王曉敏， 朱麗巖， 陳學(xué)超， 江田田

(中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院， 山東 青島 266003)

六溴環(huán)十二烷對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的急性毒性和生殖發(fā)育毒性效應(yīng)?

王曉敏， 朱麗巖??， 陳學(xué)超， 江田田

(中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院， 山東 青島 266003)

為探討六溴環(huán)十二烷(Hexabromocyclododecane，HBCD)對(duì)海洋橈足類(lèi)的毒性效應(yīng)，本文研究了HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤(Oithonasimilis)急性毒性、變態(tài)率、變態(tài)時(shí)間、成熟時(shí)間及繁殖力的影響。結(jié)果顯示：HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的96 h-LC50為1.75 mg·L-1；不同濃度HBCD暴露下擬長(zhǎng)腹劍水蚤的變態(tài)率、變態(tài)時(shí)間、首次抱卵時(shí)間、卵囊發(fā)育時(shí)間及抱卵雌體比率均受到顯著影響；各濃度HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的生殖力未造成顯著影響。研究表明，HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的急性毒性相對(duì)較低，但對(duì)其生殖發(fā)育具有顯著的毒性效應(yīng)，這可為HBCD的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供一定的科學(xué)依據(jù)。

六溴環(huán)十二烷； 擬長(zhǎng)腹劍水蚤； 急性毒性作用； 發(fā)育； 繁殖

六溴環(huán)十二烷(Hexabromocyclododecane，HBCD) 是一類(lèi)添加型的含溴阻燃劑，在世界范圍內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用，其持久性有機(jī)污染物的基本特性也被逐漸認(rèn)識(shí)，現(xiàn)已受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注[1]。但關(guān)于HBCD對(duì)水生生物毒性影響的研究還相對(duì)較少，其中以魚(yú)類(lèi)的報(bào)道較多。報(bào)道稱(chēng)HBCD能夠引起幼虹鱒魚(yú)氧化損傷[2]，也能夠引起稀有鮈鯽體內(nèi)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA的氧化損傷，造成其抗氧化能力下降[3]。高永飛[4]的研究表明，HBCD能增加斑馬魚(yú)幼魚(yú)死亡率，并且對(duì)幼魚(yú)孵化率有明顯抑制效應(yīng)。Deng等[19]也發(fā)現(xiàn)，HBCD可對(duì)斑馬魚(yú)胚胎的發(fā)育產(chǎn)生顯著影響，其致毒機(jī)制可能是通過(guò)半胱氨酸蛋白酶參與的途徑對(duì)斑馬魚(yú)胚胎造成氧化損傷并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。此外，Nyholm等[5]對(duì)斑馬魚(yú)的研究發(fā)現(xiàn)HBCD可以通過(guò)親代傳遞給后代，并且在斑馬魚(yú)卵中HBCD的濃度要明顯高于母體中的濃度?？梢?jiàn)，HBCD的急性毒性雖然相對(duì)不高，但其慢性和亞慢性毒性效應(yīng)不容忽視[6]，HBCD在海洋生態(tài)系統(tǒng)中的生物蓄積毒性還有待于進(jìn)一步研究。

浮游動(dòng)物在海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著重要的作用，橈足類(lèi)作為海洋浮游動(dòng)物中的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，在海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)中更是起著承上啟下的關(guān)鍵作用。此外橈足類(lèi)具有體型小、生活史短、繁殖快、對(duì)污染物高度敏感等優(yōu)點(diǎn)，可作為毒理實(shí)驗(yàn)的理想模式生物之一。擬長(zhǎng)腹劍水蚤(Oithonasimilis)是廣溫廣鹽種，在我國(guó)的各個(gè)海區(qū)都有分布，其中以黃渤海的分布最為廣泛，常作為小型橈足類(lèi)中的優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)，其豐度一般在春秋兩季達(dá)到最高[7-8]。

