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海洋青鳉胚胎不同发育阶段对120#燃料油毒性敏感性的比较

高翔 丁光辉 李西山 熊德琪

引用本文:
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海洋青鳉胚胎不同发育阶段对120#燃料油毒性敏感性的比较

    作者简介: 高翔(1988-), 男, 山东潍坊人, 博士研究生, 主要从事环境毒理学方面研究, E-mail:neo880205@163.com;
    通讯作者: 熊德琪, xiongdq@edu.cn
  • 基金项目: 国家自然科学基金项目 41276105/D0608

  • 中图分类号: X171.5

Comparison of sensitivity of marine medaka (Oryzias melastigma) embryo on different developmental stages to 120# fuel oil

    Corresponding author: De-qi XIONG, xiongdq@edu.cn
  • CLC number: X171.5

  • 摘要: 本研究考查了120#燃料油分散液(WAFs)对海洋青鳉(Oryzias melastigma)胚胎的毒性效应,测试其各发育阶段对WAFs的敏感性。将6 hpf(受精后小时数)、18 hpf和30 hpf的海洋青鳉胚胎分别暴露于不同浓度的WAFs中,并于暴露之后的12、24、48、72、96 h进行观察、记录并计算胚胎的蓝囊综合症(blue sac disease,简称BSD)指数、孵化率、心率以及半数致死浓度LC50值等指标。结果表明,WAFs暴露可以对海洋青鳉胚胎发育产生明显的毒性影响,包括发育畸形、孵化率和心率下降、死亡率上升等现象,并伴随着明显的时间-剂量效应。各项指标对于WAFs暴露的敏感性各不相同,以BSD指数和孵化率变化更为明显。胚胎对于120#燃料油毒性的敏感性随着发育呈现逐渐下降的趋势,随着暴露起点的延后,毒性影响逐渐减小。但是,WAFs对海洋青鳉胚胎心率的影响主要作用于心脏发育阶段。
  • 图 1  不同染毒时间对海洋青鳉胚胎BSD指数的影响

    Figure 1.  Effect of different exposure time on BSD index of marine medaka embryos

    图 2  不同染毒时间对海洋青鳉胚胎孵化率的影响

    Figure 2.  Effect of different exposure time on hatching rate of marine medaka embryos

    表 1  不同暴露条件下海洋青鳉胚胎的LC50

    Table 1.  The median lethal concentration (LC50) of marine medaka embryos in different exposure conditions

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    表 2  不同暴露条件下海洋青鳉胚胎的心率

    Table 2.  The heart rates of marine medaka embryos in different exposure conditions

