壬基酚对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)种群动态的影响

摘要

水生毒理学是研究毒物对水生生物的毒性影响和有毒物质在水生环境中的迁移、转化、归宿及其与环境因素之间相互作用的科学。各种污染物从不同途径进入水体，不仅会降低水产品质量，引起大批水生生物的死亡，而且还会威胁到人体的健康，正是因为各方面的原因而引起人们的重视。壬基酚(Nonylphenol)，是一种外源性环境内分泌干扰物的典型代表，广泛用于塑料、洗涤剂合成的生产中，其具有在环境中不易降解、经食物链作用可在水生动物中富集的特性，研究壬基酚对水生生物的影响有重要的现实意义。
　　轮虫(Rotifer)是浮游动物中重要的类群之一，分布广泛，大多数种类在世界范围内都有，具有对有毒物质敏感、生活周期短和繁殖快等优点，因此是生态毒理学中理想的受试生物。本实验选用的受试生物是萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus），培养温度为25±1℃，投喂密度为3.0×106cells/mL的蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa），光照强度为4000lx，昼长比L∶D=16∶8，主要研究内容为:以种群密度、生命表参数以及存活率和生殖率作为评价参数，分析比较了不同浓度的壬基酚、不同母体暴露的时间和后代生活环境的不同（有无壬基酚的存在）对萼花臂尾轮虫生理生殖的影响。
　　主要研究结果如下:
　　1、不同浓度的壬基酚对萼花臂尾轮虫种群动态的影响
　　(1)种群密度
　　经0.5、5.0、10.0和15.0μg/L壬基酚暴露处理后，萼花臂尾轮虫的最大种群密度分别为116、110、100和85ind/mL，对照组为139ind/mL，且对照组在第7d之前种群密度就达到100ind/mL，在处理组中，浓度为0.5、5.0μg/L时，种群密度在第8d前达到100ind/mL，而浓度为10.0μg/L时，种群在第10d达到100ind/mL，15.0μg/L时在实验阶段种群密度始终低于100ind/mL。实验表明高浓度的壬基酚不仅影响轮虫的最大种群密度，而且还影响高峰期到来的时间，表明:高浓度壬基酚对萼花臂尾轮虫的种群增长有一定的抑制作用(P＜0.05)。
　　(2)存活率、生殖率和生命表参数
　　实验中，每间隔12h在显微镜下观察一次，挑出幼体和死亡的母体并记录数据，每24h换一次新鲜培养液，实验一直持续到母体全部死亡。
　　在壬基酚的作用下，不论是生殖率、存活率还是生命表参数，总体呈现随着壬基酚浓度增加，对轮虫的毒性效应逐渐增加的趋势。
　　在生殖率实验中，处理组(15.0μg/L)的最高生殖率为0.6，与对照组的生殖率1.6相比下降62.5％，其生殖率显著受到抑制(P＜0.05)。
　　存活率而言，随着壬基酚浓度的升高(0.5-15.0μg/L)，轮虫的存活曲线由A型（前期死亡率低，后期死亡率增高）转变为B型（各个年龄段的死亡率基本相等）和C型（前期死亡率很高）曲线。
　　实验结果表明，生命表参数rm、R0、T均表现出随着浓度的增加而降低的趋势，但三个参数的敏感度不同，净生殖率R0在浓度为5.0μg/L时就显著低于对照组(P＜0.05)，世代时间T在10μg/L时显著性降低(P＜0.01)，内禀增长率rm在15.0μg/L时显著性减少（P＜0.01），因此，在实验中净生殖率表现出更好的敏感性。
　　2、母体在壬基酚中暴露后对后代种群动态的影响
　　(1)母体暴露不同的时间
　　总体而言，不论暴露时间是12h还是24h，最大种群密度均是随着壬基酚浓度的增加而降低。
　　母体在浓度为10.0、15.0μg/L的壬基酚中暴露12h，其子代最大种群密度为83ind/mL和65ind/mL，与对照组相比，分别下降40.29％和53.24％(P＜0.05);母体在10.0、15.0μg/L的壬基酚中暴露24h，子代最大种群密度分别为84ind/mL和72ind/mL,和对照组相比，显著降低39.57％和48.2％(P＜0.05)，但同一壬基酚浓度，经过12h和24h暴露处理，两个不同时间之间差异不明显（P＞0.05），和幼体开始直接暴露在壬基酚中的相比，虽然有下降的趋势，但也没有显著差异(P＞0.05)。
　　对照组的存活率在第192h后低于40％，而母体在10.0、15.0μg/L的壬基酚中暴露12h后，子代的存活率在第84h和60h后就低于40％，分别比对照组显著提前了56.25％和68.75％(P＜0.05);同样在10.0、15.0μg/L的壬基酚中暴露24h后，其存活率低于40％时始于72h和60h，和对照组相比死亡率显著提高（P＜0.05），但是不同暴露时间之间没有显著性差异(P＜0.05)。
　　对照组的生殖率为平均每个雌体繁殖2个，母体在低浓度0.5、5.0μg/L中暴露12h和24h后，其子代的繁殖率和对照组相当，但是在高浓度15.0μg/L时，母体暴露12h和24h后子代的最高繁殖率分别为0.8和1.25，均比对照组显著减少60％和37.5％（P＜0.05）。在生殖率中，同样表现出不同暴露时间之间，子代的繁殖率没有显著性差异（P＞0.05）。
　　不论母体暴露时间多长，R0、rm、T均表现出随着壬基酚浓度的增加而逐渐减小的趋势，不同时间之间在统计学上没有显著性差异(p＞0.05)。净生殖率和世代时间的下降速率:母体暴露24h后后代的参数下降速率低于暴露12h的后代参数。相同浓度不同的暴露时间，经过母体提前暴露24h后的子代的净生殖率和世代时间均高于只暴露了12h的母体的后代的参数，但是内禀增长率的表现却和净生殖率、世代时间的相反。
　　(2)改变后代生活环境
　　在实验中，母体在不同浓度的壬基酚(0.5-15μg/L)中生活12h和24h后，将其子代F1分别移入不同的环境中生活（含有相应浓度壬基酚的培养基和不含有壬基酚的EPA培养液），并观察子代的生殖和存活。
　　通过分析死亡率的实验数据可知，死亡率达到60％，对照组是从192h开始，子代继续生活在10.0、15.0μg/L的壬基酚中，分别是从72h和60h开始，比对照组显著提前了62.5％和68.75％(P＜0.05)，移入EPA培养基中生活的子代，是在72h和36h后死亡率开始大于60％，比对照组显著提前了62.5％和81.25％(P＜0.05)，不论后代生活的环境如何，存活率均显著低于对照组(P＜0.05)，但是生活在不同环境的后代之间没有显著性差异。子代与母体相比，母体暴露在10.0、15.0μg/L中均是从48h开始死亡率大于60％，虽然存活率显著低于对照组（P＜0.05），但是与子代间没有显著差异(P＞0.05)。
　　通过对生命表参数的比较和分析，后代即使生活在EPA中，各种参数仍然表现出逐渐下降的趋势。不论后代的生活环境如何，从壬基酚浓度为0.5μg/L开始，净生殖率就表现出和对照组的差异（P＜0.05）。后代生活在壬基酚中和生活在EPA中，分别是从10、15μg/L开始，内禀增长率表现出和对照组显著性差异(P＜0.05)。不同生活环境之间没有显著性差异(P＞0.05)。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1环境激素概念和分类