關(guān)于HBCD的研究大多為針對(duì)哺乳動(dòng)物進(jìn)行的高劑量短期暴露實(shí)驗(yàn)，而關(guān)于HBCD對(duì)海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的亞慢性毒性效應(yīng)的研究相對(duì)較少[3]。本文以擬長(zhǎng)腹劍水蚤為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)室條件下研究HBCD暴露對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤急性毒性、變態(tài)率、變態(tài)時(shí)間、成熟時(shí)間及繁殖力的毒性影響，初步探討HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的致毒機(jī)制及對(duì)種群存在的潛在危害，為HBCD引發(fā)的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)用擬長(zhǎng)腹劍水蚤采自于青島嶗山南窯蝦池，根據(jù)采樣時(shí)的環(huán)境條件于溫度(20±0.5) ℃、鹽度20±1、光照12 h(L)∶12 h(D)條件下進(jìn)行培養(yǎng)馴化。

培養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)用海水為鹽度30的砂濾海水，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過(guò)濾并充分曝氣，將鹽度調(diào)至20±1待用。

實(shí)驗(yàn)以球等鞭金藻(Isochrysisgalbana)作為擬長(zhǎng)腹劍水蚤餌料，藻種由中國(guó)海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院藻種室惠贈(zèng)，在f/2培養(yǎng)液、溫度20 ℃、鹽度30、光照12 h(L)∶12 h(D)條件下培養(yǎng)至指數(shù)生長(zhǎng)期待用。

HBCD購(gòu)自于J&K Chemical Reagent Co., LTD，純度95%。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的急性毒性：實(shí)驗(yàn)在溫度20 ℃、鹽度20、光照12 h(L)∶12 h(D)、金藻濃度5×104cells·mL-1條件下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)設(shè)定0.20、0.32、0.51、0.82、1.31、2.10、3.36 mg·L-1共7個(gè)實(shí)驗(yàn)組，1個(gè)空白對(duì)照組和1個(gè)丙酮對(duì)照組，每組3個(gè)平行，每個(gè)平行挑選20只健康活潑的個(gè)體。每天換水50%，觀察橈足類(lèi)的存活狀況，并記錄死亡個(gè)體數(shù)[9,23]。

HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤發(fā)育的影響：根據(jù)96 h-LC50設(shè)定HBCD濃度為20、60、180 μg·L-1，設(shè)置1個(gè)對(duì)照組，每組3個(gè)平行。在體視顯微鏡下將孵化時(shí)間小于24 h的無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)挑入盛有2 mL不同濃度HBCD溶液的24孔板中，每孔1只，每個(gè)24孔板作為一個(gè)平行，即24只無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)。實(shí)驗(yàn)條件同急性毒性實(shí)驗(yàn)，每天在體視顯微鏡下?lián)Q水50%，記錄無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)的死亡狀況及變態(tài)時(shí)間[9,24]。

HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤繁殖的影響：發(fā)育實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到14 d，80%的無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)完成變態(tài)發(fā)育至橈足幼體期，將每個(gè)24孔板中的橈足幼體分別轉(zhuǎn)移至50 mL燒杯中繼續(xù)培養(yǎng)，每天換水50%并投喂餌料。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行至第26天，開(kāi)始出現(xiàn)掛卵雌體，記錄每只雌體的掛卵時(shí)間，將掛卵雌體轉(zhuǎn)移至10 mL小燒杯中單獨(dú)培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)卵囊發(fā)育時(shí)間(卵囊孵化到再次掛卵的時(shí)間間隔)及每只雌體產(chǎn)無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)的情況[9,23]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用軟件SPSS 16.0在P=0.05的置信水平進(jìn)行單因素方差分析(One-Way ANOVA)和LSD多重比較檢驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的急性毒性效應(yīng)

如圖1所示，在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，擬長(zhǎng)腹劍水蚤的死亡率隨著HBCD暴露濃度的增高而逐漸升高。運(yùn)用軟件SPSS 16.0對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，求得HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的96 h-LC50為1.75 mg·L-1。

