四溴双酚A对中华哲水蚤(Calanus sinicus)摄食、代谢及抗氧化防御系统的影响.pdf
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1、四溴双酚A 对中华哲水蚤( C a l a n u ,s i n i c u s ) 摄食、代谢及抗 氧化防御系统的影响 摘要 四溴双酚A ( T e t r a b r o m o b i s p h e n o l A ,T B B P A ) 是目前使用量最大、用途最 为广泛的溴化阻燃剂( B r o m i n a t e dF l a m eR e t a r d a n t s ,B F R s ) ,近年来作为一种 新型持久性有机污染物( p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s ,P O P s ) 备受关注。中华哲
2、 水蚤( C a l a n u ss i n i c u s ) 是西北太平洋大陆架区的特征桡足类,数量多、分布广, 其种群动态变化直接关系着渔业的丰歉。研究污染物对其毒性效应,可作为污染 物的生态效应评价的一个指标。本文咀中华哲水蚤为受试动物,研究了T B B P A 影响下中华哲水蚤摄食、耗氧、排氨及抗氧化和防御系统的变化情况。主要的实 验结论如下: 1 通过急性毒性实验得出中华哲水蚤对T B B P A 具有敏感性,9 6 h - L C 5 0 及其 9 5 可信限范围为O4 2 7 6 ( 03 2 4 05 6 4 ) m gL 。 2 根据9 6 h L C 5 0 设定了一系
3、列浓度梯度,在亚致死实验条件下研究了通过 T B B P A 水体暴露中华哲水蚤摄食、耗氧和排氨率的变化。实验分为4 8 h 暴露、 7 d 恢复和1 4 d 恢复3 个阶段。暴露4 8 h 后,中华哲水蚤的摄食、耗氧和排氨率 均受到了T B B P A 的影响,呈现下降趋势,且与浓度不是简单的线性关系。排氨 率受到的影响虽大,各浓度组均和对照组差异显著:而摄食和耗氧率各只有一个 浓度组与对照组差异显著。将中华哲水蚤转移至培养用海水中7 d 后,摄食、耗 氧和排氨率均有不同程度的恢复,至1 4 d ,各项指标基本恢复到对照组的水平。 3 食物是动物与污染物接触的另一个重要途径。将青岛大扁藻(
4、P l a t y m o n a s 8 k o l a n d i c a ) 暴露于上述亚致死实验的浓度梯度6 d 后,作为饵料喂食中华哲水 蚤,研究饵料暴露对其摄食、耗氧及排氨率的影响。实验结果表明虽然不同浓度 组的三项指标均受到了影响,但是和对照组相比差异均不显著。同时发现实验浓 度下,T B B P A 对青岛大扁藻生长的影响不明显。 4 抗氧化防御系统是研究污染物对生物氧化胁迫的重要指标。谷胱甘肽硫转 穆酶( g l u l a t h i o n e + S t r a n s f e r a s e ,G S T ) 、超氧化物歧化酶( S u p e r o x i d e
5、 d i s m u t a s e , S O D ) 及原型谷胱甘肽( g l u t a t h i o n e ,G S H ) 是抗氧化防御系统的重要组成。业 致死女量暴露0 、】2 、2 4 、3 6 、4 8 、7 2 及9 6 h 后,随机挑取中华哲水蚤测定其 S O D 、G S T 活性驶G S H 含量。结果显示S O D 、G S T 及G S H 均对T B B P A 敏感 不同程度受到诱导,且这种诱导效应并不是随着T B B P A 浓度的升高而升高。S O D 和G S T 的变化趋势呈现出了协同| 生,在3 6 和7 2 h 时都表现出较高的活性值t4 8 h
6、 前后两种酶的活性均先降低后升高。3 6 h 时,对照组G S T 活性和G S H 含量低于 所有度组。 通过上述结果可知,中华哲水蚤对T B B P A 具有敏感性:虽然具有强的亲脂 性,但是生物蓄积性较低;中华哲水蚤在水体暴露时比饵料暴露下对T B B P A 更 为敏感,摄食及能量代谢受到的影响更大。实验设定的最低浓度接近于环境中 T B B P A 的晟高检出值,中华哲水蚤摄食、代谢及抗氧化防御系统均表现出了毒 性效应,可以作为环境污染的评价指标。 关键词:中华哲水蚤T B B P A 摄食率耗氧率排氨率抗氧化防御系统 T h ee f f e c t so f t e t r a
7、b r o m o b i s D h e n o lAo ni n g e s t i o n ,m e t a b o l i s m a n da n t i o x i d a n td e f e n s es y s t e mo fC a l a n u ss i n i c u s A b s t r a c t T e t n b r o m o b j s p h e n o lA ( T B B P A ) i sc u r r e n f yo n eo ft h em o s tw i d e l yu t i l i z e d b r o m i n a t e
8、df l a n l er e t a r d a n t s ( B F R s ) I nr e c e n ty e a r s ,T B B P Aa saf l e w t y p eo f p e r s i s t e n to r g a r I i cp o l l u t a n t s ( P O P s ) g e t sm o r ea n dm o r ec o n c e r n e dC a l a m i ss i n i c u s i sc h a r a c t e r i s t i cs p e c i e so f c o p e p o d s
