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The subacute toxicity of dibutyl phthalate (DBP) stress on Portunus trituberculatus

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)胁迫对三疣梭子蟹亚急性毒性


研究不同浓度邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对三疣梭子蟹相关酶活的影响及组织损伤。设置了三个处理浓度(0.03 mg/L、0.2 mg/L和0.4 mg/L)分别在第0、5、10、15、20 d进行取样。结果表明,随着DBP浓度的增大,三疣梭子蟹死亡率升高。在0.03 mg/L浓度组胁迫下,血清超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和碱性磷酸酶(AKP)活性呈现升高-下降交替波动,过氧化物酶(POD)活性在第10 d低于对照组(P<0.05),其余时间与对照组持平,酸性磷酸酶(ACP)活性在第5 d较对照组显著升高(P<0.05),此后一直保持对照组水平;在0.2 mg/L浓度组胁迫下,血清SOD活性呈现先升高后下降的趋势,POD活性变化不明显,CAT活性先下降后升高,此后恢复到对照组水平,ACP活性在第15 d出现最高值,其余时间与对照组持平,AKP活性呈现先升高后恢复的波动趋势;0.4 mg/L浓度组SOD、CAT和AKP活性呈现先升高后下降的趋势,POD活性和ACP活性在第20 d较对照组低(P<0.05),其余时间与对照组持平。组织切片观察可见,DBP胁迫损伤了三疣梭子蟹肝胰腺和鳃组织,DBP浓度越大,胁迫时间越长,损伤越明显。

Effects of dibutyl phthalate (DBP) with different concentrations on related enzyme activities and tissue of Portunus trituberculatus were researched. Crabs were sampled at 0, 5, 10, 15 and 20 d after stressing by three different concentrations. The results showed that the mortality increased with the increasing of DBP concentration. In 0.03 mg/L DBP treatment, SOD CAT and AKP activities showed an alternate fluctuation of increase and decrease. POD activity was lower than the control group at 10 d (P<0.05) and was equivalent to the control group in other times. However, ACP activity was significantly higher than the control group at 5 d (P<0.05) and maintained the level of the control group until the end of the experiment. Nevertheless, SOD activity was first increased and then showed a downward trend while the concentration was 0.2 mg/L. Although POD activity almost remained at the same level with the control group, CAT activity first decreased and then increased, and finally restored to same level of control group. ACP activity increased to the highest value in 15 d and was equal to the control group in other times. However, AKP activity first raised then recovered, showing a fluctuating trend. When the concentration was 0.4 mg/L, SOD, CAT and AKP activities showed a trend of first increasing and then decreasing. POD and ACP activities were lower than those in the control group in 20 d (P<0.05), but were equivalent to the control group in other times. Furthermore, histological examination indicated that the hepatopancreas and gill of P. trituberculatus were damaged by DBP. In addition, the higher the concentration was and longer the stress time was, the more obvious the damage was.


全 文 :第 32卷 第 4期 生 态 科 学 32(4): 453-461
2013年 7月 Ecological Science July. 2013
收稿日期:2012-4-24接受,2012-11-15收稿
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41106123);国家农业科技成果转化资金资助项目(2010GB2C220537);高等学校博士学科点专项科研基金资助
项目(20103305120002);浙江省公益性技术应用研究计划资助项目(2011C33025);浙江省海水养殖重点科技创新团队项目(2010R50025-08、
(2010R50025-13、2010R50025-10);宁波市海洋与渔业专项(2011-1-7);浙江省教育厅高校科研计划项目(Z201121258);宁波市农业创新创
业重点项目(2011C92014);宁波市海洋蟹类产业科技创新团队项目(2011B81003)
作者简介:胡丹丹(1988—),女,硕士研究生,从事水产增养殖理论与技术研究
通讯作者:王春琳,E-mail: wangchunlin@nbu.edu.cn

胡丹丹,王春琳,宋微微,母昌考,刘帅,李荣华. 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)胁迫对三疣梭子蟹亚急性毒性[J]. 生态科学, 2013,
32(4): 453-461.
HU Dan-dan, WANG Chun-lin, SONG Wei-wei, MU Chang-kao, LIU Shuai, LI Rong-hua. The subacute toxicity of dibutyl phthalate
(DBP) stress on Portunus trituberculatus[J]. Ecological Science, 2013, 32(4): 453-461.