圖1 HBCD暴露下擬長(zhǎng)腹劍水蚤96 h的死亡率

2.2 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤發(fā)育的影響

2.2.1 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤變態(tài)率的影響 自實(shí)驗(yàn)第8天開(kāi)始，對(duì)照組首先出現(xiàn)變態(tài)個(gè)體。從圖2可以看出，至第10天，對(duì)照組和低濃度組的變態(tài)率急劇達(dá)到65%左右，而中高濃度組的變態(tài)率均不到20%，明顯低于對(duì)照組。自第10天至第14天，對(duì)照組和低濃度組的變態(tài)率較為平緩地增長(zhǎng)到80%左右，低濃度組略高于對(duì)照組，呈現(xiàn)出小幅度的促進(jìn)效應(yīng)。中濃度組最終變態(tài)率達(dá)到74.47%，與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異(p>0.05)。高濃度組與對(duì)照組相比，變態(tài)率顯著降低(p<0.01)，至第14天只有50%的個(gè)體完成變態(tài)。

圖2 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤變態(tài)率的影響

2.2.2 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤變態(tài)時(shí)間的影響 從圖3可以看出，與對(duì)照組相比，不同濃度HBCD暴露下擬長(zhǎng)腹劍水蚤無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)的變態(tài)時(shí)間均受到一定程度的延遲。其中對(duì)照組無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)的變態(tài)時(shí)間為8.84 d，低濃度組與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異，中濃度組的變態(tài)時(shí)間受到顯著延遲(p<0.05)，為10.67 d，而高濃度組與對(duì)照組相比差異極顯著(p<0.01)，無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)的變態(tài)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12.39 d。

圖3 不同濃度HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤變態(tài)時(shí)間的影響

2.3 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤繁殖的影響

2.3.1 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤首次抱卵時(shí)間、卵囊發(fā)育時(shí)間和生殖力的影響 從表1可以看出，不同濃度HBCD暴露下，低濃度組擬長(zhǎng)腹劍水蚤的首次抱卵時(shí)間與對(duì)照組相比略有提前，中高濃度組首次抱卵時(shí)間和卵囊發(fā)育時(shí)間均受到顯著延遲(p<0.05)，而生殖力與對(duì)照組相比并無(wú)顯著差異(p>0.05)。

表1 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤首次抱卵時(shí)間、卵囊發(fā)育時(shí)間和生殖力的影響

Note:*p<0.05,**p<0.01

2.3.2 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤抱卵雌體比率的影響 從實(shí)驗(yàn)第26天開(kāi)始，擬長(zhǎng)腹劍水蚤開(kāi)始出現(xiàn)抱卵雌體。從圖4可以看出，至實(shí)驗(yàn)第36天，對(duì)照組的抱卵雌體比率達(dá)到90.48%，低濃度組為85.12%，略低于對(duì)照組，并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異(p>0.05)，中高濃度組的抱卵雌體比率分別為75.83%和51.04%，與對(duì)照組相比均表現(xiàn)出顯著差異(p<0.05)。