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  • [1] KO J Y, DAY J W.A review of ecological impacts of oil and gas development on coastal ecosystems in the Mississippi Delta[J].Ocean & Coastal Management, 2004, 47(11/12):597-623.
    [2] MARTÍNEZ-GÓMEZ C, VETHAAK A D, HYLLAND K, et al.A guide to toxicity assessment and monitoring effects at lower levels of biological organization following marine oil spills in European waters[J].ICES Journal of Marine Science, 2010, 67(6):1105-1118. doi: 10.1093/icesjms/fsq017
    [3] PÉREZ-CADAHÍA B, LAFUENTE A, CABALEIRO T, et al.Initial study on the effects of Prestige oil on human health[J].Environment International, 2007, 33(2):176-185. doi: 10.1016/j.envint.2006.09.006
    [4] LAMMER E, CARR G, WENDLER K, et al.Is the fish embryo toxicity test (FET) with the zebrafish (Danio rerio) a potential alternative for the fish acute toxicity test?[J].Comparative Biochemistry and Physiology Part C:Toxicology & Pharmacology, 2009, 149(2):196-209.
    [5] DE LEMOS C T, RÖDEL P M, TERRA N R, et al.River water genotoxicity evaluation using micronucleus assay in fish erythrocytes[J].Ecotoxicology and Environmental Safety, 2007, 66(3):391-401. doi: 10.1016/j.ecoenv.2006.01.004
    [6] 程树军, 史光华.化学品鱼类急性毒性的决策树及替代试验[J].实验动物与比较医学, 2012, 32(2):152-155. doi: 10.3969/j.issn.1674-5817.2012.02.016
    [7] WOLTERING D M.The growth response in fish chronic and early life stage toxicity tests:a critical review[J].Aquatic Toxicology, 1984, 5(1):1-21.
    [8] BARRON M G, KÁAIHUE L.Critical evaluation of CROSERF test methods for oil dispersant toxicity testing under subarctic conditions[J].Marine Pollution Bulletin, 2003, 46(9):1191-1199. doi: 10.1016/S0025-326X(03)00125-5
    [9] SCHULTE C, NAGEL R.Testing acute toxicity in the embryo of zebrafish, Brachydanio rerio, as an alternative to the acute fish test:preliminary results[J].Alternatives to Laboratory Animals, 1994, 22(1):12-19.
    [10] 陈漪, 王晓杰, 冉皓宇, 等.海水模式种青鳉鱼(Oryzias melastigma)的胚胎发育观察[J].海洋与湖沼, 2016, 47(1):71-82.
    [11] SCOTT J A.The mechanism of retene toxicity in the early life stages of fish[D].Kingston, Ontario, Canada: Queen's University, 2009.
    [12] 王振, 郑森林, 刘文华, 等.原油水溶性成分对斜带髭鲷受精卵及仔鱼的急性毒性效应[J].台湾海峡, 2010, 29(3):367-372. doi: 10.3969/J.ISSN.1000-8160.2010.03.010
    [13] 陈民山, 范贵旗.胜利原油对海洋鱼类胚胎及仔鱼的毒性效应[J].海洋环境科学, 1991, 10(2):1-5.
    [14] 田丽粉, 任仲, 崔毅, 等.胜利原油对褐牙鲆仔稚鱼的急性毒性和幼鱼碱性磷酸酶的影响[J].海洋水产研究, 2008, 29(6):95-100.
    [15] 楼允东.鱼类的孵化酶[J].动物学杂志, 1965, 7(3):97-101, 123.
    [16] 张奇, 赵红雪, 吴旭东, 等.鱼类孵化酶及鱼类人工孵化提前脱膜问题探讨[J].内陆水产, 2005(5):19-20. doi: 10.3969/j.issn.1674-9049.2005.05.026
    [17] INCARDONA J P, CARLS M G, TERAOKA H, et al.Aryl hydrocarbon receptor-independent toxicity of weathered crude oil during fish development[J].Environmental Health Perspectives, 2005, 113(12):1755-1762. doi: 10.1289/ehp.8230
    [18] 刘翔宇, 孙力平, 陈旭, 等.芴对斑马鱼不同发育阶段毒性效应的比较[J].生态毒理学报, 2014, 9(2):284-290.
    [19] 何欣.萘对斑马鱼(Danio rerio)胚胎发育毒性效应的研究[D].长春: 东北师范大学, 2010.
  • [1] 周庆婷夏斌孙雪梅马菲菲韩倩陈碧鹃唐学玺 . 燃料油水溶液对牙鲆幼鱼的细胞毒性及DNA损伤. 海洋环境科学, 2016, 35(1): 74-80. doi: 10.13634/j.cnki.mes20160112
    [2] 叶婷杨丹李灿 . MEHP对胚胎期海水青鳉(Oryzias melastigma)的内分泌干扰效应. 海洋环境科学, 2018, 37(6): 857-863. doi: 10.12111/j.mes20180609
    [3] 张灵 . 鱼类毒理蛋白质组学研究进展:以海洋青鳉鱼和斑马鱼为例. 海洋环境科学, 2015, 34(4): 616-621. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150426
    [4] 李佳璐胡昊贾大山 . 海洋经济可持续发展指数的构建及实证研究:以上海为例. 海洋环境科学, 2015, 34(6): 942-948. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150623
    [5] 王聪聪颜天周名江 . 剧毒卡尔藻对海洋生物毒性及机制的初步研究. 海洋环境科学, 2015, 34(6): 801-805,818. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150601
    [6] 李真苗晶晶潘鲁青 . 6种重金属的发光菌毒性效应及其海洋生物物种敏感度分析. 海洋环境科学, 2015, 34(2): 176-183. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150204
    [7] 胡恒于腾孟范平杜秀萍李祥蕾 . 5种多溴联苯醚同系物对海洋饵料藻(亚心型扁藻和盐生杜氏藻)的急性毒性. 海洋环境科学, 2015, 34(5): 654-660. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150503
    [8] 刘湘庆姜美洁刘璐李艳张学雷李瑞香王宗灵 . 浒苔藻体叶绿素提取方法的比较. 海洋环境科学, 2016, 35(1): 144-148. doi: 10.13634/j.cnki.mes20160123
    [9] 魏永杰杨耀芳费岳军张海波叶然 . 象山港大型底栖生态状况的多指数互校法评价与分析. 海洋环境科学, 2015, 34(5): 769-776. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150522
    [10] 黄亚楠吴孟孟 . 富营养化指数法在中国近岸海域的应用. 海洋环境科学, 2016, 35(2): 316-320. doi: 10.13634/j.cnki.mes20160228
    [11] 张鹏邢晓磊孙静娴赵文 . 重金属对海参的污染及毒性毒理研究进展. 海洋环境科学, 2016, 35(1): 149-154. doi: 10.13634/j.cnki.mes20160124
    [12] 巩秀玉黄志斐王贺威张喆马胜伟陈海刚蔡文贵 . 壬基酚对波纹巴非蛤(Paphia undulata)外套膜毒性效应研究. 海洋环境科学, 2015, 34(2): 234-239. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150213
    [13] 齐磊磊沙婧婧唐学玺 . 石油污染对东方小藤壶(Chthamalus challengeri)Ⅱ期无节幼虫的急性毒性效应. 海洋环境科学, 2015, 34(3): 367-372. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150308
    [14] 曹洁茹桓清柳吴霓江天久 . 光照、温度和氮磷限制对6种典型鱼毒性藻类生长及产毒的影响. 海洋环境科学, 2015, 34(3): 321-329. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150301
    [15] 邢红艳马元庆李斌李佳蕙刘晓波刘爱英靳洋白艳艳张娟何鑫 . 不同价态Mn离子对刺参幼参急性毒性效应及富集作用. 海洋环境科学, 2015, 34(2): 251-254,306. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150216
    [16] 施文杰王长友杨锐 . 诺氟沙星对盐生杜氏藻、新月菱形藻和小球藻的生态毒性效应. 海洋环境科学, 2019, 38(1): 1-6. doi: 10.12111/j.cnki.mes20190101
    [17] 李诗逸孙继鹏洪专陈发河 . Zn2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+和Se4+对褶牡蛎急性毒性效应研究. 海洋环境科学, 2015, 34(6): 813-818. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150603
    [18] 赵春风刁晓平曹佳黎平郑鹏飞宋芹芹周海龙王海花 . 邻苯二甲酸二(2-乙基已)酯(DEHP)对马氏珠母贝(Pinctada maetensii)胚胎发育的影响及DNA损伤. 海洋环境科学, 2015, 34(4): 546-552. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150413
    [19] 钱国栋 . 消油剂对原油乳化效果评估波浪槽实验. 海洋环境科学, 2016, 35(2): 274-278. doi: 10.13634/j.cnki.mes20160221
    [20] 段美娜杨柏林丁光辉熊德琪 . 消油剂处理溢油对海胆CyⅡa和SP-Runt基因突变效应. 海洋环境科学, 2015, 34(3): 468-472,480. doi: 10.13634/j.cnki.mes20150325
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-08-30
  • 录用日期:  2017-12-20
  • 刊出日期:  2019-02-20