邻苯二甲酸二丁酯(DBP)胁迫对三疣梭子蟹亚急
性毒性
胡丹丹,王春琳*,宋微微,母昌考,刘帅,李荣华
宁波大学海洋学院,浙江,宁波 315211
【摘 要】研究不同浓度邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对三疣梭子蟹相关酶活的影响及组织损伤。设置了三个处理浓度(0.03 mg/L、
0.2 mg/L和 0.4 mg/L)分别在第 0、5、10、15、20 d进行取样。结果表明,随着 DBP浓度的增大,三疣梭子蟹死亡率升高。
在 0.03 mg/L 浓度组胁迫下,血清超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和碱性磷酸酶(AKP)活性呈现升高-下降交
替波动,过氧化物酶(POD)活性在第 10 d低于对照组(P<0.05),其余时间与对照组持平,酸性磷酸酶(ACP)活性在第 5 d
较对照组显著升高(P<0.05),此后一直保持对照组水平;在 0.2 mg/L浓度组胁迫下,血清 SOD活性呈现先升高后下降的趋势,
POD活性变化不明显,CAT活性先下降后升高,此后恢复到对照组水平,ACP活性在第 15 d出现最高值,其余时间与对照组
持平,AKP活性呈现先升高后恢复的波动趋势;0.4 mg/L浓度组 SOD、CAT和 AKP活性呈现先升高后下降的趋势,POD活性
和 ACP活性在第 20 d较对照组低(P<0.05),其余时间与对照组持平。组织切片观察可见,DBP胁迫损伤了三疣梭子蟹肝胰腺
和鳃组织,DBP浓度越大,胁迫时间越长,损伤越明显。
关键词:邻苯二甲酸二丁酯(DBP);三疣梭子蟹;超氧化物歧化酶(SOD);过氧化氢酶(CAT);组织切片
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2013.04.008 中图分类号:Q958.116 文献标识码:A 文章编号:1008-8873(2013)04-453-09
The subacute toxicity of dibutyl phthalate (DBP) stress on Portunus trituberculatus
HU Dan-dan, WANG Chun-lin*, SONG Wei-wei, MU Chang-kao, LIU Shuai, LI Rong-hua
Marine College of Ningbo University, Ningbo 315211,China
Abstract:Effects of dibutyl phthalate (DBP) with different concentrations on related enzyme activities and tissue of Portunus
trituberculatus were researched. Crabs were sampled at 0, 5, 10, 15 and 20 d after stressing by three different concentrations. The results
showed that the mortality increased with the increasing of DBP concentration. In 0.03 mg/L DBP treatment, SOD CAT and AKP
activities showed an alternate fluctuation of increase and decrease. POD activity was lower than the control group at 10 d (P<0.05) and
was equivalent to the control group in other times. However, ACP activity was significantly higher than the control group at 5 d (P<0.05)
and maintained the level of the control group until the end of the experiment. Nevertheless, SOD activity was first increased and then
showed a downward trend while the concentration was 0.2 mg/L. Although POD activity almost remained at the same level with the
control group, CAT activity first decreased and then increased, and finally restored to same level of control group. ACP activity
increased to the highest value in 15 d and was equal to the control group in other times. However, AKP activity first raised then
recovered, showing a fluctuating trend. When the concentration was 0.4 mg/L, SOD, CAT and AKP activities showed a trend of first
increasing and then decreasing. POD and ACP activities were lower than those in the control group in 20 d (P<0.05), but were
equivalent to the control group in other times. Furthermore, histological examination indicated that the hepatopancreas and gill of P.
trituberculatus were damaged by DBP. In addition, the higher the concentration was and longer the stress time was, the more obvious
the damage was.
Keywords: dibutyl phthalate (DBP); Portunus trituberculatus; superoxide dismutase(SOD); catalase(CAT); tissue slices
生 态 科 学 Ecological Science 32卷

1 引言 (Introduction)