9、i n t h e N o r t h w e s tP a c i f i cc o n t i n e n t a ls h e l l “ a r e a a n di t sp o p u l a t i o nd y n a m i c si sd i r e c t l yr e l a t e dt of i s h e r yh a r v e s to rn o tm fi t sw i d e l y d i s i b u t e da sf i s hb a i tT h et o x i ce f f e c t so fp o l l u t a n t so nC
10、s i n i c u sc a nb eu s e da sa n i n d i c a t o ro ft h ee v a l u a t i o no ft h ee c o l o g i c a le f f e c t so fp o l l u t a n t sI nt h i sp a p e r , t h e e f f e c t so fT B B P Ao ni n g e s t i o n ,r e s p i r a t i o n ,a m m o n i ae x c r e t i o na n da n t i n x i d a n ta n d
11、 d e f e n s i v es y s t e m so fCs i n i c u sa r es t u d i e dT h em a i ne x p e r i m e n t a lc o n c l u s i o n sa s f o l l o w s 1T h ea c u t et o x i c i t ye x p o s e dt e s ts h o w st h a tT B B P Ah a sa c u t et o x i c i t yo nC s i n i c u sT h e9 6 h L C s 0a n di t s9 5 c o n
12、f i d e n c el i m i ti sO4 2 7 6 ( 03 2 4 - 05 6 4 1m g L 一 2T h ec o n c e n t r a t i o no fs u b l e t h a lt o x i c i t ye x p e r i m e n ti ss e ta c c o r d i n gt ot h e 9 6 h L C s oC h a n g e si ni n g e s t i o n ,r e s p i r a t i o na n da m m o n i ae x c r e t i o nr a t e sa r es
13、t u d i e d o ncs i n i c u se x p o s e dt oT B B P At h r o u 曲w a t e r T h ee x p e r i m e n ti n c l u e st h r e es t a g e s A f t e re x p o s e di n4 8 h ,t h ee f f e c to fT B B P AO i li n g e s t i o n ,r e s p i r a t i o na n da m m o n i a e x c r e t i o nr a t e so fCs i n i c u s
14、t h ei m p a c ts h o wad o w n w a r dt r e n d ,a n dt h e r ei sn o ta s i m p l el i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e ne a c ho ft h e mw i t ht h ec o n c e n t r a t i o nA m m o r d a e x c r e t i o nr a t ec h a n g e sb yt h eg r e a t e s ti m p a c t ,a n dt h ed i f f e r e n c
15、 e sb e t w e e na l l c o n c e n t r a t i o n g r o u p s a n dc o n t r o l g r o u p a r e s i g n i f i c a n t ;o n l y b e t w e e no n e c o n c e n t r a t i o ng r o u po f i n g e s t i o no rr e s p i r a t i o nr a t ea n dc o n t r o lg r o u ph a ss i g n i f i c a n t d i f f e r e
16、n c eM e a n w h i l e ,Cs i n i c u sa r et r a n s f e r r e dt ot h ec l e a ns e a w a t e ra f t e r7d a y s , i n g e s t i o n r e s p i r a t i o na n da m m o n i ae x c r e t i o nr a t e sh a v er e c o v e r e di nv a r y i n gd e g r e e s , t o1 4 d ,t h ei n d i c a t o r sh a v er e
