壬基酚聚氧乙烯醚暴露下赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的生理损伤

利用急性接触试验和人工土壤试验分别研究了壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）对赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的致死性和氧化损伤.急性接触试验结果显示,NPEO对赤子爱胜蚓的48 h毒性半致死剂量p（48 h,LD50）为0.58 mg·L^-1;人工土壤试验结果显示,NPEO可诱导赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和氧化产物（MDA）含量上升,暴露28 d时,NPEO浓度与赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和MDA含量呈正相关,且均存在显著的剂量-效应关系（P＜0.05）,NPEO剂量增加对赤子爱胜蚓SOD酶活性和Cu-Zn SOD酶活性有轻微抑制作用.以上结果表明NPEO在亚致死暴露浓度下＜0.50 mg· kg^-1）会对赤子爱胜蚓产生生理胁迫并导致一定程度的氧化损伤.     

壬基酚对赤子爱胜蚓的生态毒理学研究

环境激素对生态的影响越来越受到人们的重视。通过赤子爱胜蚓对壬基酚的滤纸接触法毒性试验,从分子水平揭示环境污染物对蚯蚓组织的毒性影响。在壬基酚对赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)的急性毒性试验中,测得72hLC50为0.908μg/cm2。在系列浓度的壬基酚暴露中,过氧化氢酶(Catalase,CAT),超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,SOD)和谷胱甘肽硫转移酶(GlutathioneS-transferase,GST)的敏感性依次为CAT>SOD>GST。实验结果表明,这三种酶均可作为早期NP污染预警指标。     

四溴双酚A对赤子爱胜蚓的急性毒性及抗氧化防御系统酶的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为研究对象,根据OECD指南中的滤纸接触法和人工土壤法研究了四溴双酚A(TBBPA)的急性毒性和对蚯蚓体内抗氧化防御系统酶的影响.结果表明,滤纸接触法和人工土壤法检测TBBPA对蚯蚓的半致死浓度LC50分别为4.90mg·L-(148h)和16.7mg·kg-(114d),TBBPA对蚯蚓具有低等毒性.当TBBPA的浓度在0.05和0.1mg·kg-1时对蚯蚓超氧化物歧化酶(SOD)产生显著诱导;在0.05mg·kg-1时,对过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)也产生显著诱导;脂质过氧化产物丙二醛(MDA)随TBBPA浓度的升高逐渐增加,呈良好的剂量效应关系(R2=0.97,p<0.01).SOD、CAT、GST和MDA可以作为土壤生态早期预警中潜在的敏感的生物标志物.     

土壤Cu、Cd污染对两种蚯蚓种的急性毒性

通过室内模拟重金属Cu、Cd污染实验,测定了在黄泥土条件下赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓的急性毒性效应以及体内累积量.结果表明,赤子爱胜蚓体内Cd累积量与土壤Cd浓度呈显著正相关,赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓体内Cu累积量在土壤Cu浓度200～392mgkg-1时呈上升趋势,在Cu浓度392～1075.6mgkg-1时呈下降趋势;威廉环毛蚓体内Cd累积量在土壤Cd浓度200～548.8mgkg-1时呈上升趋势,在Cd浓度548.8～1505.8mgkg-1时呈下降趋势.赤子爱胜蚓和威廉环毛蚓的LC50(Cu)分别为387～555mgkg-1和412～653mgkg-1,LC50(Cd)分别为809～1138mgkg-1和708～1030mgkg-1.总体来看,威廉环毛蚓对重金属Cu的累积能力以及耐受性均强于赤子爱胜蚓,而赤子爱胜蚓对Cd的耐受性强于威廉环毛蚓,但累积能力低于威廉环毛蚓.图4表1参25     