海洋青鳉胚胎不同发育阶段对120#燃料油毒性敏感性的比较

    作者简介:高翔(1988-), 男, 山东潍坊人, 博士研究生, 主要从事环境毒理学方面研究, E-mail:neo880205@163.com
    通讯作者: 熊德琪, xiongdq@edu.cn
  • 大连海事大学 环境科学与工程学院, 辽宁 大连 116026
基金项目:  国家自然科学基金项目 41276105/D0608

摘要: 本研究考查了120#燃料油分散液(WAFs)对海洋青鳉(Oryzias melastigma)胚胎的毒性效应,测试其各发育阶段对WAFs的敏感性。将6 hpf(受精后小时数)、18 hpf和30 hpf的海洋青鳉胚胎分别暴露于不同浓度的WAFs中,并于暴露之后的12、24、48、72、96 h进行观察、记录并计算胚胎的蓝囊综合症(blue sac disease,简称BSD)指数、孵化率、心率以及半数致死浓度LC50值等指标。结果表明,WAFs暴露可以对海洋青鳉胚胎发育产生明显的毒性影响,包括发育畸形、孵化率和心率下降、死亡率上升等现象,并伴随着明显的时间-剂量效应。各项指标对于WAFs暴露的敏感性各不相同,以BSD指数和孵化率变化更为明显。胚胎对于120#燃料油毒性的敏感性随着发育呈现逐渐下降的趋势,随着暴露起点的延后,毒性影响逐渐减小。但是,WAFs对海洋青鳉胚胎心率的影响主要作用于心脏发育阶段。

