全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 11 期摇 摇 2011 年 6 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
微生物介导的碳氮循环过程对全球气候变化的响应 沈菊培,贺纪正 (2957)……………………………………
巢湖蓝藻水华形成原因探索及“优势种光合假说冶 贾晓会,施定基,史绵红,等 (2968)………………………
我国甜菜夜蛾间歇性暴发的非均衡性循环波动 文礼章,张友军,朱摇 亮,等 (2978)……………………………
庞泉沟自然保护区华北落叶松林的自组织特征映射网络分类与排序
张钦弟,张金屯,苏日古嘎,等 (2990)
……………………………………………
…………………………………………………………………………
上海大莲湖湖滨带湿地的生态修复 吴摇 迪,岳摇 峰,罗祖奎,等 (2999)…………………………………………
芦芽山典型植被土壤有机碳剖面分布特征及碳储量 武小钢,郭晋平,杨秀云,等 (3009)………………………
土壤微生物群落结构对中亚热带三种典型阔叶树种凋落物分解过程的响应
张圣喜,陈法霖,郑摇 华 (3020)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
中亚热带几种针、阔叶树种凋落物混合分解对土壤微生物群落碳代谢多样性的影响
陈法霖,郑摇 华,阳柏苏,等 (3027)
…………………………
……………………………………………………………………………
桂西北喀斯特峰丛洼地表层土壤养分时空分异特征 刘淑娟, 张摇 伟, 王克林, 等 (3036)……………………
重金属 Cd胁迫对红树蚬的抗氧化酶、消化酶活性和 MDA含量的影响
赖廷和,何斌源,范航清,等 (3044)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
海南霸王岭天然次生林边缘效应下木质藤本与树木的关系 乌玉娜,陶建平,奚为民,等 (3054)………………
半干旱黄土丘陵区不同人工植被恢复土壤水分的相对亏缺 杨摇 磊,卫摇 伟,莫保儒,等 (3060)………………
季节性干旱对中亚热带人工林显热和潜热通量日变化的影响 贺有为,王秋兵,温学发,等 (3069)……………
新疆古尔班通古特沙漠南缘多枝柽柳光合作用及水分利用的生态适应性 王珊珊,陈摇 曦,王摇 权,等 (3082)…
利用数字图像估测棉花叶面积指数 王方永,王克如,李少昆,等 (3090)…………………………………………
野生大豆和栽培大豆光合机构对 NaCl胁迫的不同响应 薛忠财,高辉远,柳摇 洁 (3101)………………………
水磷耦合对小麦次生根特殊根毛形态与结构的影响 张摇 均,贺德先,段增强 (3110)…………………………
应用物种指示值法解析昆嵛山植物群落类型和植物多样性 孙志强,张星耀,朱彦鹏,等 (3120)………………
基于 MSIASM方法的中国省级行政区体外能代谢分析 刘摇 晔,耿摇 涌,赵恒心 (3133)………………………
不同生态区烟草的叶面腺毛基因表达 崔摇 红,冀摇 浩,杨惠绢,等 (3143)………………………………………
B型烟粉虱对 23 种寄主植物适应度的评估和聚类分析 安新城,郭摇 强,胡琼波 (3150)………………………
杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对捕食蜘蛛血细胞 DNA的损伤作用 李摇 锐,李生才,刘摇 佳 (3156)…………………
杀真菌剂咪鲜安对萼花臂尾轮虫的影响 李大命,陆正和,封摇 琦,等 (3163)……………………………………
长、短期连续孤雌生殖对萼花臂尾轮虫生活史和遗传特征的影响 葛雅丽,席贻龙 (3170)……………………
专论与综述
区域景观格局与地表水环境质量关系研究进展 赵摇 军, 杨摇 凯,邰摇 俊,等 (3180)…………………………
露水对植物的作用效应研究进展 叶有华,彭少麟 (3190)…………………………………………………………
葡萄座腔菌科研究进展———鉴定,系统发育学和分子生态学 程燕林,梁摇 军,吕摇 全,等 (3197)……………
人工林生产力年龄效应及衰退机理研究进展 毛培利,曹帮华,田文侠,等 (3208)……………………………
树木年轮在干扰历史重建中的应用 封晓辉,程瑞梅,肖文发,等 (3215)…………………………………………
植物中逆境反应相关的 WRKY转录因子研究进展 李摇 冉,娄永根 (3223)……………………………………
研究简报
三江源地区高寒草原土壤微生物活性和微生物量 任佐华,张于光,李迪强,等 (3232)…………………………
3 种黑杨无性系水分利用效率差异性分析及相关 ERECTA基因的克隆与表达
郭摇 鹏,夏新莉,尹伟伦 (3239)
…………………………………
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猕猴桃园节肢动物群落重建及主要类群的生态位 杜摇 超,赵惠燕,高欢欢,等 (3246)…………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*298*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*33*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄06
封面图说: 盘锦市盘山县水稻田———盘锦市位于辽宁省西南部,自古就有“鱼米之乡冶的美称。 这里地处温带大陆半湿润季风
气候,有适宜的温度条件和较长的生长期以供水稻生长发育,农业以种植水稻为主,年出口大米达 1 亿多公斤,是国
家级水稻高产创建示范区和重要的水稻产区。
彩图提供: 沈菊培博士摇 中国科学院生态环境研究中心摇 E鄄mail:jpshen@ reccs. ac. cn
生 态 学 报 2011,31(11):3156—3162
Acta Ecologica Sinica
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:山西省青年基金(2008021041); 山西省留学基金项目(2009042)
收稿日期:2010鄄12鄄08; 摇 摇 修订日期:2011鄄03鄄24
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: sxaulisc@ 126. com
杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对捕食蜘蛛
血细胞 DNA的损伤作用
李摇 锐, 李生才*, 刘摇 佳
(山西农业大学农学院,山西太谷摇 030801)
摘要:应用蜘蛛血细胞微核试验和单细胞凝胶电泳试验研究了两种杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对蜘蛛头胸部和腹部血细胞 DNA的
损伤作用。 微核试验结果表明:在啶虫脒和毒死蜱供试浓度作用下,对蜘蛛血细胞微核率与对照组相比存在极显著性差异(P<
0. 01);随着两种农药浓度升高,血细胞微核率显著增加,且存在明显的剂量鄄效应关系,啶虫脒浓度与星豹蛛头胸部血细胞微核
率线性方程为:Y=3. 192X+8. 129 ( r=0. 954),腹部为 Y=3. 206X+12. 829 ( r= 0. 932);毒死蜱浓度与星豹蛛头胸部血细胞微核
率线性方程为:Y=0. 443X+6. 833 ( r=0. 993),腹部为 Y=0. 524X+12. 214 ( r = 0. 986)。 单细胞凝胶电泳试验研究结果表明:在