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一种重要的环境激素
类化合物,主要用作塑料增塑剂,被广泛应用于食
品和建筑行业[1-2]。其中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)
是 PAEs 中重要的一类,也是增塑剂中用量和产量
最大的一类,它在加工过程中会逐渐释放到环境中,
对人体和环境中其他生物体造成危害[3-4]。许多研究
表明,DBP对雄性生殖系统可造成严重损害,导致
胚胎畸形,并危害人类及动物的内分泌系统,引起
生殖、发育和行为异常[5]。近年来,关于 DBP对水
生动物影响的报道越来越多。胡晓晴等[6]研究发现
DBP 会导致斑马鱼的产卵量、受精率及孵化率下
降,并影响雄性斑马鱼的性腺发育;秦洁芳等[7]经
实验发现红鳍笛鲷幼鱼的鳃、肝和脑组织中超氧化
物歧化酶(SOD)在 DBP胁迫下受影响,推断邻苯二
甲酸二丁酯对红鳍笛鲷幼鱼存在氧化胁迫和神经毒
性。由此可见,DBP对海洋动物的生理生化指标也
存在明显影响。DBP本身的急性毒性较低,但由于
其分解较慢,会导致长期的积累。王兆梅等 1)发现
养殖鱼类中有邻苯二甲酸酯类残留;聂湘平等[8]研
究了邻苯二甲酸二丁酯在龙须菜-篮子鱼食物链中
的积累分布,认为 DBP在食物链中被放大。因此,
DBP对海洋生物的亚急性毒性不容忽视。
三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)是我国
沿海大型的经济蟹类,其肉质鲜美、营养丰富,一
直是重要的海洋水产养殖对象[9]。由于 DBP广泛存
在于水环境中,通过直接接触或食物链间接危害人
体健康,三疣梭子蟹作为深受人们喜爱的海产品,
研究它暴露于 DBP后的生理生化指标变化,对分析
该化合物的毒性效应有重要参考价值,也为 DBP
的环境风险评价和对渔业资源的风险评估提供科学
依据。
2 材料与方法 (Materials and methods)
2.1 试验动物与暂养条件
实验用三疣梭子蟹共 75只,健康活泼、附肢健
全,由宁波市象山县鑫亿鲜活水产有限公司提供,

1) 王兆梅, 马保华, 李娜, 肖凯军:2010年中国农业工程学
会农产品加工及贮藏工程分会学术年会暨华南地区农产品
加工产学研研讨会内部论文——养殖鱼肉中邻苯二甲酸酯
残留分析
平均甲宽(10.75±1.35)cm,体重(140±25)g。试
验前暂养 3 d,养殖密度为每箱 5只,每天定时投喂
小杂鱼 1次,次日捞取残饵,暂养结束后进行实验。
试验海水经过沙滤并曝气,水温为 22 ℃-24 ℃,pH
为 8.2±0.5,盐度为 24±0.5。试验暴露容器为 60
cm×50 cm×40 cm的泡沫箱,底部沙层高度为 5 cm-7
cm,实验前均用浓度为 l.5× l0-5 mg/L的高锰酸钾进
行消毒。
2.2 处理浓度设置与取样方法
实验 DBP 浓度是根据国家污水综合排放标准
(GB8978-1996)(<0.2 mg/L),设为 0.03、0.2和
0.4 mg/L,配制时用乙醇助溶,对照组加入等量乙
醇。在处理开始后的 0、5、10、15、20 d分别随机
抽取 3只梭子蟹,用注射器从其附足基部插入取血
清,与抗凝剂等比例混合后,5 000 r/min离心 5 min,
取上清液装于离心管中,-20 ℃保存,用于酶活力
测定。剩余部分取样用于石蜡切片观察。
2.3 酶活力测定方法与数据分析
血 清 中 超 氧 化 物 歧 化 酶 ( superoxide
dismutase)、过氧化物酶(Peroxidase)、过氧化氢酶
(catalase)、酸性磷酸酶(acid phosphatase)和碱性
磷酸酶(alkaline phosphatase)等 5种酶活力的测定
采用南京建成生物工程研究所提供的酶活试剂盒,
具体操作步骤见说明书。实验数据基于 SPSS13.0
采用 one-way ANOVA进行单因素方差分析。
2.4 石蜡切片方法
取梭子蟹肝胰腺和鳃组织,用 Bouins 液固定
12-24 h,转移至 70%酒精,4 ℃保存,用于常规石
蜡切片,切片厚 6 μm,HE染色,光镜观察。
3 结果 (Results)
3.1 不同 DBP浓度对三疣梭子蟹成活率的影响
不同浓度 DBP胁迫三疣梭子蟹 20 d后的死亡
率测定结果见表 1。由表 1可知,空白组和乙醇对
照组三疣梭子蟹没有出现死亡,但不同 DBP浓度组
三疣梭子蟹出现了不同程度的死亡,且随着 DBP
胁迫浓度的升高,三疣梭子蟹死亡数量增加,其死
亡率升高。说明邻苯二甲酸二丁酯(DBP)影响三
疣梭子蟹的成活率。
454
4期 胡丹丹,等. 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)胁迫对三疣梭子蟹亚急性毒性
表 1 三疣梭子蟹在不同浓度 DBP胁迫 20 d后死亡率(样
本总数为 25只,取样数为 15只)
Table 1 The mortality rates of P. trituberculatus after the
stress of different concentration of DBP in 20 d (The total
number of samples is 25, the sampling number is 15)
浓度
Concentration
空白组
Blank
对照组
CK
0.03
mg/L
0.2
mg/L
0.4
mg/L
死亡数 Deaths/只 0 0 2 5 10
死亡率Mortality/% 0 0 8 20 40
3.2 DBP胁迫对三疣梭子蟹血清抗氧化酶活性的影

