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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 21 期摇 摇 2012 年 11 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
白洋淀富营养化湖泊湿地厌氧氨氧化菌的分布及对氮循环的影响 王衫允,祝贵兵,曲冬梅,等 (6591)………
造纸废水灌溉对滨海退化盐碱湿地土壤酶活性的响应 夏孟婧,苗颖,陆兆华,等 (6599)………………………
图们江下游湿地生态系统健康评价 朱卫红,郭艳丽,孙摇 鹏,等 (6609)…………………………………………
适应白洋淀湿地健康评价的 IBI方法 陈摇 展,林摇 波,尚摇 鹤,等 (6619)………………………………………
基于 MODIS的洞庭湖湿地面积对水文的响应 梁摇 婕,蔡摇 青,郭生练,等 (6628)……………………………
崇明东滩湿地不同潮汐带入侵植物互花米草根际细菌的多样性 章振亚,丁陈利,肖摇 明 (6636)……………
中国东部亚热带地区树轮 啄13C方位变化的谐波分析 赵兴云,李宝惠,王摇 建,等 (6647)……………………
甘肃臭草型退化草地优势种群空间格局及其关联性 高福元,赵成章 (6661)……………………………………
川西亚高山 /高山森林土壤氧化还原酶活性及其对季节性冻融的响应 谭摇 波,吴福忠,杨万勤,等 (6670)…
模拟分类经营对小兴安岭林区森林生物量的影响 邓华卫,布仁仓,刘晓梅,等 (6679)…………………………
苹果三维树冠的净光合速率分布模拟 高照全,赵晨霞,张显川,等 (6688)………………………………………
拟茎点霉 B3 与有机肥配施对连作草莓生长的影响 郝玉敏,戴传超,戴志东,等 (6695)………………………
落叶松林土壤可溶性碳、氮和官能团特征的时空变化及与土壤理化性质的关系
苏冬雪,王文杰,邱摇 岭,等 (6705)
………………………………
……………………………………………………………………………
人工固沙区与流沙区准噶尔无叶豆种群数量特征与空间格局对比研究
张永宽,陶摇 冶,刘会良,等 (6715)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
山地河流浅滩深潭生境大型底栖动物群落比较研究———以重庆开县东河为例
王摇 强,袁兴中,刘摇 红 (6726)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
荣成俚岛人工鱼礁区游泳动物群落特征及其与主要环境因子的关系 吴忠鑫,张摇 磊,张秀梅,等 (6737)……
北黄海秋、冬季浮游动物多样性及年间变化 杨摇 青,王真良,樊景凤,等 (6747)………………………………
鄂尔多斯市土地利用生态安全格局构建 蒙吉军,朱利凯,杨摇 倩,等 (6755)……………………………………
村落文化林与非文化林多尺度物种多样性加性分配 高摇 虹,陈圣宾,欧阳志云 (6767)………………………
不同生计方式农户的环境感知———以甘南高原为例 赵雪雁 (6776)……………………………………………
两种预测模型在地下水动态中的比较与应用 张摇 霞,李占斌,张振文,等 (6788)………………………………
四川黄龙沟少花鹤顶兰繁殖成功特征 黄宝强,寇摇 勇,安德军 (6795)…………………………………………
硝化抑制剂对蔬菜土硝化和反硝化细菌的影响 杨摇 扬,孟德龙,秦红灵,等 (6803)……………………………
新疆两典型微咸水湖水体免培养古菌多样性 邓丽娟,娄摇 恺,曾摇 军,等 (6811)………………………………
白洋淀异养鞭毛虫群落特征及其与环境因子的相关性 赵玉娟,李凤超,张摇 强,等 (6819)……………………
双酚 A对萼花臂尾轮虫毒性及生活史的影响 陆正和,赵宝坤,杨家新 (6828)…………………………………
孵化温度对双斑锦蛇初生幼体行为和呼吸代谢的影响 曹梦洁,祝摇 思,蔡若茹,等 (6836)……………………
黄玛草蛉捕食米蛾卵的功能反应与数值反应 李水泉,黄寿山,韩诗畴,等 (6842)………………………………
互惠鄄寄生耦合系统的稳定性 高摇 磊,杨摇 燕,贺军州,等 (6848)………………………………………………
超微七味白术散对肠道微生物及酶活性的影响 谭周进,吴摇 海,刘富林,等 (6856)……………………………
专论与综述
氮沉降对森林生态系统碳吸存的影响 陈摇 浩,莫江明,张摇 炜,等 (6864)………………………………………
全球 CO2水平升高对浮游植物生理和生态影响的研究进展 赵旭辉,孔繁翔,谢薇薇,等 (6880)………………
跨界自然保护区———实现生物多样性保护的新手段 石龙宇,李摇 杜,陈摇 蕾,等 (6892)………………………
研究简报
会同和朱亭 11 年生杉木林能量积累与分配 康文星,熊振湘,何介南,等 (6901)………………………………
退化草地阿尔泰针茅生殖株丛与非生殖株丛的空间格局 任摇 珩,赵成章,高福元,等 (6909)…………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*326*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄11
封面图说: 白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊湿地。 淀区内沟壕纵横交织错落,村庄、苇地、园田星罗棋布,在水文、水化学、生
物地球化学循环以及生物多样性等方面,具有非常复杂的异质性。 随着上游城镇污废水、农田径流进入水域,淀区
富营养化日益加剧。 复杂的水环境特点、高度的景观异质性和良好的生物多样性,使得该地区成为探索规模性厌氧
氨氧化反应的良好研究地点(详见本期第 6591—6598 页)。
彩图提供: 王为东博士摇 中国科学院生态环境研究中心摇 E鄄mail: wdwangh@ yahoo. com
第 32 卷第 21 期
2012 年 11 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 21
Nov. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(30570260); 江苏省科技支撑计划(农业)项目(BE2011366)
收稿日期:2011鄄09鄄16; 摇 摇 修订日期:2012鄄02鄄02
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: yangjx@ njnu. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201109161356
陆正和,赵宝坤,杨家新.双酚 A对萼花臂尾轮虫毒性及生活史的影响.生态学报,2012,32(21):6828鄄6835.