两种农药供试浓度范围内,对星豹蛛头胸部和腹部受损伤细胞百分率和 DNA 迁移长度与对照相比存在极显著性差异(P<
0郾 01),且随着浓度增大出现先增大后减小的变化趋势;但两种农药对星豹蛛血细胞域级及域级以上损伤率与浓度存在明显的
剂量鄄效应关系,啶虫脒浓度与星豹蛛头胸部血细胞 DNA损伤线性方程为:Y=6. 856X+99. 377 ( r= 0. 984),腹部为 Y= 9. 039X+
100. 795 ( r=0. 983);毒死蜱浓度与星豹蛛头胸部血细胞 DNA 损伤线性方程为:Y = 0. 308X+98. 315 ( r = 0. 981),腹部为 Y =
0郾 241X+100. 762 ( r=0. 966)。 两种试验结果皆表明,在同种农药种同一浓度作用下,对星豹蛛腹部血细胞微核率和 DNA损伤
程度要明显大于头胸部。
关键词:啶虫脒;毒死蜱;星豹蛛;捕食蜘蛛;微核试验;单细胞凝胶电泳试验(又名彗星试验)
Studies of hemocytes DNA damage by two pesticides acetamiprid and chlorpyrifos
in predaceous spiders of Pardosa astrigera Koch
LI Rui, LI Shengcai*, LIU Jia,
College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China
Abstract: Spiders are among the most abundant predators of insects and other invertebrates in agroecosystems and forest
ecosystems, and they can play an important ecological role by regulating invertebrate population abundance. Biological
control using spiders may represent a sustainable method of controlling the abundance of agricultural pest species and
reducing the amount of damage inflicted to crops. However, application of pesticides to agricultural crops may directly or
indirectly impact on the foraging spiders in the crop. In particular, pesticides may have mutagenic effects on spiders, which
negatively affect the spider population abundance and importantly these effects can be transferred to the next generation of
spiders. The study of the genetic toxicity of pesticides to spiders should be therefore as one element of the safety evaluation
of pesticides.
In this study, we used both the micronucleus test and the single cell gel electrophoresis assay ( the comet assay) to
assess the effects of two pesticides (acetamiprid and chlorpyrifos) on the DNA of the wolf spider, Pardosa astrigera Koch.
The objective of the study was to achieve a more comprehensive understanding of the effects and potential risks of using
these pesticides on spider populations. The results of the micronucleus test showed that there were significant differences in
the frequencies of micronuclei in spiders exposed to different concentrations of acetamiprid and chlorpyrifos (P<0. 01)
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compared with the control spiders that were not exposed to pesticides. There was an effect of increasing the concentration of
the pesticides. The linear regression equations between the frequencies of micronuclei in cephalothorax hemocytes and
abdomen hemocytes and the concentration of acetamiprid were y=3. 192x+8. 129 ( r=0. 954) and y=3. 206x+12. 829 ( r=
0. 932) and those with the concentration of chlorpyrifos were y=0. 443x+6. 833 ( r=0. 993) and y=0. 524x+12. 214 ( r=
0. 986). The results of the comet assay showed that there were significant differences in the proportion of cells with DNA
tails and tail length of nuclear DNA between different concentrations of acetamiprid and chlorpyrifos. The linear regression
equations between the frequencies of damage ( degree 域 and 芋) in the cephalothorax and abdomen hemocytes and the
concentration of acetamiprid were y=6. 856x+99. 377 ( r=0. 984), and y=9. 039x+100. 795 ( r = 0. 983) and those with
the concentration of chlorpyrifos were y = 0. 308x+98. 315 ( r = 0. 981), and y = 0. 241x+100. 762 ( r = 0. 966). The
frequencies of micronuclei and DNA damage in the abdomen hemocytes of P. astrigera were higher than the damage in the
cephalothorax hemocytes.
