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题目:壬基酚对中国林蛙蝌蚪的急性毒性和雌激素效应

关键词:壬基酚,中国林蛙蝌蚪,急性毒性,生长发育,性腺分化,雌激素效应

  摘要

随着工农业生产的快速发展,环境化学污染日益严重。烷基酚聚氧乙烯醚(alkylphenol polyethenoxy ethers, APEs)类物质,是一类在工业生产和日常生活中广泛应用有机化合物,其降解产物壬基酚(nonylphenol NP)和辛基酚(octylphenol OP)具有环境雌激素活性,对动物的个体生存和种系繁衍构成了极大的威胁。本研究以壬基酚水体染毒的方式,对中国林蛙蝌蚪分别进行急性和慢性染毒实验,旨在揭示壬基酚对中国林蛙蝌蚪的急性毒性、对生长发育的影响、对性腺分化的效应及其机制。实验的主要结果及结论如下:
1. 在水温21±1℃条件下,通过急性毒性实验,测得中国林蛙蝌蚪暴露在NP中24、48、72、96h的蝌蚪死亡几率与NP浓度对数的回归方程分别为y=8.4087x+10.202、y=9.5104x+11.745、y=10.284x+12.498、y=10.619x+13.095;半数致死浓度(LC50)分别为0.24、0.20、0.19、0.17 mgL-1。安全浓度(SC)为0.017 mgL-1;96h的零致死浓度(LC0)为0.14 mgL-1。
2.将26期林蛙蝌蚪暴露在100,60,30,10gL-1 NP中连续养殖直至完全变态,并以3、0.3gL-1雌二醇(E2)作为阳性对照,分别统计林蛙蝌蚪暴露于NP和E2中20天、40天以及完成变态后幼蛙的体重、全长以及从26期到完全变态所需的时间。结果表明,在96h零致死浓度下,NP不影响林蛙蝌蚪的死亡率。100、10gL-1NP与3gL-1E2的效应相似,可降低蝌蚪完全变态后幼蛙体重,滞后蝌蚪变态时间,但对死亡率没有影响。说明在100gL-1以下,NP不是通过直接损伤机体、而是通过干扰内分泌活动影响林蛙幼体生长发育。
3.通过统计比较野生蝌蚪染毒NP的幼蛙和母体染毒NP后子代幼蛙的性别比例,研究NP对性腺分化的影响,结果表明:(1)NP浓度在100gL-1和30gL-1之间时,将诱导野生林蛙蝌蚪的雌性比例上升。并且,雌性比例与NP浓度呈正相关,说明NP可导致野生蝌蚪雌性化。30gL-1 NP与0.3gL-1E2效应相似,表明NP的雌激素效应浓度是E2的100倍。(2)NP仅通过雌性亲代染毒对其子代性腺分化产生隔代效应,而不通过雄性亲代产生隔代效应。(3)通过对母体染毒的子代蝌蚪再次染毒,幼蛙雌性比例可进一步上升,雌性比例最高可达到85.2%,比野生雌性比例高出40%。这些结果说明,水域中非致死剂量的NP会影响到两栖动物幼体性腺的正常发育,进而影响雌雄比例失衡。
4.采用免疫组织化学方法检测NP对野生林蛙蝌蚪变态后幼蛙性腺中睾酮(testosterone T)、雄激素受体(androgen recepter AR)、芳香化酶 (aromatase ARO)、雌激素受体(estrogen receptor ER)免疫阳性反应的影响,结果表明:(1)NP可降低幼蛙性腺中T的水平;(2)NP与E2效应相似,可提高芳香化酶的水平;(3)NP与E2效应相似,可降低性腺中AR的含量;(4)NP的浓度仅为100gL-1时,上调雄性精巢中ER的含量,其他浓度对ER没有明显效应。(5)NP对精巢和卵巢中T、AR、ARO、ER的影响规律基本一致。推测NP通过提高ARO活性将T转化为E2,从而使E2含量相对升高,E2可抑制AR的表达,使T和AR结合的能力减弱,最终诱导性腺向雌性分化。所以,NP显示出与E2相似的效应。