Lu Z H, Zhao B K, Yang J X. Effects of bisphenol A on the toxicity and life history of the rotifer Brachionus calyciflorus. Acta Ecologica Sinica,2012,32
(21):6828鄄6835.
双酚 A对萼花臂尾轮虫毒性及生活史的影响
陆正和1,2,赵宝坤1,杨家新1,*
(1. 南京师范大学生命科学学院,南京摇 210046; 2. 淮海工学院海洋学院,连云港摇 222005)
摘要:应用生态毒理学研究方法,研究了双酚 A(BPA)对萼花臂尾轮虫毒性及生活史影响。 结果表明:BPA对萼花臂尾轮虫 24
h急性毒性 LC50 为 13. 76 mg / L,95%置信限为 10. 97—17. 10 mg / L。 生活史研究显示:与对照组相比,0. 25—4. 0 mg / L 的 BPA
对轮虫胚胎发育历时影响不显著;2. 0—4. 0 mg / L的 BPA显著延迟了轮虫幼体发育时间;当 BPA 为 0. 5 mg / L 时,轮虫净生殖
率(R0)显著上升,但 BPA浓度为 2. 0 和 4. 0 mg / L时 R0 显著降低;4. 0 mg / L的 BPA 显著缩短世代时间(T);BPA 浓度为 2. 0、
4. 0 mg / L时,轮虫生命期望值(e0)显著下降;BPA 浓度为 1. 0、2. 0、4. 0 mg / L 时,轮虫内禀增长率( rm)显著下降;BPA 浓度为
0郾 5、1. 0 mg / L时轮虫所产后代混交率(MR)显著增长。 研究结果表明 BPA对轮虫的生殖具有干扰作用,其中 R0 和 MR受 BPA
影响最为显著。
关键词:萼花臂尾轮虫;双酚 A;环境激素;生活史参数;混交率
Effects of bisphenol A on the toxicity and life history of the rotifer Brachionus
calyciflorus
LU Zhenghe1,2, ZHAO Baokun1, YANG Jiaxin1,*
1 School of Life Sciences, Nanjing Normal University, Nanjing 210046, China
2 College of Oceanography, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, China
Abstract: The presence of toxic agents in aquatic environments has increased in recent years. Some of them that are
released into the aquatic environment interfere with the endocrine system of organisms by affecting development time,
causing reproductive abnormalities and reducing population growth rates in zooplankton including rotifers. Bisphenol A
(BPA, 4,41 鄄isopropylidine diphenol ) is a commercially important chemical with an estimated worldwide production
capacity of 3. 7 million metric tons per year and demonstrates estrogenic activity. Many acute and chronic toxicity studies
under controlled conditions have used either fish or the cladoceran Daphnia magna. However there is little information using
rotifers with BPA. With short life spans and high reproductive abilities, rotifers such as Brachionus calyciflorus are
particularly useful for environmental toxicology because of their higher sensitivities to most toxicants. Moreover, rotifers are
important trophic components of aquatic food webs constituting a major food source for fish and invertebrate predators and
thus play a vital role in transporting energy and nutrients in aquatic ecosystems. The aim of the present work was therefore
to use B. calyciflorus to study the effect BPA on the life history characteristics and mixis.
