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摘 要为研究五氯酚的内分泌干扰作用,进行五氯酚对大型蜕皮影响的试验。五氯酚浓度为1mg/L时,7只大型的第三次蜕皮时间推迟4小时,1只大型的第三次蜕皮时间推迟8小时。无观察效应浓度在0.75mg/L~1mg/L之间。结果表明五氯酚通过干扰大型的内分泌系统,对大型蜕皮有抑制作用。
关键词五氯酚;大型;蜕皮
中图分类号Q17文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)061-0207-01
五氯酚(pentachlorophenol,PCP),化学式C6Cl5OH,CAS号为87-86-5,危害性分类为毒性物质。易溶于乙醇和乙醚,溶于苯,微溶于冷石油醚,幾乎不溶于水(20℃时14mg/L)。五氯酚被广泛应用于工农业,用做木材、涂料、蔬菜、纤维和皮革的防腐剂和杀虫剂,也被用于除草剂、杀真菌剂和杀昆虫剂,并且是制药和染料的中间物。五氯酚性质较稳定,在通常条件下不被氧化,也难于水解,是难降解的酚类物质。它具有氧化磷酸化作用的解偶联作用,对鼠的急性毒性实验的LD50为50mg/kg(口服)和100mg/kg(皮肤吸收)。在水环境中,五氯酚以自由或化合的形式吸附在悬浮物质上。五氯酚对水生生物毒性很高,在1mg/L以下就对无脊椎动物和鱼产生不利效应。
科属甲壳纲枝角目,浮游生物对于水体中的有害物质(重金属、农药等)比较敏感,在低浓度时就会显著影响它们的生长繁殖、行为反应、形态和生理生化过程等。同时,它们在食物链中处于关键环节,并且繁殖周期短,容易培养,是一类理想的研究材料。
大型是水生生态系统中重要的无脊椎动物。它以藻类为食物,同时,是鱼和无脊椎捕食生物的主要食物。因此,在控制水环境质量中起着重要的作用。由于在水生食物链中的重要位置,任何由具有激素活性的外源性物质对其内分泌过程产生的影响都受到极大的关注。它具有生活周期短,繁殖快,易于培养等优点,常作为是进行实验生态和生理、生化研究的好材料。为了研究五氯苯酚的环境激素(内分泌干扰)作用,进行五氯酚对大型蜕皮影响的实验。
枝角类有两性生殖和孤雌生殖两种生殖方式。在环境条件适宜时,进行孤雌生殖,所产出的卵不需受精就能产出新的一代。大型的生长是间歇性的,生长与脱壳交替进行。每脱壳一次,增加一龄,前后脱壳的时间叫龄期。性成熟前的龄期为幼龄,性成熟后的为成龄,幼龄比成龄对毒物更敏感。大型蜕皮是个非常重要的生理过程,它控制着具有硬壳的大型的生长和发育。蜕皮的开始以蜕离阶段(真皮与几丁质表皮的分离)的出现为标志。大型经过4~6个幼龄期后性成熟,之后再蜕皮,在蜕皮间期产幼,一生大约产8胎。
1试验材料
五氯苯酚:化学纯,98.5%;
大型:由南开大学生态实验室提供;
光照培养箱:LRH-250-GS,广东省医疗器械厂;
斜生栅藻种:购于中国科学院水生生物研究所;
试验用水:用氯化钙溶液、硫酸镁溶液、碳酸氢钠溶液、氯化钾溶液配制,依据《水质物质对蚤类(大型蚤)急性毒性测定方法》(GB/T 13266-91)。
2培养条件
试验用大型和斜生栅藻的培养依据《水质物质对蚤类(大型蚤)急性毒性测定方法》(GB/T 13266-91)。
1)大型培养。保持良好的培养条件(温度17-25℃,pH6.5-8.5),使大型的繁殖在孤雌生殖的状态下。选用实验室条件下培养3代以上的、出生6-24h 的幼为试验。试验应是同一母体的后代。
2)斜生栅藻培养与扩大培养。在摇床上振动培养斜生栅藻,也可在流动通气条件下连续培养。温度在15-25℃,光照在3000-4000lux连续静止培养。为获得培养大型的足够饵料,在实验室内进行斜生栅藻的扩大培养。扩大培养采用30cm×30cm的圆玻璃缸,在玻璃缸中加入培养好的栅藻液,用自然曝气的自来水水稀释成淡绿色。扩大培养中不加任何营养盐。扩大培养的栅藻液可直接用来喂大型。