几种典型土壤中铜对赤子爱胜蚓的毒性差异比较研究

土壤污染物基础生态毒理数据是开展污染土壤生态风险评价和构建土壤生态筛选基准的重要依据.以湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和经济合作与发展组织(OECD)推荐的人工土壤为测试介质,按照国际标准化组织(ISO)颁布的测试方法,研究了铜在4种不同土壤中对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性和慢性毒性.结果表明,铜在4种不同类型土壤中对赤子爱胜蚓的毒性效应差异较大,在湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和人工土壤中的半致死浓度(14d LC50)分别为134.4、557.7、715.2和867.0mg·kg-1;赤子爱胜蚓体重对较低浓度铜污染响应相对不敏感,而较高浓度铜污染(接近引起蚯蚓死亡的高浓度)则可导致蚯蚓体重显著降低;铜对赤子爱胜蚓生殖(产茧量)的影响较为明显,其在湖南红壤、北京潮土、吉林黑土和人工土壤中对蚯蚓产茧量产生50%抑制作用的有效中浓度(28d EC50)分别为58.2、140.1、258.9和150.4mg·kg-1,无可见效应浓度(NOECs)分别为50、50、200和100mg·kg-1.鉴于我国土壤类型的多样性十分丰富,不同地区土壤性质差异较大等特点,在制定土壤筛选基准时需考虑污染物在不同土壤中生物有效性与毒性的差异。     

两种除草剂对蚯蚓的急性毒性及氧化胁迫效应

为评价两种常用除草剂草甘膦和精喹禾灵对土壤动物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用滤纸接触法和人工土壤法测定了两种除草剂的急性毒性效应。并通过人工土壤染毒法研究了两种除草剂对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,滤纸法染毒48 h,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓为低毒级,其LC50值分别为546.4和638.7μg·cm-2;人工土壤法染毒14 d,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的LC50值分别为321.4和392.3 mg·kg-1,属低毒级。氧化胁迫试验结果表明,较低浓度草甘膦(≤4 mg·kg-1)和精喹禾灵(≤10 mg·kg-1)对蚯蚓体内抗氧化酶活性影响不显著,而40和80 mg·kg-1草甘膦在暴露7 d内对SOD、CAT和POD活性影响显著,表现为SOD活性显著提高,CAT和POD活性分别呈现降低-提高和提高-降低的变化趋势。暴露7 d内,100 mg·kg-1精喹禾灵对蚯蚓SOD活性表现为先刺激后抑制的变化趋势,CAT和POD活性显著提高。和对照相比,草甘膦污染土壤中蚯蚓体内MDA含量变化不显著,而高浓度精喹禾灵(100 mg·kg-1)污染土壤中,第7和14天时蚯蚓体内MDA含量显著提高。暴露14 d后,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的氧化胁迫基本消失,说明供试浓度范围内草甘膦和精喹禾灵不会对蚯蚓造成严重的氧化损伤。与急性毒性结果相比,氧化胁迫效应更为敏感,可作为该两种除草剂对土壤生态影响早期预警中的生物标志物。     

非致死剂量的四溴双酚A胁迫下蚯蚓的生长和抗氧化防御反应

以自然土壤为介质,考察赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的生长抑制率、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽转移酶(GST)活性等指标,进行了急性(14 d)、亚急性(28 d)暴露下四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)非致死剂量胁迫对蚯蚓的生长和抗氧化防御效应研究。结果表明:在急性试验中TBBPA对蚯蚓的生长抑制均存在显著的剂量效应关系,而在亚急性暴露期,400 mg·kg~(-1)时显著抑制蚯蚓的生长(P<0.05);TBBPA对蚯蚓体内蛋白含量影响,在急性试验中各处理间差异不显著(P=0.712),进入亚急性期蛋白质含量在400 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P=0.039,P<0.05);TBBPA对蚯蚓SOD酶活性的影响,在急性试验中50 mg·kg~(-1)时被显著诱导(P<0.01),在亚急性试验中400 mg·kg~(-1)时SOD酶活性显著升高(P<0.05);TBBPA对蚯蚓GST酶活性影响,在急性试验中400 mg·kg~(-1)时呈现显著诱导效应(P<0.05),在亚急性期各处理间差异不显著(P=0.428)。蚯蚓生长抑制率、蛋白质含量、体内各生化酶系对TBBPA暴露的时间效应和剂量效应的敏感性存在不同程度差异,应依据污染暴露指标的有效性和敏感性选择多时间段检测和多指标进行土壤安全评价诊断。     