Population of B. calyciflorus was (0—2 h old) obtained by hatching resting eggs in EPA medium. Resting eggs were
endowed by professor T W. Snell. Test toxicant solutions were prepared by US EPA medium. The rotifers were fed using
unicellular green algae Chlorella pyrenoidosa at 1. 0伊106 cells / mL,the alga was cultured in a semi鄄continuous culture using
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HB鄄4 medium in 3 L transparent flasks under a light intensity of 4000 lux and photo period was 12颐12 (L 颐D). The results
showed that 24 h median lethal concentration (24 h LC50) value of BPA for B. calyciflorus was 13. 76 mg / L, and 95%
limits was 10. 97—17. 10 mg / L. In the tested concentration range of 0. 25—4. 0 mg / L, BPA at 2. 0 and 4. 0 mg / L
extended significantly the durations of juvenile development and total eggs production. At 2. 0—4. 0 mg / L BPA did not
affect significantly the durations of embryonic development. BPA concentration at 0. 5 mg / L increased markedly net
reproductive rate (R0), 2. 0—4. 0 mg / L decreased R0 . BPA concentration had no effect on generation time (T) except at
4. 0 mg / L. BPA concentration from 1. 0 to 4. 0 mg / L decreased the intrinsic rate of population increase ( rm), 0. 5, 1. 0
mg / L increased significantly mixis rate of B. calyciflorus. The results showed that different endpoints of both development
and reproduction had different sensitivity to BPA. R0 and mixis rate endpoint of the rotifers appeared to be more sensitive
than other endpoints.
Key Words: Brachionus calyciflorus; bisphenol A; environmental hormones; demographic parameters; mixis rate
轮虫为淡水浮游动物的重要组成部分,在水生态系统物质转换、能量传递过程中起着重要作用[1]。 同时
轮虫具有分布广,世代周期短,易培养,休眠卵能够通过商业途径获得,且对大多数污染物敏感性高等特点,因
此在生态毒理学研究上广为应用[2]。 其中萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)和褶皱臂尾轮虫(Brachionus
plicatilis)已被美国试验材料学会(American Society for Testing and Materials, ASTM)作为淡水和海水测试生物
列入国家标准[3]。 近年来,利用轮虫生活史部分或全部阶段评价具有环境激素特性的污染物引起广泛关
注[4鄄8]。 Gallardo 等参照脊椎动物方法研究激素对褶皱臂尾轮虫种群变化影响[9],Marcial 等开展了农业杀虫
剂对褶皱臂尾轮虫生殖的影响[10]。 国内在此领域研究主要有储昭霞、Huang 等利用草甘膦、艾氏剂对萼花臂
尾轮虫生活史影响[11鄄12],朱玮阁等研究了氰戊菊酯和有机锡盐对萼花臂尾轮虫生活史及生殖的影响[13],
Yang等研究了睾酮、孕酮和雌二醇组合对萼花臂尾轮虫生殖的影响[14]。
双酚 A(bisphenol A,缩写为 BPA),学名 2,2鄄二(4鄄羟基苯基)丙烷,简称二酚基丙烷,是世界上使用最广
泛的工业化合物之一,是生产环氧树脂、橡胶防老化剂、增塑剂等的主要原料。 随着对 BPA需求量的增加,其
环境激素的风险性以及水体中 BPA的污染已引起人们严重关注[15]。 有表明 BPA具有环境雌激素特性,能够
干扰动物发育及生殖[16],如 BPA可引起家蝇、等足类动物在早期阶段性别比例失常[17鄄18]。
目前,关于 BPA对水生低等无脊椎动物环境激素效应研究尚不多见,对轮虫的毒性效应、生殖干扰和种
群动态影响的影响鲜有报道。 本研究以淡水萼花臂尾轮虫为受试动物,应用实验生态学研究方法,研究双酚
A对轮虫的生殖与种群参数的影响,为利用轮虫评价环境激素的潜在风险提供依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 轮虫的来源和培养
萼花臂尾轮虫由休眠卵孵化而来(美国佐治亚理工学院 Terry W Snell 教授馈赠),使用人工配制的 EPA
培养液(96 mg NaHCO3,60 mg CaSO4,60 mg MgSO4 和 4 mg KCl,1 L去离子水)进行孵化。 孵化温度(25依1)
益,光照强度 200lx,L 颐D=12颐12,饵料为蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)(HB4 培养),处于指数增长期离
心、收集,使用时再用 EPA配制成悬液投喂[19]。
1. 2摇 24h急性毒性实验
BPA(购自 Sigma鄄Aldrich, AR),先用丙酮(2. 5% )溶解,再用 EPA稀释成 100 mg / L贮存液。 实验时稀释
