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

1、三丁基錫(Tributyltin TBT)是毒性最大、污染最嚴(yán)重的有機(jī)錫污染物之一，對(duì)多種海洋生物具有長(zhǎng)期有效的殺生效果，同時(shí)也影響許多非靶生物，對(duì)經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)和海洋生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)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(gè)體和種群對(duì)環(huán)境污染物的響應(yīng)情況，對(duì)污染物的生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)具有重要意義。本論文以火腿許水蚤為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，建立了用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)生態(tài)毒理學(xué)研究的多世代培養(yǎng)體系，在進(jìn)行橈足類生物學(xué)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(gè)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(xué)實(shí)驗(yàn)，需要篩選高效的餌料種類和餌料濃度，并且對(duì)火腿許水蚤的生殖節(jié)律進(jìn)行控制。在本實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)通過組織學(xué)研究方法和個(gè)體生活史實(shí)驗(yàn)研究了火腿許水蚤的繁殖生物學(xué)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(gè)部分，生殖周期可分為4個(gè)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(duì)

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(xué)暴露實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確定環(huán)境條件，以提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和數(shù)據(jù)的可比性。 3.TBTO的急性暴露實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，火腿許水蚤對(duì)有毒污染物非常敏感，雌體96h-LC50值僅為0.42μg1-1，而雌雄個(gè)體的敏感性并無顯著差異。另外，環(huán)境因素對(duì)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(duì)較小，影響情況比較復(fù)雜；投喂餌料的實(shí)驗(yàn)組橈足類死亡率比不投餌的實(shí)驗(yàn)組顯著較低，可見TBTO對(duì)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(duì)TBTO的毒性效應(yīng)也有一定影響。因此，在設(shè)計(jì)相關(guān)的暴露實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該綜合考慮實(shí)驗(yàn)的可行性和實(shí)際的環(huán)境因素，選擇合適的溫度、鹽度、餌料濃度和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物密度等條件。 4.橈足類的世代暴露實(shí)驗(yàn)是

6、評(píng)價(jià)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(shí)間的延長(zhǎng)，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(duì)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(shí)驗(yàn)組中，這可能和TBTO的遺傳毒性有關(guān)。在本實(shí)驗(yàn)的暴露濃度下，雌體的生殖量和世代時(shí)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(gè)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(xì)胞不能排出引起的。TBTO對(duì)火腿許水蚤性別比率和卵囊產(chǎn)生的作用機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。 5.本研究在傳統(tǒng)Euler-Lotka方程的基礎(chǔ)上，針對(duì)橈足類等有性生殖的種類進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合火腿許水蚤的世代暴露實(shí)驗(yàn)結(jié)果，預(yù)測(cè)了TBTO對(duì)

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(zhǎng)率顯著降低。雖然與生活史參數(shù)相比，種群內(nèi)稟增長(zhǎng)率并不是最敏感的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但是具有更大的生態(tài)學(xué)意義。另外，本研究還通過群體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)理論預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，得到了基本一致的結(jié)果。這說明，通過對(duì)橈足類個(gè)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(cè)污染物對(duì)橈足類種群的影響。 通過以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們認(rèn)為火腿許水蚤對(duì)