转野生荠菜凝集素基因棉花对赤子爱胜蚓的影响

在实验室条件下分别给赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)饲喂在自然状况下可能接受的棉叶最高添加量和2倍最高添加量的转野生荠菜凝集素(WSA)基因棉花(Gossypium hirsutum)叶片,并以其亲本棉花叶片为对照,以牛粪为阴性对照,以农药为阳性对照,研究种植转WSA基因棉花对赤子爱胜蚓死亡率、生长及繁殖的影响。结果表明,在49 d的试验周期内,与取食亲本棉花叶片的赤子爱胜蚓相比,取食转WSA基因棉花叶片的赤子爱胜蚓的死亡率,体质量,GST、SOD、纤维素酶活性以及蚓茧数和小蚯蚓数均无显著差异,未发现转WSA基因棉花对赤子爱胜蚓有不利影响。     

全氟辛烷磺酸暴露对赤子爱胜蚓的急性毒性效应

采用人工土壤培养法,通过14 d急性暴露试验,研究了全氟辛烷磺酸(PFOS)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的死亡率、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和过氧化氢酶(CAT)活性以及DNA损伤的影响。研究结果表明：PFOS对蚯蚓14 d-LC₅₀为478.0 mg·kg^-1,显示为低毒;急性暴露期间,PFOS显著抑制蚯蚓生长,生长抑制率随着PFOS浓度增加而增大,且有良好的剂量效应关系(r=0.951,P<0.01);PFOS对蚯蚓GST和CAT活性均没有显著性影响,没有观察到剂量效应关系;PFOS可致蚯蚓体腔细胞DNA损伤,不同浓度的PFOS对蚯蚓体腔细胞尾长、尾部DNA含量和尾矩的影响具有一定的剂量效应关系(P<0.01),与对照组之间存在显著性差异(P<0.05)。上述结果表明,PFOS对蚯蚓的存活影响显示为低毒,但是对生长有一定影响,可致蚯蚓体腔细胞DNA损伤。     

四溴双酚A对赤子爱胜蚓的生长和基因表达的影响

试验采用人工土壤法,通过14 d急性毒性试验,研究了不同剂量TBBPA对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)生长、基因表达的影响。在14 d急性毒性试验中,随着暴露时间和浓度的增加,蚯蚓生长受到了显著抑制,未出现死亡现象。超氧化物歧化酶(SOD)的基因表达量在低浓度(50 mg·kg-1)时受到诱导上调;谷胱甘肽转移酶(GST)的基因表达量在400 mg·kg-1染毒组受到明显诱导,是对照组的8.73倍;热休克蛋白(Hsp70)的基因表达量在50、100和200 mg·kg-1染毒组被诱导上调。基因表达量的变化显示,在50、100、200 mg·kg-1浓度条件下,蚯蚓可以利用自身的抗氧化能力维持体内的动态平衡稳定,使得机体免受损伤。但是在超过400 mg·kg-1浓度后,TBBPA的毒性效应超过了机体的应对能力,使机体遭受损伤,外在特征主要表现为蚯蚓身体蜷缩、变细变硬。从生物标志物角度,基因表达量的变化对TBBPA毒性效应的指示作用较生长抑制率更为敏感。     

高Cu、高Zn对白星花金龟幼虫的毒性作用

Cu(铜)和Zn(锌)是环境中最常见的重金属污染元素,为探究其对白星花金龟幼虫的毒性,采用滤纸接触法、人工土壤法和菌渣培养法研究了高Cu、高Zn对白星花金龟幼虫的生长及氧化胁迫效应。结果表明,滤纸接触法和人工土壤法中试验浓度Cu、Zn对白星花金龟幼虫死亡率无明显影响。菌渣培养法中虫体的取食抑制率和体重增长抑制率均与Cu、Zn浓度呈显著性正相关关系;Cu处理诱导了虫体可溶性蛋白含量的增加,抑制了SOD(超氧化物歧化酶)、GST(谷胱甘肽转移酶)的活性和MDA(丙二醛)的产生,对CAT(过氧化物酶)活性没有显著影响;Zn浓度为3 500和5 000 mg·kg-1的处理组可溶性蛋白含量被显著诱导、MDA含量被显著抑制,浓度为2 000和6 500 mg·kg-1处理组的SOD活性被激活(P0.05),Zn胁迫未对CAT、GST活性造成明显影响。表明Cu、Zn污染对白星花金龟幼虫生长具有毒性效应,在评价高浓度的重金属污染对虫体的毒性作用时,不能仅采用SOD、CAT、GST等指标作为标志物,需要综合其他指标进行分析。     

