几种环境内分泌干扰物对青岛近海常见海洋动物的毒性效应
鉴于目前内分泌干扰物(EDCs)对海洋环境的危害以及海洋动物尤其是无脊椎动物在海洋生态系统中的重要性，本文以有机锡——三丁基氧化锡(TBTO)、多环芳烃——蒽、有机磷农药——久效磷和甲基对硫磷等作为内分泌干扰物，以青岛近海常见海洋动物——瓣鳃类软体动物菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)、螠虫类动物单环棘螠(Urechisunicinctus)、甲壳类动物海洋伪镖水蚤(Pseudodiaptomusmarinus)、中华哲水蚤(Calanussinicus)、美丽猛水蚤Nitocrasp.、脊尾白虾(Exopalaemoncarinicauda)和日本(虫寻)(Charybdisjaponica)以及海洋鱼类牙鲆(Paralichthysolivaceus)鳃的永久性体外培养细胞系FG-9307等——为实验对象，在个体、组织器官、细胞以及分子等多个层次上研究了海洋环境中内分泌干扰物对海洋动物活体和体外毒性效应，为建立快速、有效、实用的内分泌干扰物的活体和离体生物监控和测试技术提供了基础资料，同时也为研究环境激素对海洋生态系统的影响进行了有益的尝试。研究工作包括以下几个方面：
1.通过菲律宾蛤仔-水环境的三丁基氧化锡(TBTO)暴露模拟体系，研究菲律宾蛤仔的三种器官——消化腺(肝脏)、鳃和外套膜在不同TBTO(浓度：76.55ngSn/L)暴露时间下的富集作用、组织和细胞的毒性效应。还研究了TBTO作用下血细胞数量和结构、酚氧化酶产量和活性的改变和繁殖发育所受的影响。
选用气相色谱与电子俘获检测器(GC-ECD)联用的方法对菲律宾蛤仔体内TBTO含量进行了测定。结果显示，该方法快速、简便且定量准确；菲律宾蛤仔体内的TBTO含量随着时间的延长不断积累，富集能力存在器官上的差异，由强到弱依次为消化腺＞鳃＞外套膜。暴露5周时消化腺的富集因子(BCF)为3275，说明菲律宾蛤仔是一种富集能力强且较为敏感的实验无脊椎动物。
TBTO对蛤仔各器官超微结构的破坏随时间延长而加剧。长期暴露于低浓度TBTO的蛤仔消化腺细胞中最敏感的细胞器是内质网，其次为线粒体；与消化腺细胞不同，鳃细胞受损细胞器主要为细胞核，其次为内质网及线粒体；外套膜各细胞器的变化与鳃类似。实验结果表明，蛤仔体内器官尤其是消化腺中细胞及组织结构的变化能够反映出低剂量三丁基氧化锡的污染时间及程度。
TBTO对蛤仔消化腺酸性磷酸酶、碱性磷酸酶及细胞色素氧化酶的影响主要为随接触时间的增加酶活性明显降低，表现在随时间延长组织各部位着色变浅，但基本活性部位没有改变。
经TBTO暴露48h后，菲律宾蛤仔血细胞的总数量减少了40.3％，其中小颗粒细胞数量减少了46.46％，大颗粒细胞数量减少了30.77％，透明细胞数量减少了1.08％；酚氧化酶产量减少了34.48％，总酶活性减少了47.1％；单位酶活性也减少了23.6％。
在TBTO中暴露20天的蛤仔亲贝所产的精、卵受精率较低，精子缺乏活力，受精卵的孵化率只有60％～70％；受试组蛤仔各期幼虫的发育及变态受到显著影响，实验期间死亡率高。
2.研究了久效磷、蒽、TBTO三种常见海洋污染物对单环棘螠受精和早期发育的影响以及久效磷对单环棘螠体内几种酶活性的影响。
经1.5nl/LTBTO浓度处理后的单环棘螠的精子和卵子，其受精率都明显下降，且处理精子要比处理卵子对受精率的影响更显著。精子在TBTO作用后，膜的超微结构发生明显改变。各浓度的久效磷农药、蒽和TBTO对单环棘螠的受精和早期发育均有影响，呈明显的浓度梯度效应。此外还测定了久效磷、蒽和TBTO对单环棘螠担轮幼虫和体节幼虫24h、48h的半致死浓度(LC50)和安全浓度。