成所需浓度,已有研究显示该丙酮浓度对实验结果无显著影响[7]。 在预实验基础上,16 mm 伊150 mm试管中
加入 BPA、EPA和小球藻悬液(1. 0伊106个 / mL)10 mL,双酚 A 浓度为 4. 0、8. 0、12. 0、16. 0、20. 0、24. 0 mg / L
和空白对照组。 随机挑选 10 个轮虫幼体(龄长<2 h)分别移入各处理中,每浓度组设 10 个重复,处理中设 4
个平行。 实验在(25依1)益,无光下进行,实验中轮虫不再喂食。 24 h后,检查轮虫状态,轮虫死亡则以纤毛停
9286摇 21 期 摇 摇 摇 陆正和摇 等:双酚 A对萼花臂尾轮虫毒性及生活史的影响 摇
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止摆动为标准,实验结束后,利用几率单位法求得 24 h的 LC50值[20]。
1. 3摇 BPA对轮虫生活史及混交率影响
根据急性毒性试验得出的 LC50 值,设定 BPA毒性浓度约为 LC50 值的 1 / 3、1 / 6、1 / 12、1 / 24、1 / 48 即 4. 0、
2. 0、1. 0、0. 5、0. 25 mg / L,同时设空白对照。 实验在 24 孔微孔板中进行,每孔加入 1mL 测试液,移入 1 个幼
体(龄长小于 2 h),藻类浓度为 1. 0伊106个 / mL。 每浓度组设置 10 个重复,每批设置 3 个平行。 培养条件同
1. 2。 实验开始 48h内,每 2—3h观察 1 次,记录轮虫第 1 次产卵时间及第 1 次幼体孵化时间,每 12 h 观察 1
次,记录轮虫母体存活情况及所产幼体数量,及时移出幼体及死亡母体,对移出的幼体分别培养在干净的培养
板中培养,鉴定雌体类型[1]。 每 24 h更换 1 次测试液,实验持续到轮虫母体全部死亡为止。
1. 4摇 生命表参数定义及计算方法
轮虫生命表涉及参数有:
(1)特定年龄存活率 ( lx)指 x年龄组开始时存活个体的百分数;特定年龄繁殖率 (mx)指 x 年龄组平均
每个个体所产的雌性后代数
(2) 净生殖率(R0) 指种群经过一个世代后的净增长率摇 R0 =撞lxmx
(3) 世代时间(T)指从亲代出生到子代出生所经历的时间摇 T =移xlxmx / R0
(4)生命期望(e0) 指进入 X龄期的个体平均地能活多长时间的估计值
(5)内禀增长率( rm) 种群特定条件下的最大增长率 rm = lnR0 / T
实验数据采用 SPSS16. 0 软件包进行单因素方差分析(One Way ANOVA)和 Dunnett忆s多重比较分析。
2摇 结果
图 1摇 BPA浓度对数与轮虫死亡几率关系
摇 Fig. 1 摇 The relationship between probability and logarithmic of
concentrations of BPA
2. 1摇 BPA对萼花臂尾轮虫急性毒性
急性毒性实验结果显示,轮虫在浓度为 0. 25、
0郾 50、1. 0、2. 0、4. 0 mg / L 下死亡率分别为 5. 0% 、
12郾 5% 、37. 5% 、55. 0% 、72. 5%和 92. 5% ,通过几率法
求得方程为 y=3. 7866x+0. 6565,其中 x 为浓度对数,y
为几率值。 BPA 对萼花臂尾轮虫 24 h 半致死浓度为
13郾 76 mg / L,95%置信限为 10. 97—17. 10 mg / L(图 1)。
2. 2 摇 BPA 对萼花臂尾轮虫幼体和胚胎发育历时的
影响
从图 2 中可以看出,2. 0、4. 0 mg / L 组幼体发育时
间分别为 18. 93 和 20. 03 h,对照组为 16. 77h,高剂量
处理显著延长轮虫幼体发育时间(P<0. 05),而低剂量
(0. 25、0. 5、1. 0 mg / L)处理对幼体发育时间没有显著
影响(P>0. 05)。 处理组轮虫的胚胎发育历时范围为
10. 43—10. 93 h,与对照组相比无显著影响(P>0. 05)。
2. 3摇 BPA对萼花臂尾轮虫产卵量影响
从图 3 可以看出:0. 25、0. 5、1. 0 mg / L BPA浓度组绝对产卵量分别为 9. 0、9. 37、7. 8 个,而对照组为 8. 27
个,与对照组相比无显著差异(P>0. 05);但 2. 0、4. 0 mg / L组产卵量分别为 5. 93 和 4. 57 个,显著低于对照组
(P <0. 05)。 结果显示:高剂量 BPA对轮虫产卵量具有明显抑制效应。
2. 4摇 BPA对萼花臂尾轮虫存活率与繁殖率影响
暴露于不同 BPA浓度下轮虫存活率和繁殖率可以看出:0. 25、0. 5 mg / L 的 BPA 对轮虫存活时间为 264
h,与对照组时间接近。 1. 0、2. 0、4. 0 mg / L组(分别为 240、216、192 h)存活时间明显缩短;高剂量组(2. 0 和
4. 0 mg / L)存活率从 48 h开始显著下降(P<0. 05)。 低剂量组(0. 25、0. 5、1. 0 mg / L)72 h 前死亡率较低,从
0386 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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96 h起成活率显著下降(P<0. 05)(图 4)。 可以看出:BPA可以使种群崩溃时间提前。
摇 图 2摇 BPA浓度对萼花臂尾轮虫幼体(JP)及胚胎(DE)发育影响
Fig. 2 摇 Means values ( m 依 SE) of durations of juvenile period
( JP) and embryonic development (ED) of B. calyciflorus exposed
to different concentrations (mg / L) of BPA
图 3摇 BPA浓度对萼花臂尾轮虫总产卵量影响
Fig. 3摇 Effects of BPA concentrations on Total eggs of B. calyciflorus
轮虫繁殖率 24 h开始随着 BPA浓度增加呈下降趋势,4. 0 mg / L 一直低于其他组,192 h 种群不再增加
(图 4)。
图 4摇 BPA浓度对萼花臂尾轮虫生存率和繁殖率的影响
Fig. 4摇 Age specific survivorship and fecundity of B. calyciflorus exposed to different concentrations of BPA
