxicants http dx org, Water Res, 27, 1869, 10.1016/j.watres.2005.02.015

Arensberg, 1995, A miniscale algal toxicity test http dx org, Chemosphere, 39, 2103, 10.1016/0045-6535(95)00090-U

Franklin, 2002, Effect of initial cell density on the bioavailability and toxicity of copper in microalgal bioassays http dx org, Environ Toxicol Chem, 8, 742, 10.1897/1551-5028(2002)021<0742:EOICDO>2.0.CO;2