3试验方法
1)配制0、0.25、0.5、0.75、1mg/L的五氯酚溶液50ml,置于100ml烧杯,每个浓度梯度有8-10个大型。每个浓度设一空白对照,内装相等体积的试验用水。
2)每个烧杯中放一个幼,采用出生24小时的幼。24小时给光,23℃下培养。
3)每48小时换藻液。试验开始后于1h,2h,4h,8h,16h,24h,36h,40h,44h,48h观察其蜕皮情况,记下蜕皮时间和蜕皮的大型个数。
4试验结果
试验记录如表1。1mg/L五氯苯酚时,8只幼中有7只的每三次蜕皮时间延迟了4小时,1只推迟了8小时。
由于个体差异,大型的第三次蜕皮时间不完全一致,相差4小时。五氯酚浓度为1mg/L时,8个大型中的7个的第三次蜕皮时间推迟4小时,另外1个大型的第三次蜕皮时间推迟8小时(由个体差异引起)。可见,五氯酚对大型蜕皮有影响,表现为蜕皮时间的延迟。表明五氯酚具有干扰大型内分泌的作用,也就是环境激素的作用。无观察效应浓度(No Observed Effect Concentration,NOEC)在0.75mg/L~1mg/L之间。
5结束语
大型蜕皮过程受多激素系统的调节,但主要由类固醇蜕皮激素直接控制。蜕皮激素通过与蜕皮激素受体的反应来控制特定基因在转录阶段的活性。壳二糖酶是几丁质表皮溶解脱落所必需的。壳二糖酶可能是类固醇激素调节特定基因的产物。大型在整个蜕皮过程中调节壳二糖酶的活性,其最大活性发生于蜕离阶段。
外源性雌激素物质和类固醇蜕皮激素在结构上存在一定程度的相似,就可能与蜕皮激素受体的结合,进而抑制蜕皮激素与受体的结合,抑制了壳二糖酶的活性,导致大型蜕皮过程的延长。壳二糖酶的抑制作用可能与外源性雌激素扰乱蜕皮激素的生物合成有关。
参考文献
[1]赵劲松.袁星.环境激素对水蚤的影响[J].环境污染与防治,2001,6.
[2]刘建康.高级水生生物学[M].科学出版社,1998.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词五氯酚;大型;蜕皮
中图分类号Q17文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)061-0207-01
五氯酚(pentachlorophenol,PCP),化学式C6Cl5OH,CAS号为87-86-5,危害性分类为毒性物质。易溶于乙醇和乙醚,溶于苯,微溶于冷石油醚,幾乎不溶于水(20℃时14mg/L)。五氯酚被广泛应用于工农业,用做木材、涂料、蔬菜、纤维和皮革的防腐剂和杀虫剂,也被用于除草剂、杀真菌剂和杀昆虫剂,并且是制药和染料的中间物。五氯酚性质较稳定,在通常条件下不被氧化,也难于水解,是难降解的酚类物质。它具有氧化磷酸化作用的解偶联作用,对鼠的急性毒性实验的LD50为50mg/kg(口服)和100mg/kg(皮肤吸收)。在水环境中,五氯酚以自由或化合的形式吸附在悬浮物质上。五氯酚对水生生物毒性很高,在1mg/L以下就对无脊椎动物和鱼产生不利效应。
科属甲壳纲枝角目,浮游生物对于水体中的有害物质(重金属、农药等)比较敏感,在低浓度时就会显著影响它们的生长繁殖、行为反应、形态和生理生化过程等。同时,它们在食物链中处于关键环节,并且繁殖周期短,容易培养,是一类理想的研究材料。
大型是水生生态系统中重要的无脊椎动物。它以藻类为食物,同时,是鱼和无脊椎捕食生物的主要食物。因此,在控制水环境质量中起着重要的作用。由于在水生食物链中的重要位置,任何由具有激素活性的外源性物质对其内分泌过程产生的影响都受到极大的关注。它具有生活周期短,繁殖快,易于培养等优点,常作为是进行实验生态和生理、生化研究的好材料。为了研究五氯苯酚的环境激素(内分泌干扰)作用,进行五氯酚对大型蜕皮影响的实验。