2. 5摇 BPA对萼花臂尾轮虫种群增长参数影响
从表 1 可以 BPA对萼花臂尾轮虫种群增长参数有显著影响(P<0. 05)。 与对照组相比,低 BPA 浓度时
(除 0. 50 mg / L组外)时,轮虫的净生殖率差异不显著(P>0. 05),高剂量(2. 0、4. 0 mg / L)时,净生殖率显著下
降(P<0. 05);4. 0 mg / L的 BPA显著缩短世代时间(P<0. 05);低浓度 BPA 生命期望值无显著影响,但 2. 0—
4. 0 mg / L的 BPA明显使生命期望值下降(P<0. 05);与对照组相比,暴露在 1. 0—4. 0 mg / L的 BPA,种群增长
率显著下降(P<0. 05)。 回归结果显示,在实验设置的浓度范围内,轮虫的净生殖率、世代时间、内禀增长率存
在明显的浓度反应效应(表 2)。
2. 6摇 BPA对萼花臂尾轮虫后代混交率影响
从图 5 中可以看出,BPA浓度对萼花臂尾轮虫后代中平均混交率(MR)有显著影响(P<0. 05),BPA 在
0—4. 0 mg / L时萼花臂尾轮虫后代混交率分别为 1. 94、4. 47、8. 15、10. 25、3. 36 和 4. 31% ,与对照组相比,
1386摇 21 期 摇 摇 摇 陆正和摇 等:双酚 A对萼花臂尾轮虫毒性及生活史的影响 摇
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0郾 5、1. 0 mg / L后代混交率显著上升(P<0. 05),由于高剂量(2. 0 和 4. 0 mg / L)BPA 的抑制效应,种群增长受
到抑制,后代的混交率与对照组相比无显著改变(P<0. 05)。
表 1摇 暴露在不同 BPA浓度下轮虫生命表统计学参数(m依SE)
Table 1摇 Life table demographic parameters of B. calyciflorus exposed to different concentrations of BPA
双酚 A浓度
BPA(mg / L)
净生殖率
R0 /个
世代时间
T(h)
生命期望
e0(h)
内禀增长率
rm( / h)
0 7. 48依0. 35 72. 99依2. 08 148. 80依9. 70 0. 0441依0. 0010
0. 25 8. 07依0. 19 76. 56依2. 62 144. 80依2. 88 0. 0440依0. 0013
0. 50 8. 62依0. 41* 71. 71依3. 11 158. 40依5. 54 0. 0462依0. 0007
1. 0 6. 88依0. 17 71. 70依1. 22 134. 40依1. 39 0. 0396依0. 0003*
2. 0 4. 91依0. 10* 69. 22依1. 01 102. 70依1. 60* 0. 0313依0. 0004*
4. 0 3. 88依0. 26* 62. 99依0. 66* 105. 60依2. 77* 0. 0272依0. 0013*
摇 摇 *表示明显差异(P<0. 05)
表 2摇 萼花臂尾轮虫净生殖量、世代周期、生命期望值、内禀增长率与 BPA浓度之间关系
Table 2摇 The relationships between net reproductive rate, generation time, life expectancy intrinsic rate of population increase of B. calyciflorus
and concentration
参数 Parameter 回归方程 Regression equation 显著性检验 Significant test
净生殖量 R0 Y=8. 3489-1. 7047X+0. 139X2 R2 =0. 8666,P<0. 01
世代周期 T Y=0. 9409-2. 3429X-0. 122X2 R2 =0. 8853,P<0. 01
生命期望值 e0 Y=156. 18-28. 2705X+3. 8108X2 R2 =0. 8446,P<0. 01
内禀增长率 rm Y=0. 0464-0. 0082X+0. 0008X2 R2 =0. 9210,P<0. 01
图 5摇 BPA对萼花臂尾轮虫后代混交率(m依SE)影响
摇 Fig. 5摇 Effects of BPA on the mixis rate of offspring(m依SE) of
B. calyciflorus
3摇 讨论
3. 1摇 轮虫急性毒理实验的敏感性
BPA为水体中常见的污染物,有关 BPA 对不同生
物的急慢性毒性实验已有研究[21鄄22]。 此外,BPA 作为
环境激素对动物生殖的影响也有报道,如孙小娜等研究
发现雄性小鼠分别注射 10、50、100 mg / L BPA 后,小鼠
睾丸发育、睾丸酮和黄体生成素的含量逐渐降低,而且
小鼠生殖系统损伤严重[23];黄晔等研究发现雄性斑马
鱼((Danio rerio)分别暴露在浓度为 0. 05、0. 1、0. 25、
0郾 5、1. 0 mg / L BPA10 d 后,卵黄原蛋白 mRNA 随着时
间及浓度增加上升[24];刘红玲等研究发现 BPA 对斑马
鱼早期胚胎发育有明显抑制作用,72 h孵化畸形为最敏
感指标,EC50 为 2. 90 mg / L[21]。 郭匿春等研究发现微
型裸腹溞(Moina micrura Kurz)暴露在 BPA 浓度 1. 0—
10 mg / L下所产后代的雌雄比例出现先降后升现象,而
对隆线蚤(Daphnia carinata King)则没有影响[22]。 由于对轮虫基础生物学的研究较为滞后,关于 BPA对轮虫
环境激素效应的研究尚未见报道。
其他相关研究表明:利用轮虫评价具有环境激素性质的污染物具有明显优势[7,14,25],而污染物对轮虫急
性毒性是毒理学研究的基础。 本研究结果表明,BPA对萼花臂尾轮虫 24 h 的 LC50 为 13. 78 mg / L,而雷忻等
发现 BPA对泥鳅(Misgurnus anguillicadatus) 24 h的 LC50 为 8. 32 mg / L,对斑马鱼胚胎 24 h 的 LC50 为 16. 40
mg / L[26鄄27];郭匿春等研究发现 BPA对隆线蚤 24 h 的 LC50 为 12. 02 mg / L,对微型裸腹蚤为 13. 70 mg / L[22]。
可见,萼花臂尾轮虫对 BPA的敏感性除了比泥鳅敏强性强外,与其它物种对比其相差不大。 尽管利用轮虫在
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评价 BPA急性毒性时,其敏感性没有显示优势,但其材料的廉价性和易得性以及作为水体重要类群而言具有