3.2.1 SOD
DBP 胁迫对三疣梭子蟹血清 SOD 活性的影响
结果见图 1。由图可知,乙醇对照组和空白组三疣
梭子蟹 SOD活性无显著差异。与乙醇对照组相比,
DBP 0.03 mg/L浓度胁迫第 5 d,其 SOD酶活性较
对照组显著升高,到第 10 d有所下降,但仍较对照
组高,第 15 d达到最高,到 20 d恢复到与对照组相
同的水平;0.2 mg/L浓度组在胁迫 5 d后一直较对
照组有显著升高,在第 10 d达到最高值,此后恢复
到与对照组相同水平,SOD活性整体呈现先升高后
降低的趋势;0.4 mg/L浓度组在胁迫 20 d内 SOD
酶活呈现先升高后下降的趋势,且在胁迫第 10 d达
到最大值,第 20 d SOD活性最小,与对照组相比受
到显著抑制。表明低浓度 DBP 对三疣梭子蟹血清
SOD 活性呈现波动趋势,而高浓度 DBP 则呈现先
升高后抑制的趋势。
125
130
135
140
145
150
155
160
165
0 5 10 15 20
Time(d)
SO
D


(S
O
D
a
ct
iv
ity
)(U
/m
l) blank CK 0.03mg/L 0.2mg/L 0.4mg/L
*
*
*
**
*
*
*
*
图 1 DBP对三疣梭子蟹 SOD酶活力的影响(﹡表示与对
照组差异显著;blank表示空白组;CK表示乙醇对照组)
Fig. 1 Effect of DBP on SOD activity of P. trituberculatus
(* indicates a significant difference with control group;
blank means blank group;CK means ethanol control
group)
3.2.2 POD
图 2为不同浓度 DBP对三疣梭子蟹 POD酶活
力影响。由图可知,乙醇对照组和空白组三疣梭子
蟹 POD活性无显著差异。图中 0.03 mg/L浓度组
POD活性与乙醇对照组相比,表现为先抑制后恢复
的趋势,其中第 10 dPOD活性最低;0.2 mg/L浓度
组 POD活性前 15 d表现为与对照组持平,20 d受
到显著抑制;0.4 mg/L浓度组 POD活性在前 15 d
与对照组持平,20 d时受到显著抑制。表明三疣梭
子蟹 POD活性在低浓度 DBP胁迫下活性先抑制后
回升,而高浓度 DBP胁迫下则先与对照组持平,后
受到显著抑制。
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0 5 10 15 20
Time(d)
PO
D


(P
O
D
a
ct
iv
ity
)(U
/m
l)
blank CK 0.03mg/L 0.2mg/L 0.4mg/L
*
**
图 2 DBP对三疣梭子蟹 POD酶活力的影响(﹡表示与对
照组差异显著;blank表示空白组;CK表示乙醇对照组)
Fig. 2 Effect of DBP on POD activity of P. trituberculatus
(* indicates a significant difference with control group;
blank means blank group;CK means ethanol control
group)

3.2.3 CAT
不同浓度的 DBP 胁迫下三疣梭子蟹血清中
CAT活力的影响如图 3所示。由图可知,乙醇对照
组和空白组三疣梭子蟹 CAT活性无显著差异。胁迫
5 d时,0.03 mg/L浓度组 CAT酶活性显著高于对照
组,而 0.2 mg/L 浓度组则较对照组低;胁迫 10 d
后,0.2 mg/L和 0.4 mg/L浓度组 CAT酶活性均高于
对照组,且 0.2 mg/L浓度组活性达到最高值;胁迫
15 d,0.03 mg/L浓度组与 0.4 mg/L浓度组活性较对
照组有显著升高,而 0.2 mg/L浓度组 CAT酶活性
较对照组持平;胁迫 20 d,0.03 mg/L浓度组 CAT
活性较对照组低,受到抑制,其余浓度组保持在对
照组水平。三疣梭子蟹受 DBP 胁迫后,血清 CAT
455
生 态 科 学 Ecological Science 32卷

酶活性变化趋势为:DBP浓度为 0.03 mg/L时,CAT
活性表现为先升高后降低再升高,0.2 mg/L浓度组
CAT酶活性最高值出现在胁迫第 10 d,0.4 mg/L浓
度组 CAT活性最高值出现在第 15 d。
0
5
10
15
20
0 5 10 15 20
T ime(d)
CA
T