English Abstract

  • 石油的大量开采和运输,使得石油烃大量输入海洋,海洋环境受到了前所未有的威胁[1]。无论是由于灾难性的溢油事故或跑冒滴漏等慢性释放,原油水溶性组分的释放都可能会导致严重的海洋环境污染。这将不可避免地对海洋生态构成威胁,尤其是油轮航线附近和靠近石油处理设施(例如,港口,炼油厂)的沿海地区[2]。对水生生态系统造成了严重的影响,更有部分石油烃能够通过食物链在生物体内富集,进入人体后会对健康造成持续的负面影响[3]。大量学者针对石油污染对水生生态系统影响进行了持续的研究。

    在水生态污染监测中,鱼类对水质变化较为敏感,它的多项生理指标可用于对水污染的监测和评定[4]。而在鱼类早期生长阶段,环境污染对鱼类胚胎发育往往产生较为严重的影响,也是由于其对污染物的毒性更加敏感[5]。国内外陆续提出用细胞系和鱼胚胎来替代标准鱼类进行水污染毒性监测实验,通过胚胎毒性效应对污染物的长期毒性作出预判[6-7]

    本研究将120#船用燃料油作为实验油品。120#燃料油为国内常用的船用燃油,是我国近海溢油事故的主要油品之一。实验选取海洋青鳉三个不同发育时期的胚胎作为研究对象,用油水混合形成的分散液对胚胎进行染毒。研究石油烃对海洋青鳉胚胎的毒性效应,并寻找其作用的敏感时间,旨在为进一步研究石油烃对海洋生物不同发育阶段的毒性效应提供基础实验数据。

    • 本实验选择海洋青鳉胚胎作为受试生物。实验所用海洋青鳉均已于实验室培养数代,性状稳定。养殖条件:盐度控制在30±2,水温保持在28±2℃,pH控制在7.8±0.1,光/暗周期控制为14 h: 10 h,每日分3次投喂约5 g (孵化前干重)的1日龄新鲜丰年虾,并更换养殖系统总水量的1/5。实验中海洋青鳉胚胎均在正常受精后1 h内收集。为保证其正常受精和活性,胚胎取得后在显微镜下观察并选择正常个体用于实验。

    • 主要仪器:恒温磁力搅拌器(GL-3250A型)、光照培养箱(MGC-400B型)、万分之一电子分析天平(FA1004型)、倒置生物显微镜(ECLIPSE TS100/100)、基因研究型纯水仪(FJY2002-UVF-P型)、数控超声清洗器(KQ5200DE型)、水浴槽(SDK-8D)。

      本研究选择120#船用燃料油(RMD-15)作为实验油品,来自中国船舶燃料有限责任公司。人工海盐购自中国盐业总公司(天津,中国)。主要化学试剂购自霍尼韦尔公司(美国)和默克公司(德国)。

    • 120#燃料油分散液(简称WAFs)的制备:WAFs的制备参照Barron的方法[8],将120#燃料油与人工海水(盐度为30)按质量体积比25 g/L混合,置于500 mL下口瓶中封口避光,磁力搅拌器低速搅拌18 h,控制涡度为25%~ 30%(漩涡高度为总体系高度的25%~30%)。静置6 h后,分离下层水相为WAFs母液。置于4℃环境中避光保存,实验前稀释至所需浓度。

    • 本研究依照《化学品 鱼类早期生活阶段毒性试验》(GB/T21854-2008)进行实验设计。根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的相关规定,Ⅳ类和Ⅴ类水质的石油类含量分别不大于0.50 mg/L和1.0 mg/L。结合预实验结果,将WAFs设置为等对数间距的3个浓度水平(0.2、1.0、5.0 mg/L),分别模拟Ⅳ类和Ⅴ类水质,并另外设置一个高浓度水平来探讨石油烃浓度较高的条件下海洋青鳉胚胎的生理变化。各浓度组分别设置5个平行样品。参照Schulte等[9]的方法,将胚胎分别暴露在24孔板(1枚/孔),每孔注入2 mL人工海水或受试溶液,采用半静态法进行培养,每24 h更换一半受试液。以纯净海水作为空白对照,置于光照培养箱中进行培养,温度保持在28±2℃,光/暗周期控制为14 h: 10 h。