无可比拟的优势。
3. 2摇 轮虫种群相关参数与环境激素效应评价
Galkovskaja, Awaiss和 kestemonent等研究发现轮虫胚胎发育历时和幼体发育时间受温度、食物种类、密
度及培养液等影响[28鄄30],Pourriot也发现轮虫在食物充足条件下,孤雌生殖的轮虫幼体发育时间和胚胎发育
历时较轮虫生殖净生殖率对轮虫种群增长率影响大[31];另外污染物种类和浓度也是重要因素,如艾氏剂浓度
在 0. 04—1. 28 mg / L,狄氏剂浓度在 0. 01, 0. 1 和 10. 0 滋g / L,雌二醇在 0. 001—0. 1滋g / L,十氯酮在 5郾 0、50. 0
滋g / L均显著减少萼花臂尾轮虫胚胎发育时间[12,32]。 本研究发现,BPA浓度在 0. 25—4. 0 mg / L 时,对萼花臂
尾轮虫胚胎发育历时无显著影响,而浓度在 2. 0—4. 0 mg / L显著延长幼体发育历时。 研究认为:胚胎发育历
时和幼体发育时间的延长导致种群生殖效力降低,可能是导致轮虫种群增长率下降的主要原因。 这与徐小平
和席贻龙等在研究溴氰菊酯对萼花臂尾轮虫生活史特征的结论相一致[33]。
产卵量是种群实现生殖潜力的重要指标。 具有环境激素活性的一些污染物对轮虫生殖的影响程度与污
染物的特性及浓度有关[11鄄13]。 本研究表明,低剂量(0. 25、0. 50、1. 0 mg / L)的 BPA 对轮虫产卵量无显著影
响,但浓度在 2. 0、4. 0 mg / L时,轮虫产卵量显著降低,这种现象与低浓度十氯酮、氰戊菊酯和氯化三丁基锡
(TBTC)对萼花臂尾轮虫生殖量的影响类似[13,32]。 这表明:低浓度下环境激素对轮虫产卵量的影响主要是通
过环境激素刺激作用,而高浓度下则可能以毒性作用为主所致,其具体机理尚需进一步研究。
有学者认为,利用有性生殖指标来评估污染物对轮虫影响更具有比急性毒性作用具有更大优势[25,34],
如,休眠卵产量就是较为敏感的指标[5,14]。 本研究中发现轮虫暴露在 0. 5、1. 0 mg / L BPA下所产后代混交率
显著上升,而其它浓度对后代混交率没有影响,从而也验证了轮虫有性生殖较无性生殖敏感的结论。 由于本
研究中,轮虫为单个体培养,而 Snell等研究是在群体下进行的,因此推断:轮虫暴露在 BPA 浓度下进行群体
培养时,诱发有性生殖的浓度低于单个体培养。
生命期望是污染物持久性效应分析常用指标,Rao 和 Sarma 研究发现十指臂尾轮虫(Brachionus patulus)
的生命期望值随着 DDT浓度增加而下降,萼花臂尾轮虫在硫丹毒性下也显示类似结果[35鄄36]。 然而 Huang 等
发现艾氏剂浓度为 0. 02、0. 08、0. 16 mg / L引起生命期望值上升,0. 32—1. 28 mg / L 对生命期望值无影响[12]。
本研究发现 BPA在 0. 25—1. 0 mg / L对萼花臂尾轮虫生命期望值无影响,2. 0—4. 0 mg / L生命期望值下降,这
表明污染物的种类、剂量和暴露时间都会对轮虫生命期望产生影响,但剂量是主要的因素。
关于 rm 作为轮虫生态毒理学评价指标具有争议,如,Rao 和 Sarma、Xi 和 Hu 等认为,轮虫的种群内禀增
长率( rm)是监测水体低浓度污染最敏感指标,因为 rm 综合种群增长的一些特征,如生存率、繁殖率和存活时
间,rm 的大小与首次生殖的年龄、首次产卵的数量、胚胎发育时间有关[12,37]。 然而 Janssen[38],Yang[14]等发现
rm 值并非总是最敏感指标,在一些较低浓度环境激素下,休眠卵指标非常敏感,但 rm 却没有发生明显改变。
因此在轮虫种群增长参数中,选择合适的参数监测污染物,应根据污染物种类、浓度、培养方法等情况而定。
本文研究结果证实了 BPA对轮虫生殖具有影响作用,利用萼花臂尾轮虫评价 BPA毒性效应时,R0 和MR
为较敏感指标,能够在低浓度下反映 BPA 对轮虫影响,同时应重视 BPA 对水生生态系统乃至人类可能产生
的危害,尽量避免其进入水体。
致谢:本研究所用轮虫休眠卵为美国佐治亚理工学院 Snell. T W教授馈赠,特此致谢。
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5386摇 21 期 摇 摇 摇 陆正和摇 等:双酚 A对萼花臂尾轮虫毒性及生活史的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 21 November,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Widespread of anaerobic ammonia oxidation bacteria in an eutrophic freshwater lake wetland and its impact on nitrogen cycle
WANG Shanyun, ZHU Guibing, QU Dongmei, et al (6591)
………
………………………………………………………………………
Responds of soil enzfyme activities of degraded coastal saline wetlands to irrigation with treated paper mill effluent
XIA Mengjing, MIAO Ying, LU Zhaohua, et al (6599)
…………………
……………………………………………………………………………
Wetland ecosystem health assessment of the Tumen River downstream ZHU Weihong,GUO Yanli,SUN Peng,et al (6609)…………
An index of biological integrity:developing the methodology for assessing the health of the Baiyangdian wetland
CHEN Zhan, LIN Bo, SHANG He,et al (6619)
………………………
……………………………………………………………………………………
MODIS鄄based analysis of wetland area responses to hydrological processes in the Dongting Lake
LIANG Jie, CAI Qing, GUO Shenglian, et al (6628)
………………………………………
………………………………………………………………………………