The findings of this study provide valuable information on the potential risks of pesticide鄄use to spiders, which are
natural enemies of agricultural pests. The sensitivity of the single cell gel electrophoresis assay is higher than the
micronucleus test as it can detect chemicals on the damaged DNA single鄄strand and the DNA damage repair capacity. The
single cell gel electrophoresis assay therefore provides a sensitive and reliable detection method to reveal the potential
hazards of pesticides. Evaluation of the mutagenicity of pesticides and other chemicals to non鄄target organisms is important
to ensure their safe use in agricultural ecosystems.
Key Words: acetamiprid; chlorpyrifos; Pardosa astrigera; predators; spiders; micronuclei test; single cell gel
electrophoresis assay (comet assay)
蜘蛛是农林生态系统中害虫的主要捕食性天敌之一,对于农林生态系统有害生物的生态防治起重要作
用[1鄄2]。 农田施用的农药会直接或间接对蜘蛛造成影响,特别是农药的致突变性,它不但影响蜘蛛的生活力
和捕食能力,而且还会对下代产生影响。 因此,研究农药对蜘蛛的遗传毒性可以作为农药安全性评价的重要
内容,具有重要的科学意义。
微核试验(Micronuclei test)作为快速检测体内染色体畸变的方法,已广泛应用于遗传、食品、药物、环境等
很多领域,并以其简便、迅速、敏感为优点,广泛用于辐射损伤、工业管理、药物筛选以及血液学等工作的研
究[3]。 单细胞凝胶电泳(single cell gel electrophoresis assay, SCGE)又称彗星试验,是由 Ostling等首次提出,并
利用该技术在中性条件下检测 x射线引起的 DNA双链断裂[4]。 Singh等建立了碱性单细胞凝胶电泳技术,该
技术不仅可以检测 DNA 单、双链断裂,还可用来检测碱性不稳定位点、DNA 交联和不完全切除修复位点
等[5]。 与传统 DNA损伤检测方法相比,SCGE 具有简便、快速、经济、灵敏,并无需放射性标记、所需细胞少等
优点,适合于体内、外不同类型实验和各种类型细胞 DNA损伤的研究。 微核试验和单细胞凝胶电泳试验技术
在检测化学物质的遗传毒性方面具有诸多优点,广泛地应用于遗传毒理学研究。 李锐等建立了规范化的蜘蛛
血细胞微核试验[6]和改良的适用于蜘蛛血细胞 DNA损伤的彗星试验方法[7],而有关农药对蜘蛛 DNA损伤的
微核试验和彗星试验目前国内尚未见报道。
随着高效高毒农药(甲胺磷、水胺硫磷等)的禁用,啶虫脒和毒死蜱已成为我国代替高效高毒农药而被广
泛使用的新型杀虫剂,且具有良好的杀虫效果[8鄄9]。 但它们对非靶标生物捕食蜘蛛的分子生态毒理学的研究
尚未见报道。 本文采用微核试验和彗星试验方法研究啶虫脒和毒死蜱对蜘蛛细胞的损伤作用,为啶虫脒和毒
死蜱安全合理使用提供科学的依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 供试材料
供试蜘蛛为星豹蛛(Pardosa astrigera Koch),采自山西农业大学试验田;供试农药为:3%啶虫脒乳油
7513摇 11 期 摇 摇 摇 李锐摇 等:杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对捕食蜘蛛血细胞 DNA的损伤作用 摇
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(Acetaniprid),江苏省常州市绿风生化有限公司厂生产;48%毒死蜱乳油(Chlorpyrifos),通州正大农药化工有
限公司提供。
1. 2摇 主要仪器及试剂
数显电热恒温水浴箱(北京市长风仪器仪表公司),DYY鄄芋7B 型电泳仪(北京市六一仪器厂),低温冷冻
离心机(SIGMA),BX51 型荧光显微镜(OLYMPUS公司), 正常熔点琼脂糖(NMA),低熔点琼脂糖(LMA),N鄄
十二烷基肌氨酸钠,Triton鄄X鄄100,溴化乙锭(EB)。 其它化学试剂为国产分析纯。
1. 3摇 实验方法
1. 3. 1摇 单细胞悬液的制备
将雌雄各 10 头活体蜘蛛用 75%的酒精冲洗 3 次进行消毒处理,然后用不锈钢剪刀将其头胸部和腹部分
离后分别置于两个玻璃匀浆器中,加 100 滋L PBS(pH 值 = 7. 5)缓冲液冰浴研磨,将匀浆转入预冷的离心管
中,4000 r / min离心 10 min。 取沉淀的血细胞用 PBS缓冲液离心(4000 r / min,10 min)洗涤 3 次,并悬浮于 1
mL PBS溶液中,调细胞终浓度为 4伊106个细胞 / mL,吸取少量细胞悬液,用苔盼蓝排斥法镜检细胞存活率达
95%以上。
1. 3. 2摇 染毒处理
啶虫脒致 DNA断裂作用摇 将制成的细胞悬液分装于 6 支 1. 5 mL 的离心管中,依次加入终浓度为 1. 5、
3郾 0、4. 5、6. 0、7. 5 mg / L 的啶虫脒溶液,同时设一阴性对照组。 6 支离心管置于室温下,染毒 30 min。 重复
3 次。
毒死蜱致 DNA断裂作用摇 将制成的细胞悬液分装于 6 支 1. 5 mL的离心管中,依次加入终浓度为 24、48、
72、96、120 mg / L的毒死蜱溶液,同时设一阴性对照组。 6 支离心管置于室温下,染毒 30 min。 重复 3 次。
1. 4摇 微核试验方法
在 40伊100 倍的荧光显微镜下观察蜘蛛细胞涂片。 每张涂片随机观察 4000 个左右的细胞,统计微核总
数,计算微核率。
1. 5摇 单细胞凝胶电泳试验方法
单细胞凝胶电泳实验方法参考文献[10鄄14]并有所改进,实验步骤采用李锐等[7]的方法进行。
1. 6摇 实验数据的统计分析
DNA损伤的测量参数有尾长、头长、DNA迁移长度、DNA链断裂分为 3 级,玉级,彗星尾长 /彗星头长<1;
域级,1<彗星尾长 /彗星头长<2;芋级,彗星尾长 /彗星头长逸2。