(C
A
T
ac
tiv
ity
)(
U
/m
l)
blank CK 0.03mg/L 0.2mg/L 0.4mg/L
*
*
*
*
*
*
*
图 3 DBP对三疣梭子蟹 CAT酶活力的影响(﹡表示与对
照组差异显著;blank表示空白组;CK表示乙醇对照组)
Fig. 3 Effect of DBP on CAT activity of P. trituberculatus(*
indicates a significant difference with control group;blank
means blank group;CK means ethanol control group)

3.2.4 ACP
DBP 胁迫对三疣梭子蟹血清 ACP 活性的影响
结果见图 4。由图可知,乙醇对照组和空白组三疣
梭子蟹 ACP 活性无显著差异。DBP 胁迫下三疣梭
子蟹血清 ACP酶活性变化在 0.2 mg/L浓度组时最
为明显,且最大值出现在胁迫第 15 d。与对照组相
比,0.03 mg/L浓度组在胁迫 5 d活性升高,10 d恢
复到对照组相同水平,直到胁迫结束,呈现先升高
后下降的趋势;0.2 mg/L浓度组在胁迫 10 d内活性
基本与对照组持平,到 15 d活性较对照组有显著的
升高,到第 20 d有所恢复;0.4 mg/L浓度组在第 5 d、
10 d、15 d都在对照组水平上下波动,直到第 20 d
其活性较对照组受到显著抑制。说明 DBP胁迫浓度
过高时抑制三疣梭子蟹 ACP 活性,DBP 胁迫浓度
较低时不影响三疣梭子蟹 ACP活性。

3.2.5 AKP
DBP胁迫对三疣梭子蟹血清 AKP活性的影响
结果见图 5。由图可知,乙醇对照组和空白组三疣
梭子蟹 AKP活性无显著差异。DBP胁迫对三疣梭
子蟹 AKP酶活性影响显著。0.03 mg/L浓度组酶活
性在 5 d达到最大值,且较对照组有明显的升高,
到第 10 d下降到与对照组相同的水平,第 15 d较对
照组显著升高,胁迫 20 d较对照组有显著抑制,活
性总体呈现先升高后下降的趋势;0.2 mg/L浓度组
在胁迫后的活性且呈现先升高后恢复再升高再恢复
的波动趋势,且活性最高值出现在第 15 d,0.4 mg/L
浓度组活性呈现先升高后下降的趋势。说明低浓度
DBP胁迫可诱导三疣梭子蟹 AKP活性。
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0 5 10 15 20
Time(d)
A
C
P酶

(A
C
P
ac
tiv
ity
)(U
/1
00
m
l)
blank CK 0.03mg/L 0.2mg/L 0.4mg/L
*
*
*
图 4 DBP对三疣梭子蟹 ACP酶活力的影响(﹡表示与对
照组差异显著;blank表示空白组;CK表示乙醇对照组)
Fig. 4 Effect of DBP on ACP activity of P. trituberculatus
(* indicates a significant difference with control group;
blank means blank group;CK means ethanol control
group)

0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 10 15 20
Time(d)
A
K
P酶

(A
K
P
ac
tiv
ity





/1
00
m
l) blank CK 0.03mg/L 0.2mg/L 0.4mg/L
*
*
*
*
*
*
* *
图 5 DBP对三疣梭子蟹 AKP酶活力的影响(﹡表示与对
照组差异显著;blank表示空白组;CK表示乙醇对照组)
Fig. 5 Effect of DBP on AKP activity of P. trituberculatus
(* indicates a significant difference with control group;
blank means blank group;CK means ethanol control
group)

3.3 DBP胁迫后三疣梭子蟹肝胰腺组织观察
由图 6(1-5)可见,各浓度组 DBP 处理 5 d后,
456
4期 胡丹丹,等. 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)胁迫对三疣梭子蟹亚急性毒性