纳米氧化铜(CuO NPs)对紫花苜蓿幼苗根系活性氧(ROS)、抗氧化酶活性和根系活力的影响

根系通常是植物直接受到外界环境物质(如重金属离子和纳米金属氧化物)毒害的主要器官。本研究以紫花苜蓿的幼苗为实验材料,探讨了CuO NPs胁迫对紫花苜蓿幼苗根系的活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性和根系活力的影响。研究结果表明:(1)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系H_2O_2和O-2·含量具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2和O-2·整体上呈现先增大后减少的趋势,除了0.00125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2含量比对照减少外,其他浓度下的H_2O_2和O-2·的含量都比对照有所增加,并且H_2O_2和O-2·的含量都是在0.0125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下达到最大值。(2)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系抗氧化酶活性具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中SOD、POD、APX和CAT酶的活性都呈现先增大后减少的趋势,其中,SOD和POD、APX、CAT酶的活性分别是在0.00625、0.0125、0.0625 mol·L~(-1)CuO NPs处理下达到最大,表明这些抗氧化酶在清除根系中的活性氧方面表现出较强的协同性和补偿性。(3)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系活力具有显著的影响。随着CuO NPs浓度的增加,紫花苜蓿幼苗根系活力逐步升高,这是一种生物适应性应激响应的体现。     

全氟辛酸(PFOA)对蚯蚓的毒性作用

为考察全氟化合物的土壤生态毒性,以赤子爱胜蚓为模式生物,通过人工土壤染毒方法研究全氟辛酸(PFOA)对蚯蚓急性毒性、回避行为和SOD、CAT等抗氧化酶活性的影响。结果表明,PFOA对蚯蚓的急性毒性作用与染毒时间和染毒浓度相关,实验求得PFOA对蚯蚓毒性作用7和14d的LC50值分别为816.58和792.50mg·kg-1;蚯蚓在160mg·kg-1PFOA暴露浓度下表现出明显的回避反应。在10～120mg·kg-1PFOA长时间暴露下,蚯蚓体内SOD出现"低促高抑"的变化趋势,而GSH-Px则总体上被PFOA所抑制。     

乙酸铜对银鲳幼鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

为评价乙酸铜对银鲳的安全性及毒性效应,采用静水急性暴露实验,研究了8个乙酸铜浓度梯度(0、0.150、0.206、0.282、0.387、0.531、0.729、1.00 mg·L~(-1))对银鲳幼鱼的急性毒性,以肝脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH—PX)以及谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性为指标研究乙酸铜对银鲳幼鱼的毒理作用,并进行安全评价。结果表明,高浓度乙酸铜会对银鲳幼鱼产生了较大的毒性,48 h和96 h-LC_(50)分别为0.898 mg·L~(-1)、0.264 mg·L~(-1),安全质量浓度为0.026 mg·L~(-1);不同浓度乙酸铜胁迫下银鲳幼鱼组织中的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性均表现为低浓度被诱导而高浓度受抑制的规律,与乙酸铜浓度呈抛物线型剂量效应关系,此外,肝脏中4种抗氧化酶活性普遍高于鳃组织。研究发现,乙酸铜胁迫对抗氧化酶的影响,可以反映银鲳幼鱼机体的受损状况,其中SOD可较灵敏地指示早期低浓度的铜污染。     

全氟辛酸(PFOA)对菲律宾蛤仔体内酶活性的影响

采用半静态毒性实验方法,将菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)分别暴露于0.2、2、20μg·L-1的全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)中,在处理后第1、3、6、10、15、21天分别取样,测定整体组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、7-乙氧基异吩噁唑酮脱乙基酶(EROD)活性和过氧化脂质(LPO)含量。酶活性分析结果显示:PFOA对菲律宾蛤仔组织SOD、CAT和POD活性均呈现先促进后抑制的作用;低浓度组SOD活性在暴露第1天达到最高,显著高于对照组(P<0.01);中高浓度组SOD活性在暴露第6天达到最低;暴露1~15 d,低浓度组CAT活性均显著高于对照组(P<0.05);高浓度组CAT活性在暴露第6天得到显著诱导,其余时间基本处于抑制状态;中浓度组POD活性在暴露第3天即达到最高,高浓度组POD活性基本一直处于抑制状态;随着PFOA暴露时间的延长,菲律宾蛤仔组织LPO含量呈现了先降低后升高的趋势;各浓度组中EROD的活力都显著被诱导(P<0.01),与处理浓度呈正相关;中高浓度组的GST活性在胁迫期间变化比较显著,呈现诱导-抑制的变化规律。研究表明,PFOA暴露能够引起菲律宾蛤仔组织抗氧化酶和生物转化酶的变化,可以与其他敏感性指标一起作为指示早期海洋PFOA污染的生物标志物。     

