近年来，四环素类抗生素在水体中频繁被检出，其进入环境后发生的各种环境行为以及对水生生态系统所造成的危害已经引起广泛关注。四环素类抗生素因不断输入而在水体中呈现出一种“假持续”的现象，但是其化学结构并不稳定，在水体中可以发生水解、光解等一系列转化反应，产生其它具有环境风险的转化产物。其中，差向四环素类和异四环素类为其主要的转化产物。微藻作为水环境中的初级生产者，在整个水环境食物链中具有举足轻重的地位，且相比其它水生生物更加敏感，常被用来当作监测和评估污染物生态毒性的指标。因此，本研究选用四环素类抗生素中最不稳定的金霉素（chlortetracy-cline, CTC），研究了其在模拟水体中的异构化情况，并以CTC母体药物及其异构体转化产物差向金霉素（4-epi-chlortetracycline, ECTC）和异金霉素（isochlortetracycline, ICTC）作为目标化合物，以斜生栅藻、羊角月牙藻、莱茵衣藻和铜绿微囊藻作为受试生物，分析CTC、ECTC和ICTC对不同微藻的生态毒性及毒性机制。主要研究成果如下：
　　（1）研究了CTC在不同模拟水体中的异构化特征，并进一步对异构化产物ECTC和ICTC的转化进行了探索。结果表明，在不同微藻存在的水溶液中，CTC的异构化产物皆为ECTC、ICTC和4-差向异金霉素（4-epi-isochlortetracycline, EICTC），且以ICTC和EICTC为主。ECTC和ICTC亦可以在水体中进一步发生转化，且三者的稳定程度显示为ICTC>CTC>ECTC。此外，与单纯BG11培养液中药物异构化情况对照，微藻的存在可以加快母体药物向其异构体发生转化，并且对CTC、ECTC和ICTC异构化具有明显的选择性扰动。其中，铜绿微囊藻可以促使异构体药物向其差向异构体发生转化，而其余三种绿藻的主要异构化产物为其内酯化异构体。
　　（2）通过考察CTC、ECTC和ICTC对微藻生长情况、可溶性蛋白质和叶绿素a含量的影响，分析三种异构体药物的对微藻的生长毒性。CTC、ECTC和ICTC对微藻表现出明显的异构体毒性差异，且在相同浓度暴露下，毒性大小显示为CTC>ECTC>ICTC。其中，以羊角月牙藻和铜绿微囊藻最为敏感，在 1×10-5 mol/L CTC、ECTC和ICTC胁迫72 h后，两者的生长抑制率分别为62.94%、55.39%、6.80%（羊角月牙藻）和66.61%、32.90%、4.74%（铜绿微囊藻）。同时，三种异构体药物可以通过影响藻细胞可溶性蛋白质浓度和叶绿素a的含量抑制藻细胞的生长，且不同微藻对三种药物的响应情况具有差异，以莱茵衣藻受到的影响最为显著。
　　（3）通过测定藻细胞体内活性氧、抗氧化酶、细胞膜通透性等生理生化指标，探究CTC、ECTC和ICTC对微藻的毒性机制。CTC、ECTC和ICTC具有相似的化学结构，但是取代基空间构象的不同导致了与微藻细胞的结合位点不同，因而造成了不同的毒性作用，且不同微藻对同一药物的毒性响应具有差异。药物胁迫下，与未处理组相比，莱茵衣藻体内SOD活性显著增大，而铜绿微囊藻除1×10-5 mol/L CTC处理组外，其余处理组均无明显变化，且斜生栅藻和莱茵衣藻的细胞膜通透性呈现显著增大。