微核细胞率(译)= 带有微核的细胞数 /观察细胞总数伊1000译
受损伤细胞百分数(% )= 受损伤的细胞数 /观察细胞总数伊100%
损伤率(% )= 域级受损伤的细胞率+芋级受损伤的细胞率
DNA 伤率(AU): U =移 i 伊 ni ,ni为第 i级损伤细胞数,是一种衡量 DNA链损伤程度的特有单位,是把不
同的分级加以换算统计,得到 DNA损伤的总体水平。
彗星图像由 CCD拍摄,在电脑上用 CASP彗星图像分析软件(WWW. casp. of. pl)自动分析。
统计学分析摇 应用 X2检验法进行差异显著性检验。
2摇 结果与分析
2. 1摇 啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞微核率的影响
啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞微核试验的结果见表 1。
由表 1 可得,在啶虫脒和毒死蜱各供试浓度作用下,对蜘蛛血细胞微核率与对照组相比存在极显著性差
异(P<0. 01);且随着两种农药浓度升高,血细胞微核率显著增加,且存在明显的剂量鄄效应关系,啶虫脒浓度
与星豹蛛头胸部血细胞微核率线性方程为:Y = 3. 192X+8. 129,r = 0. 954,腹部为 Y = 3. 206X+12. 829, r =
0郾 932;毒死蜱浓度与星豹蛛头胸部血细胞微核率线性方程为:Y = 0. 443X +6. 833, r = 0. 993,腹部为 Y =
8513 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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0郾 524X+12. 214,r=0. 986;啶虫脒和毒死蜱两种农药在同种农药同一浓度作用下,星豹蛛腹部血细胞微核率
要明显大于头胸部;两种农药在高浓度时,不但蜘蛛血细胞微核率增加,还表现在双微核和多微核细胞增多,
有的细胞发生核碎裂现象。
表 1摇 啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞微核细胞率的影响
Table 1摇 Effects of acetamiprid and chlorpyrifos on micronuclei frequency in cephalothorax and abdomen hemocytes of Pardosa astrigera
受试物
Chemicals
剂量
Dosage / (mg / L)
动物数
Number of
animals /头
头胸部 Cephalothora
观察细胞数
Number of cells
微核率
Micronucleus
frequencies / 译
腹部 Abdomen
观察细胞数
Number of cells
observed
微核率
Micronucleus
frequencies / 译
对照 Control 20 12435 5. 6依0. 6 12075 8. 9依1. 11
啶虫脒 1. 5 20 12242 13. 7依4. 6** 12132 18. 4依5. 4**
Acetamiprid 3. 0 20 12216 20. 6依7. 6** 12070 25. 1依7. 4**
4. 5 20 12037 21. 2依6. 8** 12127 30. 6依4. 8**
6. 0 20 12291 30. 7依7. 3** 12135 34. 0依10. 2**
7. 5 20 12257 28. 8依2. 8** 12059 32. 1依5. 4**
毒死蜱 24 20 12084 20. 9依4. 9** 12186 23. 0依2. 0**
Chlorpyrifos 48 20 12150 27. 8依6. 3** 12148 44. 5依9. 7**
72 20 12119 36. 4依12. 5** 12109 52. 3依7. 6**
96 20 12153 47. 5依7. 9** 12177 60. 1依10. 3**
120 20 12214 62. 4依15. 4** 12130 73. 1依13. 5**
摇 摇 **P<0. 01,与对照组相比
2. 2摇 啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞 DNA损伤的影响
2. 2. 1摇 啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞 DNA的损伤效应
每个浓度处理的头胸部和腹部的单细胞悬液各制 3 张片子,每张片子随机选择 100 个细胞,统计拖尾细
胞数并计算受损伤细胞百分率,同时测量彗星尾长,计算 DNA平均迁移长度,啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛头胸
部和腹部血细胞 DNA损伤效应结果见表 2。
表 2摇 啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛头胸部、腹部血细胞 DNA损伤效应
Table 2摇 Damaging effects of acetamiprid and chlorpyrifos on cephalothorax and abdomen hemocytes of Pardosa astrigera
受试物
Chemicals
剂量
Dosage
/ (mg / L)
动物数
Animal
number
观察细胞数
Number
of cells
observed
头胸部 Cephalothorax
受损伤细胞百分数
Percent of cells
with DNA tails
/ %
DNA迁移长度
Tail length of
nuclear DNA
/ 滋m
腹部 Abdomen
受损伤细胞百分数
Percent of cells
with DNA tails
/ %
DNA迁移长度
Tail length of
nuclear DNA
/ 滋m
对照 Control 20 300 19. 00依6. 24 45. 21依3. 55 20. 67依15. 04 49. 45依22. 27
啶虫脒 1. 5 20 300 27. 00依2. 65 60. 20依4. 65 21. 33依3. 21 70. 06依9. 12
Acetamiprid 3. 0 20 300 29. 33依2. 52 63. 67依7. 49 19. 00依5. 57 77. 23依12. 78
4. 5 20 300 63. 33依2. 72** 114. 96依30. 57* 30. 33依4. 04* 150. 52依49. 93**