      根据实验的前期观察和陈漪等人的研究结果[10]对海洋青鳉胚胎发育时期进行划分。将6 hpf (受精后6 h,囊胚期)、18 hpf (受精后18 h,原肠胚期)和30 hpf (受精后30 h,器官形成期)等不同时期的海洋青鳉胚胎暴露于不同浓度的WAFs溶液中,暴露时长分别设置为12 h、24 h、48 h、72 h、96 h。在倒置显微镜下观察鱼卵的发育情况并对各实验组的死亡、畸形发育、孵化状况等各项毒理学指标进行拍照并记录和统计。

    • 统计并计算各浓度下暴露组海洋青鳉胚胎的死亡率、孵化率、30 s心跳次数、BSD指数等毒性效应。BSD的赋分和计算方法参考Scott[11]等人的方法。将PE(围心腔水肿)、YE(卵黄囊水肿)、SH(心脏拉长)、CF(颅面畸形)、FR(烂鳍病)、SD(脊柱弯曲)、CR(循环降低)数据进行统计(症状出现则记为1,症状未出现则记为0),计算蓝囊病(BSD)指数。BSD指数计算公式如下:

      式中:等于全部个体PE得分之和,以此类推,EyEs等分别对应各种症状的胚胎或仔鱼数量,7为胚胎或仔鱼的最高BSD得分;n为存活个体数。

      胚胎的半致死浓度(LC50)通过SPSS 18按照概率单位法进行计算。各项指标按照单因素方差分析(ANOVA)比较暴露组与对照组间的显著性差异,p < 0.05被认为差异显著,p < 0.01被认为差异极显著。

    • BSD指数反映出了WAFs对海洋青鳉早期发育的致畸影响。如图 1所示,在暴露周期中,随着时间的推移对照组的BSD指数无明显变化,而暴露组BSD指数均高于对照组。在低浓度组,暴露初期BSD指数的变化并不明显,至暴露72 h和96 h后6 hpf组和18 hpf组分别出现了明显增大(p < 0.05);在该浓度下,不同暴露起点对BSD指数影响的关系为:6 hpf > 18 hpf > 30 hpf。中浓度暴露下,18 hpf组在48 h时较对照组出现显著性差异(p < 0.05),并且随时间延长差异愈加明显,暴露96 h时差异极显著(p < 0.01);其余两组均在暴露72 h表现出显著性差异(p < 0.05);暴露过程中,6 hpf组和18 hpf组的BSD指数没有表现出现明显差别,但均明显高于30 hpf组。暴露于高浓度溶液中时,BSD指数曲线的时间效应更加明显,分别于暴露后24 h(6 hpf组和18 hpf组)和48 h(30 hpf组)出现显著性差异,均早于较低浓度组;在暴露前期(0~48 h),6 hpf组BSD指数最高,但在后期逐渐低于18 hpf组。

      图  1  不同染毒时间对海洋青鳉胚胎BSD指数的影响

      Figure 1.  Effect of different exposure time on BSD index of marine medaka embryos

      实验中染毒胚胎在发育前期的畸变效应主要表现为发育延迟和卵黄囊水肿并最终出现卵黄凝结,这可能是由于卵黄在被完全吸收之前卵膜尚未发育完全,导致石油烃进入卵膜,胚胎机体的大量能量被用于解毒,造成胚胎停止发育甚至死亡;而在发育后期则主要表现为围心腔水肿、血液循环降低、体内出血等;这些症状与以往的研究结果相吻合。王振的研究表明,原油可引起斜带髭鲷(Hapalogenys nitens)仔鱼畸形(烂鳍病、脊柱弯曲等),其畸形的严重程度还与原油含量表现出一定的相关性[12]BSD症状被认为是由燃料油中的多环芳烃(PAHs)成分及其代谢产物造成的。有研究证实,PAHs在经过CYP1A调控和代谢后产生的活性氧或代谢产物在PAHs的致毒过程中起着关键的作用。