The diversity of invasive plant Spartina Alterniflora rhizosphere bacteria in a tidal salt marshes at Chongming Dongtan in the Yangtze
River estuary ZHANG Zhengya, DING Chengli, XIAO Ming (6636)………………………………………………………………
Analyzing the azimuth distribution of tree ring 啄13C in subtropical regions of eastern China using the harmonic analysis
ZHAO Xingyun, LI Baohui,WANG Jian, et al (6647)
………………
……………………………………………………………………………
In the process of grassland degradation the spatial pattern and spatial association of dominant species
GAO Fuyuan, ZHAO Chengzhang (6661)
…………………………………
……………………………………………………………………………………………
Activities of soil oxidordeuctase and their response to seasonal freeze鄄thaw in the subalpine / alpine forests of western Sichuan
TAN Bo, WU Fuzhong, YANG Wanqin, et al (6670)
………
………………………………………………………………………………
Simulating the effects of forestry classified management on forest biomass in Xiao Xing忆an Mountains
DENG Huawei, BU Rencang,LIU Xiaomei, et al (6679)
…………………………………
…………………………………………………………………………
The simulation of three鄄dimensional canopy net photosynthetic rate of apple tree
GAO Zhaoquan,ZHAO Chenxia, ZHANG Xianchuan, et al (6688)
………………………………………………………
………………………………………………………………
The effect of Phomopsis B3 and organic fertilizer used together during continuous cropping of strawberry (Fragaria ananassa Duch)
HAO Yumin, DAI Chuanchao, DAI Zhidong, et al (6695)
…
…………………………………………………………………………
Temporal and spatial variations of DOC, DON and their function group characteristics in larch plantations and possible relations
with other physical鄄chemical properties SU Dongxue,WANG Wenjie,QIU Ling,et al (6705)……………………………………
Comparisons of quantitative characteristics and spatial distribution patterns of Eremosparton songoricum populations in an artificial
sand fixed area and a natural bare sand area in the Gurbantunggut Desert, Northwestern China
ZHANG Yongkuan, TAO Ye, LIU Huiliang, et al (6715)
…………………………………
…………………………………………………………………………
Comparison study on macroinvertebrate assemblage of riffles and pools:a case study of Dong River in Kaixian County of Chongqing,
China WANG Qiang,YUAN Xingzhong,LIU Hong (6726)…………………………………………………………………………
Nekton community structure and its relationship with main environmental variables in Lidao artificial reef zones of Rongcheng
WU Zhongxin,ZHANG Lei,ZHANG Xiumei,et al (6737)
………
…………………………………………………………………………
Zooplankton diversity and its variation in the Northern Yellow Sea in the autumn and winter of 1959, 1982 and 2009
YANG Qing, WANG Zhenliang, FAN Jingfeng, et al (6747)
………………
………………………………………………………………………
Building ecological security pattern based on land use:a case study of Ordos, Northern China
MENG Jijun,ZHU Likai,YANG Qianet al (6755)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………
Additive partition of species diversity across multiple spatial scales in community culturally protected forests and non鄄culturally