6. 0 20 300 66. 67依25. 14** 138. 24依88. 82** 52. 67依1. 53** 202. 62依42. 15**
7. 5 20 300 35. 04依11. 90 56. 35依19. 89 24. 00依11. 53 112. 69依52. 60**
毒死蜱 24 20 300 18. 18依5. 25 30. 96依4. 45 23. 68依18. 9 45. 00依29. 90
Chlorpyrifos 48 20 300 60. 92依33. 49** 118. 51依95. 21** 56. 56依7. 63** 95. 64依12. 42**
72 20 300 67. 82依5. 26** 240. 83依18. 86** 61. 62依1. 74** 112. 82依12. 81**
96 20 300 29. 33依4. 62 53. 24依9. 43 32. 67依3. 79 68. 81依6. 53*
120 20 300 21. 47依4. 64 40. 26依9. 60 24. 29依9. 93 58. 20依20. 22*
由表 2 可得,啶虫脒和毒死蜱在供试浓度范围内对星豹蛛头胸部和腹部血细胞产生一定程度的损伤作
用,与对照相比存在显著(P<0. 05)或极显著差异(P<0. 01)。 当啶虫脒和毒死蜱浓度低时,对蜘蛛头胸部和
9513摇 11 期 摇 摇 摇 李锐摇 等:杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对捕食蜘蛛血细胞 DNA的损伤作用 摇
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腹部血细胞受损伤细胞百分率和 DNA 迁移长度影响较大,其中啶虫脒浓度为 6. 0 mg / L、毒死蜱浓度为 72
mg / L时对星豹蛛头胸部和腹部血细胞受损伤细胞百分率和 DNA迁移长度达到最大;其后随着浓度升高损伤
作用逐渐减小。 说明啶虫脒和毒死蜱两种农药在供试浓度范围内,DNA 断裂受损伤细胞百分率和 DNA 迁移
长度随着浓度增大出现先增大后减小的变化趋势,其原因是由于低浓度造成细胞 DNA 断裂,高浓度下细胞
DNA发生交联,部分受损细胞得到修复。
2. 2. 2摇 啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞 DNA损伤程度分级
本研究将 DNA链断裂分为 3 级,玉级、域级为一般型 DNA链断裂,其中玉级为轻微型 DNA链断裂;芋级
为凋亡型 DNA链断裂,表现为很小的彗星头,大而圆的彗星尾,像一把大扫帚。 根据分级标准将啶虫脒和毒
死蜱对星豹蛛头胸部、腹部血细胞 DNA的损伤程度进行分级。 损伤分级结果见表 3。
表 3摇 啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛头胸部、腹部血细胞 DNA损伤分级
Table 3摇 Damaging degrees of acetamiprid and chlorpyrifos on cephalothorax and abdomen hemocytes of Pardosa astrigera
受试物
Chemicals
剂量
Dosage / (mg / L)
头胸部 Cephalothora / %
玉级 域级 芋级 损伤率 / %Damage Percentage AU
对照 Control 98. 68 依 7. 8 0. 66 依 0. 1 0. 66 依 0. 1 1. 32 101. 98
啶虫脒 1. 5 90. 32 依 12. 3 8. 39 依 1. 2 1. 29 依 0. 4 9. 68** 110. 97
Acetamiprid 3. 0 89. 05 依 4. 5 8. 75 依 3. 2 2. 20 依 0. 6 10. 95** 113. 15
4. 5 76. 43 依 6. 4 15. 52 依 0. 5 8. 05 依 0. 9 23. 57** 131. 62
6. 0 69. 83 依 6. 1 20. 48 依 1. 4 9. 69 依 1. 5 30. 17** 139. 86
7. 5 58. 09 依 8. 9 30. 88 依 1. 6 11. 03 依 1. 5 41. 91** 152. 94
毒死蜱 24 96. 97 依 3. 2 3. 03 依 0. 7 0 依 0 3. 03** 103. 03
Chlorpyrifos 48 90. 52 依 7. 8 6. 44 依 5. 1 3. 04 依 0. 1 9. 48** 112. 52
72 85. 86 依 1. 2 9. 92 依 4. 4 4. 22 依 0. 8 14. 14** 118. 36
96 80. 16 依 4. 3 13. 20 依 9. 2 6. 64 依 1. 1 19. 84** 126. 48
120 72. 13 依 0. 9 17. 18 依 3. 1 10. 69 依 1. 3 27. 87** 138. 56
受试物
Chemicals
剂量
Dosage / (mg / L)
腹部 Abdomen / %
玉级 域级 芋级 损伤率 / %Damage Percentage AU
对照 Control 99. 46 依 10. 5 0. 54 依 0. 1 0 依 0 0. 54 100. 54
啶虫脒 1. 5 86. 80 依 9. 7 10. 61 依 2. 8 2. 59 依 0. 2 13. 20** 115. 79
Acetamiprid 3. 0 83. 27 依 15. 4 11. 59 依 3. 4 5. 14 依 0. 8 16. 73** 121. 87
4. 5 65. 96 依 4. 5 22. 60 依 4. 6 11. 44 依 1. 6 34. 04** 145. 48
6. 0 57. 22 依 7. 8 24. 89 依 8. 9 17. 89 依 1. 2 42. 78** 160. 67
7. 5 53. 60 依 8. 6 29. 00 依 2. 7 17. 40 依 1. 5 46. 40** 163. 80
毒死蜱 24 93. 53 依 6. 2 4. 88 依 2. 6 1. 59 依 0. 7 6. 47** 108. 06
Chlorpyrifos 48 89. 57 依 4. 8 5. 22 依 4. 1 5. 21 依 0. 9 10. 43** 115. 64
72 86. 44 依 5. 0 6. 78 依 2. 7 6. 78 依 2. 4 13. 56** 120. 34
96 83. 67 依 4. 5 13. 00 依 3. 2 3. 33 依 1. 3 16. 33** 119. 66
120 69. 85 依 13. 4 27. 14 依 5. 2 3. 01 依 3. 7 30. 15** 133. 16
