二萜类化合物对土壤纤毛虫的毒性效应

论文摘要

2006年7月至2007年12月,采用“非浸没培养皿法”（non-flooded Petri dish method）和活体观察法对小陇山自然保护区麻沿林区的土壤纤毛虫群落进行了定性、定量研究。利用花盆实验,通过添加二萜类化合物对该地区土壤纤毛虫群落的毒性进行了研究。并从实验土壤中分离出膨胀肾形虫、僧帽肾形虫和粘游仆虫,通过急性和慢性毒性试验,研究了二萜类化合物对土壤纤毛虫种群的毒性。主要结果如下:1、麻沿林区土壤纤毛虫群落结构的原位研究共鉴定到土壤纤毛虫91种,其中包括7个未定名种和14个中国土壤纤毛虫新纪录种,隶属于3纲、11目、29科、42属。其中,下毛目（Hypotrichida）为优势类群,肾形目（Colpodida）和前口目（Prostomatida）为次优势类群,侧口目（Pleurostomatida）、缘毛目（Peritrichida）和寡毛目（Oligotrichida）为偶见类群,膨胀肾形虫（Colpoda inflata）、长篮环虫（Cyrtolophosis elongata）、大口薄咽虫（Leptopharynx eurystoma）和长圆膜袋虫（Cyclidium oblongum）为优势种。原位研究结果表明,小陇山麻沿林区土壤纤毛虫群落物种丰富,特有和稀有物种繁多,群落结构复杂,林区土壤纤毛虫群落与我国已有研究报道的其他地区的均不相似。同时麻沿林区土壤纤毛虫的C/P系数为0.710,反映了麻沿林区比较适合土壤纤毛虫生长繁殖。2、模拟生态实验中,定性研究共鉴定到纤毛虫88种,其中对照组75种,实验组随添加的二萜类化合物浓度升高,纤毛虫物种数减少,群落结构简单化;回归分析表明纤毛虫物种数和二萜类化合物浓度成极显著负相关关系。当施药浓度超过32.5 mg·kg-1时土壤纤毛虫优势种和C/P系数发生变化,此时优势种为膨胀肾形虫（Colpoda inflata）、长篮环虫（Cyrtolophosis elongata）、苔藓膜袋虫（Cyclidium muscicola）、水藓薄咽虫（Leptopharynx sphagnetorum）、大弹跳虫（Halteria grandinella）、小尖毛虫（Oxytricha minor）、有肋薄咽虫（Leptopharynx costatus）和前口虫属一种（Frontonia sp.）;C/P系数大于1,表明二萜类化合物使土壤纤毛虫群落结构遭到了相当大的破坏。定量研究发现,在相同曝露时间,不同施药浓度下土壤纤毛虫丰度与对照组相比均有极明显的降低,而同一施药浓度,随着曝露时间逐渐延长,纤毛虫的数量逐渐回升。二萜类化合物残留浓度测定结果表明,即使土壤中二萜类化合物残留浓度很低,也对纤毛虫群落有显著的抑制作用。非参数多个独立样本检验分析结果表明,各浓度组间纤毛虫的丰度存在极显著差异。3、种群毒性试验中,12 h和24 h的急性毒性试验结果显示,浓度对数与纤毛虫死亡概率单位之间存在极显著的正相关关系。即随二萜类化合物浓度增大,对纤毛虫种群的毒性增大。膨胀肾形虫、僧帽肾形虫和粘游仆虫12 h-LC50分别为161.4 mg·L-1,94.8 mg·L-1,83.7 mg·L-1; 24 h-LC50依次为114.9 mg·L-1,92.3 mg·L-1,65.8 mg·L-1。单因子方差分析（ANOVA）显示:与对照组相比,不同浓度的二萜类化合物对三种纤毛虫的致死率存在极显著差异（P﹤0.01）;各浓度组之间也存在极显著差异（P﹤0.01）。以上结果表明二萜类化合物对纤毛虫种群的急性毒性作用显著。慢性毒性试验结果显示,不同浓度二萜类化合物培养液中三种纤毛虫的种群密度和种群增长率明显低于对照组,而世代时间明显高于对照组。三种纤毛虫在不同浓度二萜类化合物培养液中的种群密度和种群增长率与对照之间存在着极显著的差异（P﹤0.01）。综合以上结果:在试验浓度范围内,二萜类化合物对膨胀肾形虫、僧帽肾形虫和粘游仆虫的种群生长有明显的抑制效应。对纤毛虫个体形态的影响方面,二萜类化合物使三种纤毛虫个体形态发生显著变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 研究综述
• 1.1 二萜类化合物研究进展
• 1.2 土壤纤毛虫概述
• 1.2.1 土壤纤毛虫研究概况
• 1.2.2 土壤纤毛虫的适应性及形态学特征
• 1.2.3 土壤纤毛虫的分布与群落结构特征
• 1.2.4 土壤纤毛虫在土壤生态系统中的作用
• 1.3 土壤纤毛虫生态毒理学的研究概况
• 1.4 研究展望
• 2 研究内容
• 3 研究目的和意义
• 4 技术路线和研究方法
• 4.1 技术路线
• 4.2 研究方法
• 4.2.1 小陇山麻沿林区土壤纤毛虫的原位研究
• 4.2.1.1 研究地区自然概况*
• 4.2.1.2 采样
• 4.2.1.3 样品预处理
• 4.2.1.4 定性和定量研究
• 4.2.1.5 优势类群和优势种的划分及群落相似性系数计算
• 4.2.2 二萜类化合物对土壤纤毛虫群落的影响
• 4.2.2.1 土样中二萜类化合物的残留量测定
• 4.2.2.2 模拟生态试验
• 4.2.3 二萜类化合物对土壤纤毛虫种群的影响
• 4.2.3.1 虫种的维持培养
• 4.2.3.2 急性毒性试验
• 4.2.3.3 慢性毒性试验
• 4.2.4 数据处理
• 5 结果与分析
• 5.1 小陇山麻沿林区土壤纤毛虫的原位研究
• 5.1.1 各采样点的环境因子
• 5.1.2 物种组成与群落结构
• 5.1.3 物种在各样区的分布
• 5.1.4 各样点纤毛虫的丰度
• 5.1.5 C/P 系数
• 5.1.6 环境因子与群落参数
• 5.2 二萜类对土壤纤毛虫群落的影响
• 5.2.1 二萜类化合物在土样中的残留动态
• 5.2.2 土壤纤毛虫群落结构变化
• 5.2.2.1 土壤纤毛虫物种组成
• 5.2.2.2 土壤纤毛虫优势种的变化
• 5.2.2.3 C/P 系数的变化
• 5.2.3 土壤纤毛虫丰度变化
• 5.3 二萜类化合物对土壤纤毛虫种群的影响
• 5.3.1 急性毒性试验
• 5.3.1.1 对膨胀肾形虫的急性毒性作用
• 5.3.1.2 对僧帽肾形虫的急性毒性作用
• 5.3.1.3 对粘游仆虫的急性毒性作用
• 5.3.2 慢性毒性试验
• 5.3.2.1 二萜类化合物对纤毛虫种群生长的影响
• 5.3.2.2 二萜类化合物对纤毛虫个体形态的影响
• 6 讨论
• 6.1 林区土壤纤毛虫群落特征
• 6.2 二萜类化合物对纤毛虫群落的影响
• 6.3 二萜类化合物对纤毛虫种群的影响
• 7 小结
• 参考文献
• 致谢