硫酸锰废渣浸出液对斑马鱼的毒性及抗氧化酶活性的影响

已有研究表明,堆积在湘西花垣河河岸的硫酸锰废渣含有多种重金属,可能是导致花垣河河水和沉积物重金属污染的主要原因.为了评价硫酸锰废渣的潜在生态风险和对水生动物的毒性,本研究分析了硫酸锰废渣浸出液中的主要重金属成分,用漫出液对斑马鱼进行了急性毒性实验,观察在急性胁迫下斑马鱼的体征变化,测定了斑马鱼在亚致死浓度下的生化指标的...     

贵州省典型矿区土壤重金属污染对蚯蚓的毒性效应评估

选取我国贵州省某矿区典型的重金属复合污染土壤开展28 d慢性毒性暴露试验,以蚯蚓体内2种抗氧化酶活性——过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)、8-羟基脱氧鸟苷(8-ODHG)和金属硫蛋白(MT)含量为生物指标,评估了以上生物指标与土壤重金属含量的相关性,探讨该研究方法用于矿区土壤重金属生态风险评估的可行性。结果表明,CAT和SOD在暴露周期内均出现先诱导后抑制的动态响应过程,表明蚯蚓通过提高CAT和SOD的活性来清除机体因污染胁迫而产生的自由基,以适应环境变化,在毒性缓解后,蚯蚓体内代谢产物的积累抑制了抗氧化氢酶活性,CAT和SOD活性下降并趋于稳定。暴露于重金属污染亚致死浓度时,蚯蚓体内的8-OHDG含量随着暴露时间的延长显著降低,随着暴露浓度的增加,损伤存在由低到高的转变。在28 d暴露周期内,蚯蚓体内MT在重金属胁迫下发挥了解毒作用,MT含量在蚯蚓暴露后第7天增加,随后逐渐降低。本文基于生物毒性试验综合评估了矿区典型重金属污染土壤的生态风险,研究结果对指导重金属复合污染土壤的修复与再利用具有重要意义。     

脱氧鬼臼毒素对斑马鱼（Danio rerio）代谢酶和抗氧化酶活性的影响（Effects of Deoxypodophyllotoxin on Activities of Metabolic Enzymes and Antioxidant Enzymes of Danio rerio）

为初步探讨脱氧鬼臼毒素(Deoxypodophyllotoxin,DOP)对鱼类的毒性效应,采用静态鱼类急性毒性试验法测定了DOP对斑马鱼(Daniorerio)代谢酶和抗氧化酶活性的影响;参照DOP的96hLC50值,设定4个浓度(0.5、1.0、2.0、4.0mg·L-1)处理斑马鱼,48h后测定斑马鱼肌肉组织腺苷三磷酸酶(ATPase)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性.结果表明,DOP对斑马鱼96hLC50值为3.49mg·L-1,安全浓度为0.36mg·L-1.DOP在0.5~4.0mg·L-1对斑马鱼肌肉总ATPase、Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase的作用趋势均表现为:1.0和2.0mg·L-1显著激活(p<0.05,p<0.01);4.0mg·L-1显著抑制(p<0.05),抑制率分别为24.4%、12.3%和33.8%.DOP在0.5~4.0mg·L-1对斑马鱼肌肉抗氧化酶的作用趋势与对ATPase的作用趋势一致,表现为:1.0、2.0mg·L-1DOP对SOD和CAT均表现为显著激活(p<0.05,p<0.01);4.0mg·L-1DOP对SOD和CAT均表现为显著抑制(p<0.05),抑制率分别为34.1%和31.9%.以上结果表明,DOP对斑马鱼为中等毒性;斑马鱼肌肉组织ATPase、CAT和SOD可能是脱氧鬼臼毒素的作用标靶之一.