17、c o v e r e dt ot h el e v e lo f t h ec o n t r o lg r o u p 3F e e d i n gi sa n o t h e rc o m m o mr o u t et oc o n t a c tw i t hc o n t a m i n a n t sf o ra n i m a l s P l a t y m o n a sh e l g o l a n d i c ah a se x p o s e d6 dt oT B B P Ai n t h ea b o v ec o n c e n t r a t i o n g r
18、a d i e n tt h e nf e e d i n gC s i n i c u sa sf o o d ,i n g e s t i o n ,f o rt e s t i n gt h ei m p a c to f d i e t a r y e x p o s u r eo f lr e s p i r a t i o na n da m m o n i ae x c r e d o nr a l e s T h ee x p e r i m e n Ir e s u l t ss h o w t h a td i f f e r e n tc o n c e n t r a
19、t i o n so ft h et h r e ei n d i c a t o r sh a v eb e e na f f e c t e d b u t n o s i g n i f i c a n td i f f e r e n c ec o m p a r e dt ot h ec o n t r o lg r o u pA n dt h e r ei sa n o t h e rc o n c l u s i o n t h a tt h e g r o w t h o f P h e l g o l a n d i c a i sn o to b v i o u su n
20、d e rt h e e x p e r i m e n t a l c o n c e n l r a l l o n so f T B B P A 4A n f i o x i d a n td e f e n s es y s t e mi sa ni m p o r t a n ti n d i c a t o ro fp o l l u t a n t so n b i o l o g i c a l o x i d a t i o ns t r e s s G l u t a t h i o n e S - t r a n s f e r a s e ( G S n , s u p
21、 e r o x i d e d i s m u t a s e ( S O D ) a n dg l u t a t h i o n e ( G S H ) a r ei m p o r t a n tc o m p o n e n t so fa n t i o x i d a n t d e f e n s es y s t e mA f t e re x p o s e d0 ,1 2 ,2 4 ,3 6 ,4 8 ,7 2a n d9 6 hw i t hS u b l e t h a ld o s e ,C s i n i c u sd e t e r m i n a t i o
22、nh a v eb e e nr a n d o m l yp i c k e df o rt e s t i n gS O D ,G S Ta c t i v i t ya n d G S Hc o n t e n tT h er e s u l ts h o w st h a tS O D ,G S Ta n dG S Ha l es e n s i t i v et oT B B P A , i n d u c e db yv a r y i n gd e g r e e s ,a n dt h i si n d u c t i v ee f f e c ti sn o ti n c r
23、 e a s e dw i t ht h e i n c r e a s i n go fT B B P Ac o n c e n t r a t i o n T h et r e n d so fS O Da n dG S Ta c t i v i t ya r c s y n e r g i s t i c ,a n dt h e r ei sah i g h e ra c t i v i t yv a l u ew h e ne x p o s e d3 6a n d7 2h o u r sB o t h a c t i v i t yo f t h et w oe n z y m e
24、si sd e c l i n e da tf i r s ta n dt h e ni n c r e a s e db e f o r ea n da f t e r4 8 h o u r sG S Ta c t i v i t ya n dG S HC o n t e n to f t h ec o n t r o lg r o u pi sl e s st h a na l ld o s eg r o u p s a t3 6 h T h e s er e s u l t ss h o wt h a tCs i n i c u si ss e n s i t i v ef o rT B
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