摇 摇 **P<0. 01(用 X2检验)
由表 3 可得,啶虫脒和毒死蜱各浓度均能对星豹蛛头胸部和腹部组织血细胞 DNA 产生一定程度的损伤
作用,与对照相比存在极显著差异(P<0. 01);且随着浓度的增大对头胸部和腹部组织血细胞造成域级及域级
以上损伤率逐渐增大。 在同种农药同一浓度作用下,两种农药对星豹蛛腹部组织血细胞造成域级及域级以上
损伤率显著大于对头胸部的损伤。
2. 2. 3摇 啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞 DNA损伤剂量鄄效应关系
啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞域级及域级以上 DNA损伤剂量鄄效应关系见图 1、图 2。
0613 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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100110
120130
140150
160170
啶虫脒浓度 Concentration of acetamipird/(mg/L)
DNA
损伤
DNA
dam
age 头胸部腹部
0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5
摇 图 1摇 啶虫脒对星豹蛛头胸部、腹部血细胞 DNA 损伤剂量鄄效应
关系
Fig. 1 摇 The dosage effect of acetamiprid on cephalothorax and
abdomen hemocytes of Pardosa astrigera
100105
110115
120125
130135
140145
毒死蜱浓度 Concentration of chlorpyrifos/(mg/L)
DNA
损伤
DNA
dam
age 头胸部腹部
0 24 48 72 96 120
摇 图 2摇 毒死蜱对星豹蛛头胸部、腹部血细胞 DNA 损伤剂量鄄效应
关系
Fig. 2 摇 The dosage effect of chlorpyrifos on cephalothorax and
abdomen hemocytes of Pardosa astrigera
由图 1、图 2 可得,啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛血细胞 DNA域级及域级以上损伤率存在明显的剂量鄄效应关
系,啶虫脒浓度与星豹蛛头胸部血细胞 DNA 损伤线性方程为:Y = 6. 856X+99. 377, r = 0. 984,腹部为 Y =
9郾 039X+100. 795,r = 0. 983;毒死蜱浓度与星豹蛛头胸部血细胞 DNA 损伤线性方程为:Y = 0. 308X+98. 315,
r=0. 981,腹部为 Y=0. 241X+100. 762,r=0. 966;且两种农药对星豹蛛腹部血细胞 DNA 损伤程度显著大于对
头胸部的损伤程度。
3摇 小结与讨论
DNA损伤是评价环境毒物遗传毒性的一个重要参数。 本研究采用体外染毒法对星豹蛛染毒,以单细胞
凝胶电泳技术和微核试验,来检测啶虫脒和毒死蜱两种农药对星豹蛛 DNA 的损伤效应,以评价其遗传毒性。
结果表明,啶虫脒和毒死蜱处理星豹蛛后,出现低浓度时引起细胞断裂,而在较高浓度时引起细胞 DNA 发生
交联;各浓度作用下,啶虫脒和毒死蜱对蜘蛛头胸部和腹部间的损伤程度存在显著差异,腹部的损伤程度大于
头胸部,说明腹部对两种农药较头胸部敏感。
啶虫脒和毒死蜱对星豹蛛的损伤程度随其浓度的增大微核率逐渐增大,而星豹蛛血细胞的彗星试验结果
则显示,随其浓度的增大受损伤细胞百分率和 DNA迁移长度出现先增大后减小的变化趋势,这是由于这两种
检测方法测试的终点(End鄄points)不同,微核试验检测的是染色体断裂、染色体丢失,染色体不分离、细胞分裂
延迟和凋亡等多个终点,与细胞的分裂密切相关。 在微核试验中细胞要经过两个细胞周期,有损伤 DNA等的
修复过程,而且只有在 DNA双链完全断裂的情况下,不能完全修复的染色体断裂片才形成微核[15]。 虽然在
浓度很低时,这两种农药已经对 DNA造成了一定程度的损伤,但是生物活细胞都具有修复 DNA损伤的能力,
结果不一定形成微核;而彗星试验则与细胞的分裂与否无关,只要化学物质对 DNA 有损伤作用,就能在显微
镜下形成明显的彗星,且彗星拖尾的长度与损伤的程度成线性相关[7]。 所以,彗星试验的敏感性比微核试验
要高,同时它还可以检测出化学物质对细胞 DNA单链损伤作用,以及细胞对 DNA损伤的修复能力等[11鄄13],由
此可知蜘蛛血细胞单细胞凝胶电泳试验是一种敏感的检测 DNA 损伤的技术。 该方法的建立,不仅对揭示农
药对捕食性天敌的潜在危害及作用本质具有重要意义,而且为农药致突变物的检出提供了一种新的敏感而准
确可靠的生物检测方法,在研究农田生态系统中杀虫剂和其他化学物质对非靶标生物的致突变性评价具有重
要意义。
自然界中蜘蛛种类多、分布广、繁殖快、发生量大,对维持生态环境平衡有较大的影响,对害虫的控制效果
明显[16]。 星豹蛛是农林生态系统中重要的捕食性天敌蜘蛛,利用单细胞凝胶电泳技术和微核试验研究农药
对星豹蛛的遗传毒性,可了解其 DNA对不同化合物的敏感程度,该技术在蜘蛛细胞中的成功运用,为杀虫剂
对农林生态系统中捕食性天敌的安全评价提供了方便快捷的研究手段;同时对探索保护利用捕食性天敌蜘蛛
新的途径和协调生防和化学防治措施具有一定的指导意义。
1613摇 11 期 摇 摇 摇 李锐摇 等:杀虫剂啶虫脒和毒死蜱对捕食蜘蛛血细胞 DNA的损伤作用 摇
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2613 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 11 June,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Responses of microbes鄄mediated carbon and nitrogen cycles to global climate change SHEN Jupei, HE Jizheng (2957)………………
Formation of cyanobacterial blooms in Lake Chaohu and the photosynthesis of dominant species hypothesis
JIA Xiaohui, SHI Dingji, SHI Mianhong,et al (2968)
……………………………
………………………………………………………………………………