1-5:处理 5 d的肝胰腺,×400(1:空白组;2:乙醇对照组;3: 0.03 mg/L DBP处理;4:0.2 mg/L DBP处理;5:0.4 mg/L DBP
处理);6-10:处理 10 d的肝胰腺,×400(6:空白组;7:乙醇对照组;8: 0.03 mg/L DBP处理;9:0.2 mg/L DBP处理;10:
0.4 mg/L DBP处理);11-15:处理 15 d的肝胰腺,×400(11:空白组;12:乙醇对照组;13: 0.03 mg/L DBP处理;14:0.2 mg/L
DBP处理;15:0.4 mg/L DBP处理);16-20:处理 20 d的肝胰腺,×400(16:空白组;17:乙醇对照组;18: 0.03 mg/L DBP
处理;19:0.2 mg/L DBP处理;20:0.4 mg/L DBP处理)1-5: Hepatopancreas after treat 5 d, ×400 (1: blank group, 2: ethanol control
group, 3: treat by 0.03 mg/L DBP, 4: treat by 0.2 mg/L DBP, 5: treat by 0.4 mg/L DBP); 6-10: hepatopancreas after treat 10d, ×400 (6:
blank group, 7: ethanol control group, 8: treat by 0.03 mg/L DBP, 9: treat by 0.2 mg/L DBP, 10: treat by 0.4 mg/L DBP); 11-15:
hepatopancreas after treat 15 d, ×400 (11: blank group, 12: ethanol control group, 13: treat by 0.03 mg/L DBP, 14: treat by 0.2 mg/L
DBP, 15: treat by 0.4 mg/L DBP);16-20: hepatopancreas after treat 20d, ×400 (16: blank group, 17: ethanol control group, 18: treat by
0.03 mg/L DBP, 19: treat by 0.2 mg/L DBP, 20: treat by 0.4 mg/L DBP)

图 6 三疣梭子蟹经不同浓度 DBP处理后各个时间段肝胰腺的组织切片图
Pig. 6 Hepatopancreas tissue slices of P. trituberculatus in each period of time treated by different concentrations of DBP

三疣梭子蟹的肝胰腺结构发生了不同程度的变化。 空白对照组肝小管基膜较厚,横切面多边形轮廓清
457
生 态 科 学 Ecological Science 32卷

晰,上皮细胞壁由单层细胞构成,细胞排列规则,
细胞结构正常,仅可见到极少量的转运泡。乙醇对
照组与空白对照组基本一致。浓度为 0.03 mg/LDBP
胁迫 5 d后,肝小管横切面边缘模糊,细胞结构被
破坏;浓度为 0.2 mg/L和 0.4 mg/L胁迫 5 d后,肝
小管内 B细胞数量减少,转运泡数量增多,体积增
大;柱状上皮细胞的细胞质内出现少许空泡,部分
肝小管上皮细胞壁结构发生变化,肝小管结构排列
不再规则。
图 6(6-10)显示 DBP 处理 10 d后肝胰腺的组
织结构。乙醇对照组,肝小管结构正常;在 0.03 mg/L
浓度组、0.2 mg/L浓度组和 0.4 mg/L浓度组胁迫后,
肝胰腺结构发生了不同程度的变化:肝小管边缘轮
廓模糊,排列开始不规则,肝小管的上皮细胞结构
模糊,部分细胞解体,上皮细胞出现空泡化,且随
着胁迫浓度的增加,空泡数量亦有所增加,肝小管
B 细胞的转运泡数量进一步增多、体积增大,肝小
管组织破坏明显。
由图 6(11-15)显示不同浓度的 DBP 处理 15 d
后肝胰腺结构发生更加明显的变化。乙醇对照组肝
小管结构正常,排列规则,细胞结构清晰;0.03 mg/L
浓度组、0.2 mg/L浓度组和 0.4 mg/L浓度组胁迫后,
肝小管上皮细胞壁的细胞排列紊乱,部分细胞解体,
肝小管内呈现不规则的空腔,细胞中转运泡的数量,
体积有所增加,絮状物质更多,部分黑色素沉积于
肝小管上,肝小管间的血细胞数量增多,且肝胰腺
的这种变化随着胁迫浓度的增大,程度不断加深。
图 6(16-20)显示不同浓度的 DBP 处理 20 d
后,三疣梭子蟹的肝胰腺结构组织切片图。乙醇对
照组,B 细胞数量减少,转运泡数量增多,体积增
大,柱状上皮细胞的细胞质内出现少许空泡,经 0.03
mg/L浓度组、0.2 mg/L浓度组和 0.4 mg/L浓度组胁
迫后,肝胰腺结构发生了不同程度的变化:三疣梭
子蟹肝小管上皮细胞排列紊乱,大多数细胞解体,
细胞核固缩、破碎,出现许多细胞碎片,部分肝小
管的基膜甚至破裂,细胞内的物质外泄,细胞结构
损伤严重。
3.4 DBP胁迫后三疣梭子蟹鳃组织观察
图 7为三疣梭子蟹经不同浓度 DBP胁迫 20 d
的鳃组织结构。由图可知,随着胁迫天数的增加,
鳃组织破坏程度加深。空白组和乙醇对照组鳃丝边
缘清晰,鳃轴完整无断裂,鳃血管管壁基膜完整。
随着胁迫浓度的增大和胁迫时间的延长,出现鳃丝
断裂,鳃组织结构破坏愈加严重,鳃丝内部细胞结
构被破坏,鳃血管断开,鳃组织的结构随着胁迫浓
度的增大和胁迫时间的延长,其破坏性更加严重。
4 讨论 (Discussion)
4.1 不同浓度DBP胁迫下对三疣梭子蟹血清 5种酶
活的影响
超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)
和过氧化物酶(POD)是生物体内抗氧化防御系统
的重要酶类,在预防机体受外源物质损伤中有重要
作用[10]。一般情况下,生物体内自由基的产生和清
除是处于动态平衡的状态。当动物受到外源性物质
刺激时,会调节机体内抗氧化酶活性的表达,从而
清除产生自由基来预防机体过氧化损伤的发生[11]。
本实验中,三疣梭子蟹血清 SOD活性在浓度为 0.03
mg/L 和 0.2 mg/LDBP 胁迫后呈现先诱导上升后恢
复到对照组水平;而 0.4 mg/L浓度胁迫后则先诱导
上升后抑制下降的趋势。这可能是三疣梭子蟹在
DBP刺激下表现出了“毒物兴奋”的效应,机体 SOD
活性上升来清除体内过多的自由基,且胁迫浓度越
大,这种效应越明显。但随着胁迫时间的延长,这
种兴奋作用消失。低浓度胁迫组体内自由基恢复到
正常水平,因此 SOD活性恢复到对照组水平。而高
浓度组胁迫可能破坏了三疣梭子蟹体内的抗氧化防
御系统,使机体对自由基的清除能力下降,SOD活
性下降。这与冯涛等[12]研究的在苯并芘(BaP)胁
迫下大弹涂鱼肝脏中 SOD活性有相同的趋势,也和
李文英等[13]研究的 DBP对斑马鱼肝脏和鳃 SOD酶
活性有相似的结果。此外,陈晓晓等[14]在邻苯二甲
酸二丁酯对拟南芥幼苗的氧化损伤实验和任加云等
[15]研究多氯联苯对栉孔扇贝血淋巴氧化损伤实验
也表明,SOD活性呈现先升高后降低的趋势。说明
低浓度胁迫下,机体内自由基大量上升,可诱导
SOD活性,并在胁迫后期恢复。而高浓度胁迫时,
过多的自由基使机体抗氧化防御系统崩溃,超过了
生物体自身调节自由基平衡的能力,产生的过氧化
氢不能及时清除,从而使 SOD活性快速下降。
实验中三疣梭子蟹血清 CAT活性经 DBP胁迫
后则出现诱导抑制交替的趋势,且活性变化波动较
大,诱导和抑制的效应明显。这可能是机体在抗氧
化过程中,CAT与 SOD的作用不是同时进行的。
458
4期 胡丹丹,等. 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)胁迫对三疣梭子蟹亚急性毒性