protected forests GAO Hong, CHEN Shengbin, OUYANG Zhiyun (6767)…………………………………………………………
Environmental perception of farmers of different livelihood strategies: a case of Gannan Plateau ZHAO Xueyan (6776)………………
Application and comparison of two prediction models for groundwater dynamics
ZHANG Xia,LI Zhanbin,ZHANG Zhenwen, et al (6788)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Pollination success of Phaius delavayi in Huanglong Valley, Sichuan HUANG Baoqiang, KOU Yong, AN Dejun (6795)……………
Mechanism of nitrification inhibitor on nitrogen鄄transformation bacteria in vegetable soil
YANG Yang, MENG Denglong, QIN Hongling, et al (6803)
………………………………………………
………………………………………………………………………
Archaea diversity in water of two typical brackish lakes in Xinjiang DENG Lijuan, LOU Kai, ZENG Jun, et al (6811)……………
Abundance and biomass of heterotrophic flagellates in Baiyangdian Lake, as well as their relationship with environmental factors
ZHAO Yujuan,LI Fengchao,ZHANG Qiang,et al (6819)
……
…………………………………………………………………………
Effects of bisphenol A on the toxicity and life history of the rotifer Brachionus calyciflorus
LU Zhenghe, ZHAO Baokun, YANG Jiaxin (6828)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Effect of incubation temperature on behavior and metabolism in the Chinese cornsnake, Elaphe bimaculata
CAO Mengjie, ZHU Si, CAI Ruoru, et al (6836)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Functional and numerical responses of Mallada besalis feeding on Corcyra cephalonica eggs
LI Shuiquan, HUANG Shoushan, HAN Shichou,et al (6842)
……………………………………………
………………………………………………………………………
Stability analysis of mutualistic鄄parasitic coupled system GAO Lei, YANG Yan, HE Junzhou, et al (6848)…………………………
Effect of ultra鄄micro powder qiweibaishusan on the intestinal microbiota and enzyme activities in mice
TAN Zhoujin,WU Hai,LIU Fulin,et al (6856)
………………………………
……………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The effects of nitrogen deposition on forest carbon sequestration:a review
CHEN Hao, MO Jiangming, ZHANG Wei, et al (6864)
………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of enhanced CO2 level on the physiology and ecology of phytoplankton
ZHAO Xuhui, KONG Fanxiang, XIE Weiwei, et al (6880)
…………………………………………………………
………………………………………………………………………
Transboundary protected areas as a means to biodiversity conservation SHI Longyu, LI Du, CHEN Lei, et al (6892)………………
Scientific Note
The energy storage and its distribution in 11鄄year鄄old chinese fir plantations in Huitong and Zhuting
KANG Wenxing,XIONG Zhengxiang,HE Jienan,et al (6901)
…………………………………
………………………………………………………………………
Spatial pattern of sexual plants and vegetative plants of Stipa krylovii population in alpine degraded grassland
REN Heng, ZHAO Chengzhang, GAO Fuyuan, et al (6909)
………………………
………………………………………………………………………
《生态学报》2013 年征订启事
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