火腿許水蚤的繁殖生物學研究和在三丁基氧化錫毒性評價中的應(yīng)用.pdf

1、三丁基錫(Tributyltin TBT)是毒性最大、污染最嚴重的有機錫污染物之一，對多種海洋生物具有長期有效的殺生效果，同時也影響許多非靶生物，對經(jīng)濟水產(chǎn)和海洋生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴重的威脅。橈足類作為海洋生態(tài)系統(tǒng)中承上啟下的關(guān)鍵種類，研究其個體和種群對環(huán)境污染物的響應(yīng)情況，對污染物的生態(tài)效應(yīng)評價具有重要意義。本論文以火腿許水蚤為實驗動物，建立了用于實驗室內(nèi)生態(tài)毒理學研究的多世代培養(yǎng)體系，在進行橈足類生物學研究的基礎(chǔ)上，以毒性最大的三丁基錫

2、種類一三丁基氧化錫(TBTO)為污染物，研究了火腿許水蚤個體和種群的響應(yīng)情況。主要的研究結(jié)論如下： 1.為了盡可能地節(jié)約成本和空間，獲得高數(shù)量、營養(yǎng)和遺傳具有一致性且發(fā)育同步的橈足類用于生態(tài)毒理學實驗，需要篩選高效的餌料種類和餌料濃度，并且對火腿許水蚤的生殖節(jié)律進行控制。在本實驗選取的4種單胞藻中，金藻是最高效的種類。在橈足類的多世代培養(yǎng)過程中，為了提高餌料多樣性、防止餌料過度增殖，建議采用金藻和三角褐指藻混合投喂(投喂比例傾

3、向于金藻)，建議餌料濃度為5×104 cells ml-3。另外，可以通過短期禁食(48h)后恢復(fù)投餌和定時收集(第5天、第8天和第10天)的方法控制火腿許水蚤的生殖節(jié)律。 2.本實驗通過組織學研究方法和個體生活史實驗研究了火腿許水蚤的繁殖生物學特征?；鹜仍S水蚤雌體采取懷卵囊、周期性的生殖方式，生殖系統(tǒng)主要包括卵巢和輸卵管兩個部分，生殖周期可分為4個階段，其間卵巢的形態(tài)基本沒有改變，而輸卵管的形態(tài)發(fā)生變化。環(huán)境中的鹽度和溫度對

4、橈足類發(fā)育和生殖參數(shù)都有顯著影響：隨著鹽度的升高，存活率升高，雌體的發(fā)育減緩，生殖量減少；而隨著溫度的升高，存活率降低，雌體發(fā)育加快。因此，在火腿許水蚤應(yīng)用于生態(tài)毒理學暴露實驗時，應(yīng)確定環(huán)境條件，以提高實驗的可重復(fù)性和數(shù)據(jù)的可比性。 3.TBTO的急性暴露實驗結(jié)果表明，火腿許水蚤對有毒污染物非常敏感，雌體96h-LC50值僅為0.42μg1-1，而雌雄個體的敏感性并無顯著差異。另外，環(huán)境因素對火腿許水蚤的敏感性有較大的影響，其

5、中溫度的影響最為明顯，隨著溫度的升高，橈足類的敏感性顯著提高；而鹽度的影響相對較小，影響情況比較復(fù)雜；投喂餌料的實驗組橈足類死亡率比不投餌的實驗組顯著較低，可見TBTO對火腿許水蚤主要的毒性作用途徑更多的是水體中TBTO的影響。另外，橈足類密度對TBTO的毒性效應(yīng)也有一定影響。因此，在設(shè)計相關(guān)的暴露實驗時，應(yīng)該綜合考慮實驗的可行性和實際的環(huán)境因素，選擇合適的溫度、鹽度、餌料濃度和實驗動物密度等條件。 4.橈足類的世代暴露實驗是

6、評價環(huán)境污染物生態(tài)效應(yīng)的必要方法。隨著TBTO暴露濃度的升高和暴露時間的延長，火腿許水蚤的存活、發(fā)育和生殖都受到了顯著影響。如火腿許水蚤幼體在5 ngtBTO1-1暴露環(huán)境中發(fā)育到成體的存活率即顯著下降，其中無節(jié)幼蟲期的敏感性比橈足幼體期更高。TBTO對火腿許水蚤性別比的影響主要體現(xiàn)在F1和F2世代，而且僅表現(xiàn)在20 ngTBTO r1實驗組中，這可能和TBTO的遺傳毒性有關(guān)。在本實驗的暴露濃度下，雌體的生殖量和世代時間并沒有受到顯著影

7、響，但是在較高的暴露濃度組(40 ngTBTO 1-1_和60ngTBTO 1-1)出現(xiàn)了較大數(shù)量不能產(chǎn)生卵囊或流產(chǎn)的雌性個體。切片染色觀察結(jié)果表明，暴露雌體不能產(chǎn)生卵囊可能是由于輸卵管的末端堵塞導(dǎo)致卵母細胞不能排出引起的。TBTO對火腿許水蚤性別比率和卵囊產(chǎn)生的作用機制還需要進一步研究。 5.本研究在傳統(tǒng)Euler-Lotka方程的基礎(chǔ)上，針對橈足類等有性生殖的種類進行改進，結(jié)合火腿許水蚤的世代暴露實驗結(jié)果，預(yù)測了TBTO對

8、火腿許水蚤種群的影響。結(jié)果表明，在20 ngTBTO 1-1以上暴露濃度下，火腿許水蚤的種群內(nèi)稟增長率顯著降低。雖然與生活史參數(shù)相比，種群內(nèi)稟增長率并不是最敏感的評價指標，但是具有更大的生態(tài)學意義。另外，本研究還通過群體培養(yǎng)實驗對理論預(yù)測的結(jié)果進行了驗證，得到了基本一致的結(jié)果。這說明，通過對橈足類個體水平存活和生殖參數(shù)的影響研究，結(jié)合理論模型分析，能夠較好地預(yù)測污染物對橈足類種群的影響。 通過以上實驗結(jié)果，我們認為火腿許水蚤對