Unbalanced cyclical fluctuation pattern of intermittent outbreaks of beet armyworm Spodoptera exigua (H俟bner) in China
WEN Lizhang, ZHANG Youjun, ZHU Liang, et al (2978)
……………
…………………………………………………………………………
Self鄄organizing feature map classification and ordination of Larix principis鄄rupprechtii forest in Pangquangou Nature Reserve
ZHANG Qindi, ZHANG Jintun, Suriguga, et al (2990)
…………
……………………………………………………………………………
Ecological effects of lakeside wetlands restoration in Dalian Lake, Shanghai WU Di,YUE Feng, LUO Zukui, et al (2999)…………
Soil organic carbon storage and profile inventory in the different vegetation types of Luya Mountain
WU Xiaogang, GUO Jinping, YANG Xiuyun,et al (3009)
……………………………………
…………………………………………………………………………
Response of soil microbial community structure to the leaf litter decomposition of three typical broadleaf species in mid鄄subtropical
area, southern China ZHANG Shengxi, CHEN Falin, ZHENG Hua (3020)………………………………………………………
The decomposition of coniferous and broadleaf mixed litters significantly changes the carbon metabolism diversity of soil microbial
communities in subtropical area, southern China CHEN Falin, ZHENG Hua, YANG Bosu, et al (3027)………………………
Spatiotemporal heterogeneity of topsoil nutrients in Karst Peak鄄Cluster depression area of Northwest Guangxi, China
LIU Shujuan, ZHANG Wei, WANG Kelin,et al (3036)
…………………
……………………………………………………………………………
Effects of cadmium stress on the activities of antioxidant enzymes, digestive enzymes and the membrane lipid peroxidation of the
mangrove mud clam Geloina coaxans (Gmelin) LAI Tinghe,HE Binyuan,FAN Hangqing,et al (3044)…………………………
The edge effects on tree鄄liana relationship in a secondary natural forest in Bawangling Nature Reserve, Hainan Island, China
WU Yuna,TAO Jianping,XI Weimin,et al (3054)
………
…………………………………………………………………………………
Soilwater deficit under different artificial vegetation restoration in the semi鄄arid hilly region of the Loess Plateau
YANG Lei, WEI Wei, MO Baoru, et al (3060)
……………………
……………………………………………………………………………………
The diurnal trends of sensible and latent heat fluxes of a subtropical evergreen coniferous plantation subjected to seasonal drought
HE Youwei,WANG Qiubing,WEN Xuefa,et al (3069)
…
……………………………………………………………………………
Ecologicaladaptability of photosynthesis and water use for Tamarix ramosissima in the southern periphery of Gurbantunggut Desert,
Xinjiang WANG Shanshan, CHEN Xi, WANG Quan, et al (3082)………………………………………………………………
Estimation of leaf area index of cotton using digital Imaging WANG Fangyong, WANG Keru, LI Shaokun, et al (3090)……………
Different response of photosynthetic apparatus between wild soybean (Glycine soja) and cultivated soybean (Glycine max) to NaCl
stress XUE Zhongcai, GAO Huiyuan, LIU Jie (3101)……………………………………………………………………………
Effects of water and phosphorus supply on morphology and structure of special root hairs on nodal roots of wheat (Triticum
aestivum L. ) ZHANG Jun, HE Dexian, DUAN Zengqiang (3110)………………………………………………………………