1.空白组,×400;2-4:处理 5 d的鳃,×400(2:0.03 mg/L DBP处理;3:0.2 mg/L DBP处理;4:0.4 mg/L DBP处理);5-7:
处理 10 d的鳃,×400(5:0.03 mg/L DBP处理;6:0.2 mg/L DBP处理;7:0.4 mg/L DBP处理);8-10:处理 15 d的鳃,×400
(8:0.03 mg/L DBP处理;9:0.2 mg/L DBP处理;10:0.4 mg/L DBP处理);11-13:处理 20 d的鳃,×400(11:0.03 mg/L DBP
处理;12:0.2 mg/L DBP处理;13:0.4 mg/L DBP处理)1: blank group, ×400, 2-4: gill after treat 5d, ×400 (2: treat by 0.03 mg/L DBP,
3: treat by 0.2 mg/L DBP, 4: treat by 0.4 mg/L DBP); 5-7: gill after treat 10d, ×400 (5: treat by 0.03 mg/L DBP, 6: treat by 0.2 mg/L DBP,
7: treat by 0.4 mg/L DBP); 8-10: gill after treat 15d, ×400 (8: treat by 0.03 mg/L DBP, 9: treat by 0.2 mg/L DBP, 10: treat by 0.4 mg/L
DBP); 11-13: gill after treat 20d, ×400 (11: treat by 0.03 mg/L DBP, 12: treat by 0.2 mg/L DBP, 13: treat by 0.4 mg/L DBP)

图 7 三疣梭子蟹经不同浓度 DBP处理后各个时间段鳃的组织切片图
Fig. Gills tissue slices of P. trituberculatus in each period of time treated by different concentrations of DBP
459
生 态 科 学 Ecological Science 32卷