圖4 不同濃度HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤抱卵雌體比率的影響

3 討論

HBCD在全球范圍內(nèi)的廣泛使用帶來(lái)了一定程度上的環(huán)境問(wèn)題，目前在各種環(huán)境介質(zhì)、生物體甚至是人體內(nèi)均有廣泛檢出。Li 等[10]對(duì)萊州灣制造廠附近HBCD的含量進(jìn)行了測(cè)定，沉積物和水生生物樣品中HBCD的含量范圍分別為293～1 029和7.90～815 ng·g-1。吳限等[11]研究了黃海北部近岸六溴環(huán)十二烷的分布特征，發(fā)現(xiàn)水體中HBCD含量達(dá) 0.12～2.23 ng·L-1，沉積物中 HBCD含量達(dá)0.55～24.75 ng·g-1，而生物體中HBCD含量高達(dá)0. 86～67.08 ng·g-1，表明黃海北部近岸生物對(duì)HBCD具有明顯的生物富集現(xiàn)象，具有一定潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。胡小鐘[12]對(duì)中國(guó)武漢地區(qū)鮰魚(yú)體內(nèi)的HBCD含量進(jìn)行了研究，其中HBCD含量最高達(dá)到1172 ng·g-1脂重。在我國(guó)南部海岸HBCD含量在逐年增加，其在海洋哺乳動(dòng)物體內(nèi)的含量甚至已經(jīng)超過(guò)多溴聯(lián)苯醚[13]。雖然目前環(huán)境濃度對(duì)海洋橈足類(lèi)可能造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低，但生物體對(duì)HBCD具有較強(qiáng)的生物富集性，而且隨著HBCD的持續(xù)使用和富集，環(huán)境中HBCD的含量呈逐年升高的趨勢(shì)，具有一定潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。本次研究以96 h-LC50為基礎(chǔ)，研究一定濃度范圍內(nèi)HBCD對(duì)海洋橈足類(lèi)生殖發(fā)育的毒性效應(yīng)，為HBCD的環(huán)境容量閾值設(shè)定及污染控制提供一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.1 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤急性毒性的影響

HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的96 h-LC50為1.752 mg·L-1。以往研究測(cè)定了20 ℃條件下HBCD對(duì)指狀偽鏢水蚤的96 h-LC50為296 μg·L-1[14]，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同物種對(duì)HBCD的敏感性是不同的，擬長(zhǎng)腹劍水蚤對(duì)HBCD的耐受性要高于指狀偽鏢水蚤。類(lèi)似地，Willis等[15]測(cè)定水產(chǎn)養(yǎng)殖殺蟲(chóng)劑甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽對(duì)4種常見(jiàn)海洋橈足類(lèi)的48 h-EC50，研究結(jié)果表明哲水蚤目三種橈足類(lèi)比劍水蚤目的擬長(zhǎng)腹劍水蚤對(duì)甲維鹽更為敏感，這可能與不同種類(lèi)的相對(duì)活動(dòng)水平和毒物的作用方式有關(guān)，其中擬長(zhǎng)腹劍水蚤是一種行動(dòng)相對(duì)遲緩的游泳動(dòng)物，通常懸浮在水流中，相反，哲水蚤類(lèi)是高度能動(dòng)的，會(huì)不斷地游動(dòng)和攝食。Castellani等[16]曾經(jīng)報(bào)道，擬長(zhǎng)腹劍水蚤在沒(méi)有食物來(lái)源時(shí)，也能生存10 d以上，對(duì)于環(huán)境脅迫有很強(qiáng)的耐受性?？赡苷且?yàn)閿M長(zhǎng)腹劍水蚤具有相對(duì)遲緩的活動(dòng)方式及對(duì)環(huán)境良好的適應(yīng)性和較強(qiáng)的耐受性，使其對(duì)HBCD耐受性要高于其它某些橈足類(lèi)。此外，王玲等[17]以文昌魚(yú)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，將其暴露于HBCD飽和溶液(8.6 μg·L-1)96 h進(jìn)行急性毒性測(cè)試，96 h后未有個(gè)體出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，結(jié)果表明HBCD的急性毒性相對(duì)較小。雖然HBCD的急性毒性相對(duì)不高，但其慢性和亞慢性毒性效應(yīng)不容忽視[6]。