Applications of species indicator for analyzing plant community types and their biodiversity at Kunyushan National Forest Reserve
SUN Zhiqiang, ZHANG Xingyao, ZHU Yanpeng, et al (3120)
…
……………………………………………………………………
Societal metabolism for chinese provinces based on multi鄄scale integrated analysis of societal metabolism(MSIASM)
LIU Ye, GENG Yong, ZHAO Hengxin (3133)
…………………
……………………………………………………………………………………
Comparative gene expression analysis for leaf trichomes of tobacco grown in two different regions in China
CUI Hong, JI Hao, YANG Huijuan, et al (3143)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Performance evaluation of B biotype whitefly, Bemisia tabaci on 23 host plants AN Xincheng, GUO Qiang, HU Qiongbo (3150)……
Studies of hemocytes DNA damage by two pesticides acetamiprid and chlorpyrifos in predaceous spiders of Pardosa astrigera Koch
LI Rui, LI Shengcai, LIU Jia, (3156)
…
………………………………………………………………………………………………
Effects of the fungicide prochloraz on the rotifer Brachionus calyciflorus LI Daming,LU Zhenghe,FENG Qi, et al (3163)……………
Effects of long鄄 and short鄄term successive parthenogenesis on life history and genetics characteristics of Brachionus calyciflorus
GE Yali, XI Yilong (3170)
………
…………………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Review of the relationship between regional landscape pattern and surface water quality
ZHAO Jun, YANG Kai, TAI Jun, et al (3180)
………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Review of dew action effect on plants YE Youhua, PENG Shaolin (3190)………………………………………………………………
Advances in Botryosphaeriaceae: identification, phylogeny and molecular ecology
CHENG Yanlin,LIANG Jun,L譈 Quan,et al (3197)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Advances inresearch on the mechanisms of age鄄related productivity decline of planted forests
MAO Peili, CAO Banghua,TIAN Wenxia,et al (3208)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
The application of tree鄄ring on forest disturbance history reconstruction
FENG Xiaohui,CHENG Ruimei,XIAO Wenfa,et al (3215)
…………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Research advances on stress responsive WRKY transcription factors in plants LI Ran, LOU Yonggen (3223)…………………………
Scientific Note
The soil microbial activities and microbial biomass in Sanjiangyuan Alpine glassland
REN Zuohua, ZHANG Yuguang, LI Diqiang,et al (3232)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………
The differences of water use efficiency (WUE) among three Populus deltoids clones, and the cloning and characterization of
related gene, PdERECTA GUO Peng, XIA Xinli, YIN Weilun (3239)……………………………………………………………
Arthropod community reestablishment and niche of the main groups in kiwifruit orchards
DU Chao, ZHAO Huiyan, GAO Huanhuan, et al (3246)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 11 期摇 (2011 年 6 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 11摇 2011
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