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生态毒理学与环境安全
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温度及除草剂混合物对淡水附着藻类的影响
Floriane larras a,*，Anne – Sophie Lambert a,b，StYphane Pesce b ,Freacute;deacute;ric Rimet a,
Agnegrave;s Bouchez a，Bernard Montuelle a
aInstisut National de la Recherche Agronomique，UMR 0042 Carrtel，Thonon，France
bIrstea UR MAIY, 5 rue de la Doua, CS 70077, 69626 Villeurbanne Cedex, Fance
文章信息
文章历史：
2013年5月17日收到2013年9月3日修订表格
2013年9月4日接受
2013年10月9日在线提供
关键词：温度
除草剂
混合物
附着藻类
摘要
温度是影响生物膜形成和淡水微藻类变化重要因子。水环境受人类影响，水体中附生群落已受除草剂的胁迫。因此，为了测定温度及除草剂这两种因子对附生群落的影响，我们从日内瓦湖沿岸带采集藻类群落样品带到实验室中，在18,21,24和28℃的环境下适应培养3周。在适应培养的过程中，我们观察到随温度增加，硅藻群落生物量减少，群落组成发生变化。适应后藻类分别暴露在由atrazine，terbutryn，diuron和isoproturon按等毒性单位比混合的不同浓度溶液中。混合液的浓度分别是23和140nM。这些藻类群落在18℃时对除草剂混合物比在较高温度下更敏感，这表明较高的温度降低了除草剂混合物的毒性。前人研究结果表明，被污染的小型和先锋硅藻种群似乎也受益于更高的温度。因此，我们得出结论，温度影响附着藻类群落对除草剂的敏感性。
copy;2013 Elsevier Inc.保留所有权利。
- 介绍
在水生生态系统中，温度是调节酶活性的主要环境因素之一，因此也是许多生理和生物地球化学过程的影响因子。在浅水区生长的附生群落具有重要的生态功能，同时其经常会经历明显的温度变化。温度影响这些藻类群落的主要功能，如光合作用和呼吸作用（Hancke and Glud, 2004; Baulch et al.，2005），酶活性（Bouletreau et al，2012; Bonet et al.，2013）和生物膜形成（Rao，2010; Villanueva等，2011; Pesce et al.（2012）)。前人已经证实，降低温度会降低微藻吸收氮的速度（Reay et al.，1999），这可能反过来影响生物地球化学氮循环和光合作用。在论文中，Davison（1991） 指出微生物藻类的光合作用在温度升高的情况下改变更加明显，如Q10的常见值2所示。微生物藻类可以通过调节其叶绿素（chl）a含量使其光合作用适应温度（DeNicola，1996);然而，温度也可以改变与光合作用相关的其他作用，例如电子
*Corresponding author. Fax:： 33 4 50 26 07 60。
E-mail address：floriane.larras@thonon.inra.fr(F。Larras）.
通量和质体醌扩散（Davison，1991).许多作者观察到叶绿素浓度受温度影响。但文献报道了不一致的结果，结果呈现出物种特异性。不同作者得出结论为叶绿素含量的增加（Van der Grinten et al.，2005; Chalifour and Juneau， 2011）或减少（Chalifour and Juneau，2011年）取决于测试的温度范围。在这种情况下，El-Sabaawi and Harrison（2006年） 在对硅藻假硝酸盐的研究中发现增加温度与chl含量之间没有线性相关性。温度确实可以改变物种生长速度（Coles and Jones，2000年;Butterwick et al.，2005; Chalifour and Juneau，2011），但这取决于物种的内在特性和它们各自生物地理区域演变过程中的主要温度（Souffreau et al.，2013)。在群落层面，温度对群落组成有重大影响。优势种主要取决于其最佳温度。作为一般趋势，并且无论其他环境参数如何，硅藻都被归类为冷季型物种，并且在温度低于20摄氏度时往往占主导地位，而蓝藻则更具温暖气候的特征（DeNicola，1996; Butterwick et al.，2005; Van der Grinten et al.，2005).