枝角类有两性生殖和孤雌生殖两种生殖方式。在环境条件适宜时,进行孤雌生殖,所产出的卵不需受精就能产出新的一代。大型的生长是间歇性的,生长与脱壳交替进行。每脱壳一次,增加一龄,前后脱壳的时间叫龄期。性成熟前的龄期为幼龄,性成熟后的为成龄,幼龄比成龄对毒物更敏感。大型蜕皮是个非常重要的生理过程,它控制着具有硬壳的大型的生长和发育。蜕皮的开始以蜕离阶段(真皮与几丁质表皮的分离)的出现为标志。大型经过4~6个幼龄期后性成熟,之后再蜕皮,在蜕皮间期产幼,一生大约产8胎。
1试验材料
五氯苯酚:化学纯,98.5%;
大型:由南开大学生态实验室提供;
光照培养箱:LRH-250-GS,广东省医疗器械厂;
斜生栅藻种:购于中国科学院水生生物研究所;
试验用水:用氯化钙溶液、硫酸镁溶液、碳酸氢钠溶液、氯化钾溶液配制,依据《水质物质对蚤类(大型蚤)急性毒性测定方法》(GB/T 13266-91)。
2培养条件
试验用大型和斜生栅藻的培养依据《水质物质对蚤类(大型蚤)急性毒性测定方法》(GB/T 13266-91)。
1)大型培养。保持良好的培养条件(温度17-25℃,pH6.5-8.5),使大型的繁殖在孤雌生殖的状态下。选用实验室条件下培养3代以上的、出生6-24h 的幼为试验。试验应是同一母体的后代。
2)斜生栅藻培养与扩大培养。在摇床上振动培养斜生栅藻,也可在流动通气条件下连续培养。温度在15-25℃,光照在3000-4000lux连续静止培养。为获得培养大型的足够饵料,在实验室内进行斜生栅藻的扩大培养。扩大培养采用30cm×30cm的圆玻璃缸,在玻璃缸中加入培养好的栅藻液,用自然曝气的自来水水稀释成淡绿色。扩大培养中不加任何营养盐。扩大培养的栅藻液可直接用来喂大型。
3试验方法
1)配制0、0.25、0.5、0.75、1mg/L的五氯酚溶液50ml,置于100ml烧杯,每个浓度梯度有8-10个大型。每个浓度设一空白对照,内装相等体积的试验用水。
2)每个烧杯中放一个幼,采用出生24小时的幼。24小时给光,23℃下培养。
3)每48小时换藻液。试验开始后于1h,2h,4h,8h,16h,24h,36h,40h,44h,48h观察其蜕皮情况,记下蜕皮时间和蜕皮的大型个数。
4试验结果
试验记录如表1。1mg/L五氯苯酚时,8只幼中有7只的每三次蜕皮时间延迟了4小时,1只推迟了8小时。
由于个体差异,大型的第三次蜕皮时间不完全一致,相差4小时。五氯酚浓度为1mg/L时,8个大型中的7个的第三次蜕皮时间推迟4小时,另外1个大型的第三次蜕皮时间推迟8小时(由个体差异引起)。可见,五氯酚对大型蜕皮有影响,表现为蜕皮时间的延迟。表明五氯酚具有干扰大型内分泌的作用,也就是环境激素的作用。无观察效应浓度(No Observed Effect Concentration,NOEC)在0.75mg/L~1mg/L之间。
5结束语
大型蜕皮过程受多激素系统的调节,但主要由类固醇蜕皮激素直接控制。蜕皮激素通过与蜕皮激素受体的反应来控制特定基因在转录阶段的活性。壳二糖酶是几丁质表皮溶解脱落所必需的。壳二糖酶可能是类固醇激素调节特定基因的产物。大型在整个蜕皮过程中调节壳二糖酶的活性,其最大活性发生于蜕离阶段。
外源性雌激素物质和类固醇蜕皮激素在结构上存在一定程度的相似,就可能与蜕皮激素受体的结合,进而抑制蜕皮激素与受体的结合,抑制了壳二糖酶的活性,导致大型蜕皮过程的延长。壳二糖酶的抑制作用可能与外源性雌激素扰乱蜕皮激素的生物合成有关。
参考文献
[1]赵劲松.袁星.环境激素对水蚤的影响[J].环境污染与防治,2001,6.
[2]刘建康.高级水生生物学[M].科学出版社,1998.
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