3.2 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤發(fā)育的影響

不同濃度HBCD暴露下，擬長(zhǎng)腹劍水蚤的變態(tài)率先表現(xiàn)為略微的升高，后顯著降低，其變態(tài)時(shí)間則表現(xiàn)為不同程度的延遲。低濃度HBCD作用下擬長(zhǎng)腹劍水蚤的變態(tài)率略高于對(duì)照組，這可能是因?yàn)榈蜐舛任廴疚镒饔孟?，機(jī)體進(jìn)行應(yīng)激反應(yīng)，通過(guò)啟動(dòng)自身的修復(fù)機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)外在的污染脅迫[18]。目前，關(guān)于HBCD對(duì)水生生物的毒性影響以魚(yú)類(lèi)的報(bào)道較多。Deng 等[19]將斑馬魚(yú)胚胎暴露于HBCD中，研究結(jié)果表明HBCD可以通過(guò)影響半胱氨酸蛋白酶參與的途徑引起氧化損傷，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而對(duì)斑馬魚(yú)的胚胎發(fā)育產(chǎn)生顯著影響。關(guān)于其他種類(lèi)有機(jī)污染物對(duì)橈足類(lèi)個(gè)體發(fā)育過(guò)程的毒性影響則有很多類(lèi)似的報(bào)道。徐東暉等[20-22]的研究表明，各濃度的萘、多氯聯(lián)苯和DDT均能引起火腿許水蚤幼體的變態(tài)率顯著降低。Forget-Leray等[23]曾在研究?jī)?nèi)分泌干擾物對(duì)近緣真寬水蚤繁殖發(fā)育毒性影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，暴露于一定濃度雌二醇和阿特拉津會(huì)引起生物個(gè)體變態(tài)時(shí)間的延遲，而暴露于苯并芘、鄰苯二甲酸酯和壬基酚的個(gè)體則不會(huì)完成變態(tài)，并且引起死亡。在徐風(fēng)風(fēng)和Han等[24-25]的實(shí)驗(yàn)中，不同濃度BDE-47暴露下日本虎斑猛水蚤從無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)到橈足幼體及成體的時(shí)間均表現(xiàn)為不同程度的延長(zhǎng)。Andersen 和 Marcial等[26-27]發(fā)現(xiàn)，雙酚A、鄰苯二甲酸酯、辛基酚、壬基酚和甲基-萜烯等會(huì)對(duì)湯氏紡錘水蚤和日本虎斑猛水蚤的幼蟲(chóng)發(fā)育時(shí)間和蛻皮過(guò)程產(chǎn)生抑制作用。雖然有機(jī)污染物及橈足類(lèi)個(gè)體的種類(lèi)不盡相同，但上述結(jié)果與本此研究的結(jié)果基本是一致的。

橈足類(lèi)無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)的發(fā)育需要經(jīng)過(guò)幾個(gè)蛻皮期和一個(gè)變態(tài)期，而蛻皮過(guò)程和大多數(shù)與生殖有關(guān)的過(guò)程都是受蛻皮激素調(diào)控的，因此與節(jié)肢動(dòng)物蛻皮激素有相似結(jié)構(gòu)的外源化合物可能會(huì)對(duì)甲殼類(lèi)動(dòng)物的發(fā)育產(chǎn)生干擾[28]。HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤水蚤發(fā)育過(guò)程造成不利影響可能就是因?yàn)镠BCD的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)允許它能夠結(jié)合到蛻化類(lèi)固醇受體上，進(jìn)而妨礙內(nèi)源性蛻皮激素結(jié)合并活化其受體，最終導(dǎo)致生物個(gè)體變態(tài)率的降低和變態(tài)時(shí)間的延遲。類(lèi)似的，Wollenberger等[29]發(fā)現(xiàn)，對(duì)節(jié)肢動(dòng)物而言，其蛻皮類(lèi)固醇激素的分泌可能會(huì)受多溴聯(lián)苯醚的調(diào)節(jié)而對(duì)生物體的蛻皮系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，BDE-47的暴露會(huì)對(duì)日本虎斑猛水蚤的蛻皮過(guò)程產(chǎn)生抑制作用。Davies等[30]也發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律，BDE會(huì)對(duì)大型溞的蛻皮類(lèi)固醇激素的分泌起到控制作用，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)育進(jìn)程中蛻皮過(guò)程的損害或中斷。此外，Zou等[31-32]的研究表明DEHP和4-辛基酚會(huì)抑制表皮殼二糖酶的活性，這種抑制至少能在一定程度上解釋蛻皮慢化的原因。綜上所述，擬長(zhǎng)腹劍水蚤發(fā)育過(guò)程的損害可能就是HBCD的暴露導(dǎo)致了調(diào)控正常蛻皮過(guò)程的內(nèi)分泌系統(tǒng)的紊亂。