人为因素，如农药污染，也会影响附着藻类的发展。光系统II抑制剂
0147-6513 / $ - see front matter 2013 Elsevier Inc.保留所有权利。http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2013.09.007
（PSII）除草剂经常在不同的水生环境中发现，主要以混合物形式存在（Gilliom, 2007; Schuler and Rand，2008年; Loos et al.，2009).日内瓦湖经常发现atrazine，terbutryn，diuron和isoproturon等除草剂（Ortelli et al.，2012），浓度往往低于水框架指令监管阈值。这些除草剂主要用于农业活动，这些除草剂的释放部分通过径流进入水生环境，取决于许多因素，如除草剂的化学性质，天气情况，流域结构和土壤成分（Blanchoud et al.，2007; Ulrich et al.，2013).已知生物膜中存在的微藻对PSII抑制剂除草剂敏感，其通过阻止光合作用电子传递链中的电子传递来抑制微生物藻类的光合作用。并有许多学者观察到这些物质在低浓度下对自养生物显示出毒性（Pesce et al.，2011），或单独（Beacute;rard et al.，1999; Debenest et al.，2010; Seguinet al.，2001; Roubeix et al.，2011; Larras et al.，2012）或混合物（Pesce et al.，2010; Knauert et al.，2008; Knauert et al.，2009; Porsbring et al.，2010)。由于附生群落常受温度和除草剂污染的限制，因此这两种应激物之间的相互作用（协同作用或拮抗作用）及其产生的生物效应是非常有研究价值的。大多数研究报告指明了物种水平上生物对除草剂的温度依赖性和敏感性。温度对微生物藻类对农药等化学品敏感性的影响（Beacute;rard et al.，1999; Chalifour and Juneau，2011年）和重金属（Cairns et al.，1978; Wang and Wang ，2008）研究之间差异很大。例如，Chalifour和Juneau（2011）观察到，当它们的环境温度为10℃而不是25℃时，斜生栅藻和两株铜绿微囊藻对atrazine的敏感性较高，而舟形藻的敏感性不受温度的影响。Cairns et al.（1978）还观察到在各种微藻中对atrazine的不同敏感性模式。因此，似乎温度对微藻化学敏感性的影响在物种水平上变化很大。然而，关于温度本身对群落一级生物膜的化学反应的影响，显然缺乏研究。调查这种相互作用的研究之一是通过Boivin et al.（2005）他们观察到细菌群落在20摄氏度时比在10摄氏度或14摄氏度时更能抵抗铜。他们得出结论，温度可以改变铜的暴露及其毒性作用。这使得对光合营养群落进行此类研究非常有意义。
由于温度影响附生群落的生理和结构参数以及除草剂毒性，我们可以预期在日内瓦湖藻类群落中观察到温度和污染的各种反应。我们还期望发现高温和高除草剂浓度具有累积效应。因此，我们研究了不同温度如何影响（a）天然附生微藻群落的结构和功能，以及（b）这些群落对atrazine，terbutryn，diuron和isoproturon组成的除草剂混合物的敏感性。微观世界接种了天然的附生群落。在18,21,24或28℃生长3周后，适应温度后的样品再暴露于四种除草剂的等毒性混合物的两种浓度下（分别为23或140nM，低水平和高水平）并保持在它们的生长温度。这两种浓度是根据它们对底栖硅藻的毒性选择的，之前通过单物种实验室生物测定确定了这些浓度（Larras et al，2013）执行于21 -2摄氏度。我们预计不同浓度会显示出不同的毒性水平，但这两种浓度都不能完全抑制我们要研究的指标。这些条件对这些附着藻类群落的功能和结构参数的影响
通过评估污染前后（4天）藻类群落结构和组成进行评估。我们主要关注硅藻，因为它们构成了这些群落的大部分生物量。
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材料与方法
- 实验装置
这些实验在36个水族箱（15 x15 x15c
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