1．1．1环境激素概念

1．1．2环境激素分类

1．2环境激素的作用机理

1．2．1直接与激素受体作用

1．2．2氧化损伤

1．2．3影响细胞信号转导

1．2．4影响激素代谢

1．3环境激素对水生动植物以及人类的影响

1．3．1环境激素对微藻的影响

1．3．2环境激素对水生无脊椎动物的影响

1．3．3环境激素对鱼类的影响

1．3．4环境激素对人类的影响

1．4士基酚

1．4．1壬基酚简介

1．4．2壬基酚的主要来源

1．4．3壬基酚对水生生物的干扰效应

1．5轮虫的生态毒理学研究

1．5．1轮虫简介

1．5．2萼花臂尾轮虫

1．5．3轮虫作为受试动物优点

1．5．4轮虫作为生态毒理学指示生物的发展

1．6本文的研究目的和意义

1．6．1研究目的

1．6．2研究意义

1．6．3技术路线

第2章不同浓度的壬基酚对萼花臂尾轮虫种群密度的影响

2．1材料与方法

2．1．1实验仪器和器材

2．1．2实验材料的培养

2．1．3实验药品的配制

2．1．4实验方法

2．1．5数据分析

2．2结果与分析

2．3讨论

第3章不同浓度的壬基酚对萼花臂尾轮虫生活史的影响

3．1材料与方法

3．1．1实验仪器和器材

3．1．2实验材料的培养

3．1．3实验药品的配制

3．1．4实验方法

3．1．5实验各终点的计算方法

3．2结果分析

3．3讨论

第4章母体暴露不同的时间对子代种群密度的影响

4．1材料与方法

4．1．1实验仪器和器材

4．1．2实验材料和培养

4．1．3实验药品的配制

4．1．4实验方法

4．2结果分析

4．3讨论分析

第5章母体暴露不同的时间对子代生活史的影响

5．1材料与方法

5．1．1实验仪器和器材

5．1．2实验材料和培养

5．1．3实验药品的配制

5．1．4实验方法

5．2结果分析

5．3讨论

第6章改变后代生活环境轮虫后代的生活史变化

6．1材料与方法

6．1．1实验仪器和器材

6．1．2实验材料和培养

6．1．3实验药品的配制

6．1．4实验方法

6．2结果分析

6．3讨论

小结与展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