低浓度 DBP胁迫下,前期机体通过 SOD活性上升
来快速清除自由基,产生大量过氧化氢,CAT活性
被诱导来分解过氧化氢,使机体免受损伤。当机体
内过氧化氢下降,CAT活性恢复到对照组水平。因
此出现了 CAT活性诱导-抑制交替的现象。秦洁芳
等[3]研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对翡翠贻贝
抗氧化酶活性的影响,也显示了相似的结果。高浓
度组 DBP胁迫前期,SOD来不及清除体内过多的
自由基,使 CAT活性在对照组水平,随着胁迫时间
的延长,后期体内过氧化氢升高,诱导 CAT活性升
高。但是过多的过氧化氢使机体抗氧化防御系统遭
到破坏,机体遭受损失,从而使 CAT活性下降。鲁
双庆等[16]研究了表面活性剂 AE对黄鳝 SOD、CAT
活性的影响,结果表明在胁迫最初,肝脏组织 CAT
酶活力先被抑制,随后应激系统被激活导致 CAT酶
活上升且超出对照组水平,但随着处理时间的延长,
损伤程度进一步加剧,细胞结构受到一定程度损伤,
使 CAT酶活力很快回落。周常义等[17]研究三唑磷对
泥蚶毒性实验中也有类似的发现。
CAT是过氧化物酶(POD)的一种,由实验结果
可知,经 DBP胁迫后,三疣梭子蟹血清 POD酶活
无显著变化,这可能是由于生物体内的过氧化物酶
的总量是保持稳定的,当外界刺激产生过多的自由
基诱导 SOD活性时,产生的过氧化氢被 CAT还原
成水而诱导 CAT活性升高,同时机体内其他过氧化
物酶被抑制,而过氧化物酶总量保持不变。
酸性磷酸酶(ACP)主要存在于巨噬细胞,定
位于溶酶体内,在甲壳动物进行吞噬反应中会大量
释放[18],它被认为是检测外界污染可靠的生物标志
物[19]。本实验在低浓度胁迫下,ACP活性前期被诱
导,可能是机体内吞噬反应加剧,后期 ACP恢复到
对照组水平。高浓度胁迫下,前期通过机体的抗氧
化防御体系作用,ACP保持在对照组水平,后期抗
氧化体系受到破坏,导致体内吞噬反应加剧,ACP
活性升高。碱性磷酸酶(AKP)是生物体内重要的
代谢调控酶,在生物体免疫过程中不可缺少。顾晓
英[20]等研究了三疣梭子蟹在多环芳烃-屈的胁迫下
体内 ACP 和 AKP 酶活变化,发现胁迫初期血清
ACP与AKP较对照组均无显著差异,胁迫后期ACP
活力较对照组升高而 AKP活力无显著变化。这与本
实验结果中 ACP活性变化趋势相似,而与 AKP酶
活性有所差异。本实验中三疣梭子蟹在 DBP胁迫下
血清 ACP活性起初无显著变化,后期 0.2mg/L浓度
组较对照组有显著升高,而 AKP 活性呈现“升高-
下降”交替的趋势,且无明显剂量效应。可能是由
于所受的外界刺激物不同,导致三疣梭子蟹体内的
免疫应答机制差异。
4.2 不同浓度 DBP胁迫下对三疣梭子蟹肝脏和鳃
组织的损害
肝脏和鳃是甲壳动物指示外界水质对自身损
伤及组织病理变化的主要器官。当肝胰腺受到外界
刺激导致中毒时,其肝细胞会出现细胞核固缩、破
裂和溶解,细胞功能衰退,最终导致组织坏死[21]。
鳃是三疣梭子蟹与外界环境直接接触的器官之
一,较易受到污染物的损害,能够直接反应水质
的好坏[22]。秦洁芳等[7]研究了邻苯二甲酸酯对紫红
笛鲷肝脏结构的影响表明,胁迫 15 d后肝细胞依次
出现肿大、细胞质空泡化、细胞质变形、细胞内脂
肪粒沉积的现象。这与本实验结果一致,说明 DBP
刺激对三疣梭子蟹肝胰腺的损伤明显,并且浓度越
大,刺激越强,破坏程度越严重。吴玲玲等[23]研究
发现菲胁迫 36 d后斑马鱼发生肝细胞肿大,胞质出
现空泡,细胞核变形萎缩甚至发生细胞溶解,造成
肝组织损伤严重;鳃小片上皮细胞肥大、水肿,严
重的更出现了鳃丝上皮增厚、鳃小片上皮隆起现象。
与本研究结果相一致。说明海洋生物受到有机污染
物长期胁迫时,会对机体产生损伤。

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