久效磷和林丹对细小色矛线虫种群动态的影响及其机制初探

论文摘要

久效磷农药作为一种高毒的有机磷农药,不仅对水生生物具有较强的急性毒性,还会影响生物个体的生殖和发育。实验室前期工作发现久效磷农药作为一种潜在的环境雌激素,具有生殖毒性、神经毒性和遗传毒性。而林丹具有半衰期长,历史用量大,是我国地表水检出率最高的有机氯农药,与有机磷农药共同造成水域环境的农药复合污染,对水生生物的种群动态产生联合影响。研究农药对水生生物种群动态的影响,关键在于选择生活史较短的模式生物。细小色矛线虫具有分布范围广、易于培养、世代周期短等特点,适合作为研究农药对种群动态影响的模式生物,可在较短时间内观察农药对其多世代种群动态的影响。因此,本文以细小色矛线虫为实验材料,选择水域环境中半衰期较短的有机磷农药——久效磷和半衰期较长有机氯农药——林丹两种农药纯品为研究对象,从个体水平和种群水平,研究两种农药纯品单独暴露、联合暴露对细小色矛线虫子一代和子二代的生殖、生长发育、内禀增长率、种群增长率和性比等种群动态指标的影响;同时采用RAPD方法和尼罗红脂肪活体染色及荧光定量技术,分别检测久效磷和林丹纯品对细小色矛线虫子代基因组DNA多态性和消化管脂肪含量的影响。确定两种农药纯品的联合作用方式,并初步探讨了久效磷和林丹影响种群动态的机制,为进一步阐明农药对水生生态系统的影响机制提供基础数据。研究结果如下:(1)久效磷改变了细小色矛线虫子一代和子二代的种群动态。0.1、1.0、10.0、100.0、1000.0μg/L久效磷极显著降低了细小色矛线虫亲代和子代的总产卵量,降低了子一代和子二代卵的受精率和胚胎孵化率,延长了子一代和子二代的胚胎发育持续时间,增加了L1幼虫的畸形率,降低了成虫数量,抑制了内禀增长率和种群增长率,导致子代种群偏雌性化,其中1000.0μg/L久效磷导致细小色矛线虫子二代种群消失。(2)久效磷导致细小色矛线虫子代基因组DNA变化。通过RAPD以及相关的扩增图谱分析发现久效磷暴露导致细小色矛线虫子代基因组DNA的多态性变化,与对照相比,0.1、1.0、10.0和100.0μg/L久效磷暴露组细小色矛线虫子代基因组DNA多态性变化的百分比分别为:26.7%、19.8%、19.8%和24.4%。(3)久效磷影响细小色矛线虫子代消化管内脂肪含量和分布。尼罗红脂肪活体染色以及荧光定量分析发现久效磷导致细小色矛线虫子代消化管的前、后段的脂肪含量升高,却降低了消化管中段脂肪含量;100.0、1000.0μg/L久效磷暴露组整个消化管的脂肪含量与对照相比显著升高。(4)林丹改变了细小色矛线虫子一代和子二代的种群动态,导致细小色矛线虫子代基因组DNA的变化,影响细小色矛线虫子代消化管内脂肪含量和分布。0.005、0.05、0.5、5.0和50.0μg/L林丹极显著抑制了细小色矛线虫亲代和子代的生殖力,降低卵的受精率,0.5、5.0和50.0μg/L林丹降低了子一代胚胎孵化率,增加子一代L1幼虫畸形率,5.0和50.0μg/L林丹延长子一代胚胎发育时间,0.005、0.05、0.5、5.0和50.0μg/L林丹极显著降低子二代胚胎孵化率,延长子二代胚胎发育持续时间,增加子二代L1幼虫的畸形率,降低细小色矛线虫子一代和子二代成虫数量、内禀增长率和种群增长率,使子代种群偏雌性化;0.005、0.05、0.5、5.0和50.0μg/L林丹暴露组细小色矛线虫子代基因组DNA多态性变化的百分比分别为:20.9%、20.9%、22.1%、18.6%和17.4%;林丹导致细小色矛线虫子代消化管前、后段脂肪含量的增加,中段脂肪含量的降低,0.5、5.0和50.0μg/L林丹暴露组整个消化管的脂肪含量极显著升高。(5)久效磷和林丹对细小色矛线虫子代种群动态、基因组DNA多态性和消化管脂肪含量的联合作用方式为相加作用。与用久效磷、林丹分别单独暴露细小色矛线虫相比,久效磷和林丹对细小色矛线虫子一代和子二代的个体发育和种群动态指标的抑制作用更大,其中最高浓度联合暴露组(V)的细小色矛线虫子一代种群消失,联合暴露组IV子二代种群消失;I、II、III、IV联合暴露组细小色矛线虫子代基因组DNA多态性变化的百分比分别为:40. 9%、38.2%、41.8%和41.8%;久效磷和林丹联合暴露导致细小色矛线虫子代消化管整体脂肪含量的极显著增加,I、II、III、IV联合暴露组整个消化管的脂肪含量与对照相比分别增加了26.59%、24.25 %、35.22%、27.43%,联合暴露导致细小色矛线虫子代消化管前、后段脂肪含量的增加,中段脂肪含量的降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 引言
• 1 农药对水生生物种群动态的影响及机制研究进展