      通过数据对比发现,海洋青鳉胚胎BSD指数随着暴露浓度的上升而增大,组间差异愈加明显,BSD指数出现显著变化的时间点持续提前。BSD指数与暴露时长呈现正相关,尤以暴露48 h后各组BSD指数的变化更加明显。表明在相同暴露起点下,染毒时间越长,毒性影响越明显。在3个浓度组的暴露中,6 hpf组和18 hpf组BSD指数明显高于30 hpf组,且两组差异较小。表明暴露起点越早,对海洋青鳉胚胎的毒性影响越明显。其次,在不同浓度的暴露实验中表现出一个共同特点:在暴露初期6 hpf组BSD指数更高,但随后则逐渐被18 hpf组BSD指数接近或超越,并且两条BSD曲线相交的时间点与暴露浓度呈现负相关关系,这一现象的产生原因还有待于进一步分析。

    • WAFs对海洋青鳉胚胎LC50值的影响结果见表 1(个别LC50值超出上限,无法计算)。由表可知,同一暴露起点的条件下,LC50值在初期即达到峰值。随着染毒时间增长各暴露组LC50值逐渐降低并趋于稳定,最终在暴露后96 h降至最低。在相同暴露时长的条件下,对比各组LC50值得到的规律为30 hpf > 18 hpf > 6 hpf,即随着暴露起点的延后,LC50值会逐渐增大。

      表 1  不同暴露条件下海洋青鳉胚胎的LC50

      Table 1.  The median lethal concentration (LC50) of marine medaka embryos in different exposure conditions

      暴露过程中,WAFs对胚胎发育前期的致死效应主要表现为胚胎卵黄边缘变得模糊不清,卵黄逐渐暗淡,透光度降低直到卵黄凝结,最终溃烂解体。胚胎发育后期的致死效应表现为胚胎发育减缓直至停止,各器官组织逐渐变得暗淡模糊,最终死亡糜烂。研究证明,在石油浓度大于3.2 mg/L时,会造成真鲷(Pagrosomus major)、牙鲆(Paralichthys olivaceus)等胚胎的死亡率明显上升[13]。王振等[12]发现原油水溶性组分会对斜带髭鲷胚胎产生明显的致死效应。田丽粉等人则发现,高浓度原油可导致褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)仔鱼死亡时间明显缩短[14]。本研究通过对比发现海洋青鳉胚胎LC50值与暴露时间呈现负相关;且随着染毒时间的延长,胚胎对WAFs的致死敏感性逐渐减小,LC50值逐渐趋于稳定。胚胎的LC50值因暴露剂量的上升出现显著的降低趋势。同时实验中发现暴露起点越早,对胚胎死亡影响越大。

    • 图 2可知:WAFs可以显著降低海洋青鳉胚胎的孵化率,但各对照组的孵化率未发生明显变化,均保持在约80%左右。在低浓度暴露下,6 hpf组孵化率初期(12~24 h)下降比较明显,并在96 h达到最低(38%);18 hpf在初期(< 24 h)孵化率变化并不明显,但在随后的暴露中孵化率显著下降;30 hpf组的孵化率在暴露期间稳步下降,最终96 h孵化率降至60%。中浓度组中,6 hpf组孵化率持续下降并在96 h达到29%,为3个暴露组中最低;18 hpf组变化趋势与低浓度组基本类似,暴露后期孵化率下降明显;30 hpf组在暴露48~72 h内孵化率下降明显,其余各阶段均呈现出缓慢下降的趋势。暴露于高浓度WAFs时,各暴露组与较低浓度组相比时间效应更加显著,下降趋势更加明显。在暴露初始的12~24 h即表现出显著性差异(p < 0.05),并且各组暴露终点(96 h)的孵化率更低。在同一暴露浓度下,6 hpf组和18 hpf组孵化率明显低于30 hpf组。相较于对照组,6 hpf组在暴露前期(< 24 h)孵化率就出现显著下降,而18 hpf组和30 hpf组下降拐点的出现则有一定程度的延后。尤其在暴露后期,18 hpf组孵化率下降显著,其中72 h孵化率甚至已经低于6 hpf组。

      图  2  不同染毒时间对海洋青鳉胚胎孵化率的影响

      Figure 2.  Effect of different exposure time on hatching rate of marine medaka embryos