3.3 HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤繁殖的影響

HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤繁殖的毒性影響，主要表現(xiàn)在首次抱卵時(shí)間延遲、卵囊發(fā)育時(shí)間延長(zhǎng)、抱卵雌體比率降低，其中中高濃度組與對(duì)照組相比均有顯著差異。各濃度HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的生殖力未造成顯著影響。

低濃度HBCD作用下擬長(zhǎng)腹劍水蚤的首次抱卵時(shí)間略有提前。在Andersen等[25]對(duì)湯氏紡錘水蚤的研究中發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)?shù)蜐舛鹊拇贫?23 μg·L-1)和雙酚A(20 μg·L-1)就能刺激其卵巢的成熟。低濃度HBCD作用下擬長(zhǎng)腹劍水蚤首次抱卵時(shí)間相對(duì)提前，可能是因?yàn)镠BCD具有雌激素效應(yīng)，在低濃度下能刺激擬長(zhǎng)腹劍水蚤卵巢的成熟。而中高濃度組個(gè)體在無(wú)節(jié)幼蟲(chóng)期其變態(tài)過(guò)程就受到了一定的影響，變態(tài)個(gè)體比率降低，變態(tài)時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致發(fā)育同步的個(gè)體少，影響了成熟個(gè)體的交配，最終導(dǎo)致抱卵時(shí)間有所延長(zhǎng)。Titleman等[33]的研究發(fā)現(xiàn)，劍水蚤目的一些橈足類(lèi)(如矮小擬鏢劍水蚤、擬長(zhǎng)腹劍水蚤等)的雌體一生中可以利用一次交配獲得的精子進(jìn)行多次繁殖。這種獨(dú)特的繁殖策略表明，擬長(zhǎng)腹劍水蚤卵囊發(fā)育時(shí)間延長(zhǎng)可能是HBCD暴露影響了雌性個(gè)體卵母細(xì)胞的成熟與排出及雄性個(gè)體產(chǎn)生成熟精子的數(shù)量，阻礙了雌性個(gè)體的再次受精，最終導(dǎo)致了卵囊發(fā)育時(shí)間的延長(zhǎng)。

擬長(zhǎng)腹劍水蚤的抱卵雌體比率隨著HBCD濃度的升高顯著降低。黃瑛在研究三丁基氧化錫對(duì)火腿許水蚤的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，暴露于一定濃度的三丁基氧化錫會(huì)造成火腿許水蚤抱卵雌體比率的顯著降低。同樣地，徐東暉等[20-22]的研究表明，一定濃度的萘、多氯聯(lián)苯和DDT均能引起火腿許水蚤抱卵雌體比率顯著降低。Han等[25]曾在分子水平、細(xì)胞水平和個(gè)體水平上針對(duì)BDE-47和PFOS對(duì)日本虎斑猛水蚤繁殖發(fā)育及防御基因表達(dá)的影響進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)BDE-47和PFOS可以誘導(dǎo)氧化壓力，引起與解毒作用、抗氧化功能、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞增生等基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控有關(guān)的DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)的損害，導(dǎo)致日本虎斑猛水蚤發(fā)育的延遲和繁殖的損傷。另一方面，Michalek 等[34]曾指出，生物體在逆境條件下為了解毒和適應(yīng)，會(huì)對(duì)能量收支進(jìn)行權(quán)衡，HBCD暴露下擬長(zhǎng)腹劍水蚤的能量分配可能會(huì)偏向于解毒作用，造成用于生殖的能量減少。