久效磷对乙酰胆碱酯酶有很强的抑制作用，单环棘螠体内的乙酰胆碱酯酶的活性在50ng/L浓度久效磷的胁迫下就显著降低；久效磷作用下的单环棘螠体内的细胞色素C氧化酶的显色深度及位点有增加的趋势；实验浓度范围内(≤150ng/L)久效磷对单环棘螠体内的碱性磷酸酶没有明显影响。
3.开展了TBTO和蒽对几种桡足类及其他甲壳动物存活、变态、生殖、幼体发育、性别比和体长、血细胞数量和超微结构、酚氧化酶活性等毒性效应研究。
TBTO对海洋伪镖水蚤48hLC50和96hLC50分别为1.23μg/L和0.57μg/L。TBTO在6ng/L，20ng/L，60ng/L浓度下均引起海洋伪镖水蚤Ⅰ代和Ⅱ代幼体的变态率显著降低，Ⅱ代存活率下降；6ng/L浓度下，Ⅱ代雌体首次抱卵时间显著提前，生殖力提高；20ng/LTBTO浓度下，Ⅱ代海洋伪镖水蚤雌雄比显著降低；60ng/LTBTO条件下，Ⅰ代存活率、生殖力和抱卵雌体比率都显著降低；20ng/L以下浓度的TBTO环境，可能引起海洋伪镖水蚤体长偏大。
TBTO对中华哲水蚤72h半致死浓度为1.26μg/L。在20ng/L、200ng/LTBTO浓度下培养96h,中华哲水蚤的平均产卵率与对照组相比显著降低。
随着TBTO浓度的升高，美丽猛水蚤Nitocrasp.的滤水率和摄食率均呈下降趋势，在0.2μg/LTBTO浓度下其摄食率与对照组相比即出现显著差异(P＜0.05)，而在2μg/LTBTO浓度下，差异极显著(P＜0.01)。
经TBTO刺激48h后，日本(虫寻)血细胞的总数量减少了34.9％，其中小颗粒细胞数量减少了40.1％，大颗粒细胞数量减少了4.8％，透明细胞数量减少了31.3％。与对照组相比，实验组透明细胞细胞核异染色质较为集中；细胞质中空泡化严重，游离核糖体和线粒体的数量都有明显减少。小颗粒细胞细胞核异染色质有所增加；细胞质中形成大的空泡，线粒体的数量明显减少，且线粒体体积减小，嵴的数量也有明显减少；游离核糖体的数量也大量减少。经TBTO刺激48h后，日本(虫寻)酚氧化酶产量减少了42.68％，酚氧化酶总酶活性减少了62.7％，单位酶活性也减少了35.1％。
蒽对脊尾白虾蚤状幼虫的72h半致死浓度为13.30μg/L。在低浓度蒽的胁迫下，脊尾白虾幼虫的发育受到一定影响，其各期变态所需的时间随着蒽浓度梯度增高而增加，变态率随着蒽浓度的增加而降低。
4.采用三种不同的测试终点即中性红吸收法(NR)、四唑盐比色实验(MTT)和细胞蛋白含量分析法以及细胞超微结构观察等研究了甲基对硫磷和TBTO对牙鲆鳃细胞系FG-9307的体外细胞毒性反应。
FG-9307对甲基对硫磷较为敏感，NR、MTT和细胞蛋白试验结果均显示细胞活性在5μg/L即受到影响，甲基对硫磷对FG-9307的毒性是浓度依赖性的。经甲基对硫磷处理后细胞的超微结构明显改变：线粒体肿胀、内质网破裂、核损坏、大量溶酶体和泡状结构的产生等。
用三种不同的检测方法均显示出TBTO在0.1μg/L时即对该细胞系的细胞活性产生明显影响，细胞的超微结构发生明显改变，如线粒体肿胀、内质网破裂、核膜分解以及溶酶体增加。故FG-9307细胞可成为对甲基对硫磷和TBTO毒性检测的材料之一。
内分泌干扰物;三丁基氧化锡;海洋无脊椎动物;毒理学;水产养殖;海洋动物;有机磷农药;软体动物;螠虫类动物;甲壳类动物
中国海洋大学
博士
水产养殖
董双林
2005
中文
Q958.8;S481.1;X171.5;S482
143
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）