• 1.1 我国的农药污染现状
• 1.1.1 有机氯农药污染现状
• 1.1.2 有机磷农药污染现状
• 1.2 农药的环境雌激素活性和联合毒性
• 1.2.1 环境雌激素的定义
• 1.2.2 环境雌激素的分类
• 1.2.3 农药的环境雌激素效应
• 1.2.4 农药的联合毒性效应
• 1.3 农药对水生生物的影响
• 1.3.1 农药对水生生物个体的影响
• 1.3.2 农药对水生生物种群的影响
• 1.4 模型生物——海洋线虫
• 1.4.1 生理结构特征和功能
• 1.4.2 繁殖和生活史
• 1.4.3 摄食
• 1.4.4 生态学
• 1.4.5 海洋线虫在生态毒理学中的应用
• 1.5 RPAD 及相关RAPD 指纹分析在生态毒理学中的应用
• 1.5.1 污染物对种群的遗传毒性
• 1.5.2 RAPD 方法及其在生态毒理学中的应用
• 1.6 线虫体内脂肪的储存和代谢机制
• 1.6.1 线虫体内脂肪储存和分布
• 1.6.2 线虫体内脂肪活体染色方法及其在毒理学中的应用
• 1.7 研究目的和技术路线
• 2 久效磷对细小色矛线虫种群动态的影响及其机制
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 主要试剂与仪器
• 2.1.2 实验动物的来源与培养
• 2.1.3 实验浓度设定与配制
• 2.1.4 种群动态实验方法
• 2.1.5 指标计算方法
• 2.1.6 RAPD 及扩增图谱分析
• 2.1.7 尼罗红对C.germanica 脂肪活体染色以及荧光定量分析
• 2.1.8 统计分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 久效磷对C.germanica 种群动态的影响
• 2.2.2 久效磷对C.germanica 子代基因组DNA 多态性的影响
• 2.2.3 久效磷对C.germanica 消化管脂肪含量的影响
• 2.3 讨论
• 2.3.1 久效磷对C.germanica 种群动态的影响
• 2.3.2 久效磷对C.germanica 子代基因组DNA 的损伤与种群动态之间的关系
• 2.3.3 久效磷对C.germanica 子代消化管内脂肪含量的影响与种群动态之间的关系
• 2.3.4 研究种群动态的模式生物——C.germanica
• 2.4 结论
• 3 林丹对细小色矛线虫种群动态的影响及其机制研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 主要试剂与仪器
• 3.1.2 实验动物的来源与培养
• 3.1.3 实验浓度设定与配制
• 3.1.4 种群动态实验方法
• 3.1.5 指标计算方法
• 3.1.6 RAPD 及扩增图谱分析
• 3.1.7 尼罗红对C.germanica 脂肪活体染色以及荧光定量分析
• 3.1.8 统计分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 林丹对C.germanica 种群动态的影响
• 3.2.2 林丹对C.germanica 子代基因组DNA 多态性的影响
• 3.2.3 林丹对C.germanica 消化管脂肪含量的影响
• 3.3 讨论
• 3.3.1 林丹对C.germanica 种群动态的影响
• 3.3.2 林丹对C.germanica 子代基因组DNA 的损伤与种群动态之间的关系
• 3.3.3 林丹对C.germanica 消化管脂肪含量的影响与种群动态之间的关系
• 3.4 结论
• 4 久效磷和林丹对细小色矛线虫种群动态的联合效应
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 主要试剂与仪器
• 4.1.2 实验动物的来源与培养
• 4.1.3 实验浓度设定与配制
• 4.1.4 种群动态实验方法
• 4.1.5 指标的计算方法
• 4.1.6 RAPD 及扩增图谱分析
• 4.1.7 尼罗红对C.germanica 脂肪活体染色以及荧光定量分析
• 4.1.8 联合毒性评价方法
• 4.1.9 统计分析
• 4.2 结果分析
• 4.2.1 久效磷和林丹对C.germanica 种群动态的联合作用
• 4.2.2 久效磷和林丹对C.germanica 子代基因组DNA 多态性的联合作用
• 4.2.3 久效磷和林丹对C.germanica 消化管脂肪含量的联合作用
• 4.3 讨论
• 4.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果