低濃度HBCD暴露下擬長(zhǎng)腹劍水蚤的生殖力略有升高，這可能是由于較低濃度的污染物能夠刺激橈足類(lèi)個(gè)體的活動(dòng)，使其攝食量增加，代謝增強(qiáng)[35]。中高濃度組個(gè)體的生殖力有所降低，雖然與對(duì)照組并無(wú)顯著差異，但橈足類(lèi)個(gè)體變態(tài)率、抱卵雌體比率的顯著降低及變態(tài)時(shí)間和卵囊發(fā)育時(shí)間的顯著延長(zhǎng)也必然會(huì)導(dǎo)致其種群數(shù)量的減少，長(zhǎng)期作用下可能會(huì)引起浮游動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)改變，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成一定的影響。

綜上所述，HBCD可以影響擬長(zhǎng)腹劍水蚤的發(fā)育和繁殖，可能是因?yàn)镠BCD能引起細(xì)胞損傷以及內(nèi)分泌系統(tǒng)的紊亂和能量代謝的改變。目前為止，HBCD對(duì)海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的毒性影響并沒(méi)有廣泛的研究，本實(shí)驗(yàn)研究了HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤生活史中與發(fā)育和繁殖有關(guān)指標(biāo)的毒性影響，從分子、細(xì)胞和個(gè)體水平上初步探討了HBCD對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤發(fā)育阻礙和繁殖損害的機(jī)制，為今后針對(duì)HBCD對(duì)海洋生物的毒性效應(yīng)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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責(zé)任編輯 高 蓓

Toxic Effects of HBCD on the Acute Toxicity, Development and Reproduction ofOithonasimiles

WANG Xiao-Min, ZHU Li-Yan, CHEN Xue-Chao, JIANG Tian-Tian

(College of Marine Life Sciences, Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

HBCD is a type of brominated flame retardants which is widely used. At the same time, it is a kind of persistent organic pollutants with highly biological accumulated toxicity. It can accumulate, migrate and transformate in the environment for a long time, and now it has become a kind of widespread pollutant. To explore the toxic effects of Hexabromocyclododecane (HBCD) on marine copepods, this research studyed the effects of HBCD exposure on the acute toxicity, metamorphosis rate, metamorphosis time, maturation time and fecundity ofOithonasimilis. Acute toxicity determined the mortality rate directly. Metamorphosis rate, metamorphosis time and maturation time are normally known that reveal the propagation rate of species. The results showed that 96 h-LC50of HBCD toO.similiswas 1.752 mg·L-1; The time required for metamorphosis, first spawning and oocyst development, the metamorphosis rate and the percentage of gravid females were affected significantly by HBCD; Different concentrations of HBCD did not cause a significant impact on the fecundity. Studies revealed that the acute toxic effect of HBCD was relatively low, but it showed a significant toxicity on the reproduction and development ofO.similiswhich means long term toxicity exist on this organism. HBCD can cause the reduce of copepods and accumulate in predator like salmon, tuna, jellyfish, maybe humans are harmed after the long term accumulation. This could provide a scientific basis for assessing the potential ecological risks caused by HBCD.

HBCD;Oithonasimilis; acute effect; development; reproduction

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31172412；31572621)資助 Supported by the Natural Science Foundation of China(31172412； 31572621)

2016-04-14;

2016-05-17

王曉敏(1990-)，女，碩士，研究方向:生態(tài)毒理學(xué)。E-mail: 1422580155@qq.com.

?? 通訊作者：E-mail: lyzhu@ouc.edu.cn

Q142.9

A

1672-5174(2017)01-082-07

10.16441/j.cnki.hdxb.20160119

王曉敏， 朱麗巖， 陳學(xué)超， 等. 六溴環(huán)十二烷對(duì)擬長(zhǎng)腹劍水蚤的急性毒性和生殖發(fā)育毒性效應(yīng)[J]. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017, 47(1): 82-88.

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