      通过分析发现:WAFs可以比较明显地降低海洋青鳉胚胎的孵化率。这与以往的研究结果相吻合,陈民山和王振等人的研究分别证明,原油能明显降低真鲷、牙鲆、黑鲷以及斜带髭鲷等鱼卵的孵化率[12-13]。在相同暴露起点的条件下,随着暴露时间的延长和暴露浓度的增大,各组孵化率呈现出不同程度的下降,且下降幅度与暴露时长和浓度均呈现出正相关关系。相同暴露时长条件下,暴露起点越早对海洋青鳉胚胎孵化率的影响越大。相关的研究显示,油品暴露会对胚胎孵化酶和胚胎活力造成影响,使得胚胎在发育过程中消耗过多的能量,致胚胎孵化进程的延迟或破膜能量不足,甚至出现初孵仔鱼出现脊柱弯曲等畸形症状[15-16]。从研究结果来看,海洋青鳉胚胎孵化出膜时间延后可能正是因为WAFs中某些成分减弱孵化酶的活性造成的。

    • WAFs对海洋青鳉胚胎心率的影响见表 2(个别胚胎心脏尚未发育成型,无法统计)。从表中可知,胚胎心率经暴露出现了明显的下降,并且随着暴露时间的延长心率持续降低。在低浓度暴露时,30 hpf组在暴露48 h时心率首先出现显著下降(p < 0.05),暴露96 h时,已表现出极显著差异(p < 0.01),18 hpf组和6 hpf组则在染毒72 h出现明显下降(p < 0.05),并持续降低。在低浓度暴露下,30 hpf组在暴露48 h时心率首先出现显著下降(p < 0.05),暴露96 h后出现极显著差异(p < 0.01);18 hpf组和6 hpf组则在染毒72 h出现明显下降(p < 0.05),并且各组心跳抑制率随暴露时间增大而增大,最大抑制率均出现在暴露96 h。当暴露时长相同时,心率大小的一般规律为6 hpf > 18 hpf > 30 hpf。中浓度组暴露时,心率变化规律与低浓度组大致相同。心跳抑制率与暴露时长呈现正相关。这是由于胚胎个体受石油烃持续作用影响产生中毒反应,心率不断下降。Inacardona等[17]研究证实,存留在生物膜内的菲能够破坏细胞脂膜的功能,从而导致心脏功能的紊乱。同时,相关研究证明了芴和萘也会引起相似的症状[18-19]。随着时间的延长,当机体对石油烃暴露产生适应性时,心率则逐渐趋于平稳。通过对比暴露起点的不同发现:暴露起点越晚,对心率的影响越大。暴露起点对心率影响的大小顺序为30 hpf > 18 hpf > 6 hpf。根据陈漪等人对海洋青鳉胚胎发育的研究[10],可以发现30 hpf组的暴露时长涵盖了胚胎从心脏开始成型(45 hpf)到出现心脏跳动(70 hpf)的整个心脏发育阶段,而6 hpf和18 hpf组的暴露都只是部分涵盖了胚胎的心脏发育时期,是出现这种现象的主要原因。

      表 2  不同暴露条件下海洋青鳉胚胎的心率

      Table 2.  The heart rates of marine medaka embryos in different exposure conditions

    • (1) 海洋青鳉胚胎的各项指标(BSD指数、LC50值、孵化率以及心率)受WAFs暴露影响均表现出不同程度的毒性效应。在0.2~5.0 mg/L的浓度范围和96 h的暴露时长内,各项指标呈现出一定的时间-剂量效应关系。表明WAFs暴露能对海洋青鳉机体产生较为明显的毒性影响,且毒性大小与暴露浓度与时长正相关。

      (2) 海洋青鳉胚胎各项指标中,BSD指数随着暴露浓度的上升显著增大,组间差异明显,且与暴露时长呈现明显正相关;胚胎孵化率由于暴露时间和浓度的增大出现明显的下降,并且暴露起点对胚胎孵化率也产生了较大影响。相比之下,胚胎LC50值和心率的变化并不显著。由此可见,在各项指标中BSD指数和孵化率对WAFs暴露表现出更强的敏感性。

      (3) 通过对胚胎各发育阶段的研究发现,BSD指数、LC50值以及孵化率对WAFs毒性敏感性表现一致,均表现为:囊胚期(6 hpf)>原肠胚期(18 hpf)>器官形成期(30 hpf)。与其他指标不同的是:WAFs对海洋青鳉胚胎心率的影响主要作用于器官形成期(30 hpf),特别是45 hpf~70 hpf的心脏发育阶段。这一结果表明:WAFs对海洋青鳉胚胎早期发育的毒性影响更大。

参考文献 (19)

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