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不同生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2+的毒性響應(yīng)差異

2020-03-17 07:25:30劉大慶馮承蓮金小偉白英臣吳代赦
環(huán)境科學(xué)研究 2020年3期
關(guān)鍵詞:成魚仔魚幼魚

廖 偉, 劉大慶, 馮承蓮,*, 金小偉, 劉 娜, 白英臣,, 吳代赦

1.南昌大學(xué)資源環(huán)境與化工學(xué)院, 鄱陽湖環(huán)境與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江西 南昌 330031 2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院, 環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100012 3.江西省灌溉試驗(yàn)中心站, 江西 南昌 330201 4.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站, 北京 100012

環(huán)境中的重金屬具有持久性和不可降解性,水域水體、沉積物中一旦重金屬含量增高,將危及或危害水生生物的生存和繁衍. Cu雖然在生物機(jī)體細(xì)胞代謝中起重要作用[1],但Cu (主要指Cu2+)同樣會(huì)對(duì)水生生物具有較高毒性[2-5]. 研究[2,6-7]發(fā)現(xiàn),我國(guó)太湖、遼河、鄱陽湖等水域重金屬污染的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)均較高,其中Cu為潛在風(fēng)險(xiǎn)最大的重金屬元素之一,故選擇Cu作為目標(biāo)污染物具有重要意義.

目前,大部分研究主要考慮水質(zhì)因素如硬度[8-11]、pH[12-13]、溶解性有機(jī)碳(DOC)[12,14-16]等對(duì)重金屬污染物生物有效性的影響,而極少考慮水生生物不同生長(zhǎng)階段群體對(duì)污染物響應(yīng)的差異. 在進(jìn)行水環(huán)境基準(zhǔn)推算時(shí),大部分環(huán)境管理文件提到原則上選擇最敏感生長(zhǎng)階段的毒性數(shù)據(jù)來推導(dǎo)基準(zhǔn)值. 常用的水生生物,如蝦的各生長(zhǎng)階段變化明顯,相關(guān)研究較多,但不同受試生物對(duì)污染物的最敏感生長(zhǎng)階段不同. 而魚作為最重要的水生生物類群之一,不同生命階段對(duì)污染物敏感性的研究較少,所以選取合適的模式生物,合理區(qū)分其不同生長(zhǎng)階段,研究污染物對(duì)其不同階段毒性差異具有重要意義.

斑馬魚屬鯉科,具有生長(zhǎng)周期短、繁殖能力強(qiáng)、對(duì)污染物敏感等特點(diǎn),是研究水生生物毒性效應(yīng)良好的模式生物之一. 目前我國(guó)已建立了斑馬魚國(guó)家資源中心,廣泛用于各種重金屬、有機(jī)物等化學(xué)物質(zhì)的毒性測(cè)試[17-21]. 現(xiàn)有研究?jī)H將斑馬魚分為胚胎、幼魚、成魚3個(gè)階段[22-24]來比較污染物對(duì)其毒性的差異,但并未提及階段劃分的依據(jù). 斑馬魚早幼期生長(zhǎng)發(fā)育速度快,易受外界干擾,僅分為胚胎、幼魚、成魚3個(gè)階段難以代表斑馬魚生命周期不同階段對(duì)待測(cè)有毒化合物敏感性的變化,因此,有必要對(duì)斑馬魚早幼期不同階段進(jìn)行細(xì)分,進(jìn)一步研究其對(duì)有毒化合物敏感性的差異變化.

該研究旨在探索我國(guó)常見的且已大規(guī)模使用的模式生物斑馬魚不同生長(zhǎng)階段劃分及分階段培養(yǎng)方法,并研究不同生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2+的毒性響應(yīng)差異,以期為污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和水質(zhì)基準(zhǔn)研究中對(duì)受試生物不同階段的選取提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用魚:受試生物為AB品系斑馬魚(Daniorerio),購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所,已在實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)5 a以上.

CuSO4·5H2O(五水合硫酸銅,GR)購(gòu)自上海國(guó)藥試劑廠;Cu標(biāo)準(zhǔn)溶液購(gòu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng);CaCl2·2H2O(氯化鈣,AR)、MgSO4·7H2O(硫酸鎂,AR)、NaHCO3(碳酸氫鈉,AR)、KCl(氯化鉀,AR)等試劑均購(gòu)自上海國(guó)藥試劑廠;豐年蝦休眠卵購(gòu)自天津豐年水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司. 試驗(yàn)用所有容器均放入酸桶(10%~15%鹽酸)浸泡24 h,再用自來水、除氯水沖洗干凈.

1.2 主要儀器

MGC-350 HP-2人工智能氣候箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);CASA流水養(yǎng)殖系統(tǒng)(無錫中科水質(zhì)環(huán)境技術(shù)有限公司);Leica M165C體式顯微鏡(徠卡微系統(tǒng)有限公司);Mettler Toledo XPE205電子天平〔瑞士梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司〕;Milli Q Direct8試驗(yàn)超純水機(jī)〔默瑞(上海)生物科技有限公司〕;Agilent7500a電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國(guó)安捷倫科技有限公司);YSI Professional Plus多參數(shù)水質(zhì)分析儀〔維賽儀器貿(mào)易(上海)有限公司〕;PHS-3E精密pH計(jì)(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司).

1.3 斑馬魚培育方法

斑馬魚親魚飼養(yǎng):置于流水養(yǎng)殖系統(tǒng),飼養(yǎng)條件為溫度(25±1)℃、光強(qiáng) 1 000 lx、光暗比為16 h∶8 h. 水源為普通自來水經(jīng)過活性炭過濾曝氣后注入流水養(yǎng)殖系統(tǒng),水質(zhì)硬度為(130±10)mg/L,pH為7.7±0.2,ρ(DO)>6 mg/L.

斑馬魚繁殖:夜晚將待產(chǎn)卵親魚放入孵化盒中,每個(gè)孵化盒放置兩雄、兩雌,第2天即可產(chǎn)卵.

根據(jù)斑馬魚的培養(yǎng)方法[25]、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法[26-27]及實(shí)驗(yàn)室觀察,該研究將斑馬魚生命周期劃分為8個(gè)不同階段(見表1).

表1 不同生長(zhǎng)階段斑馬魚劃分描述

斑馬魚孵化:將斑馬魚受精卵收集到盛有曝氣自來水(經(jīng)0.45 μm濾膜過濾)的結(jié)晶皿中,加入約0.01%的亞甲基藍(lán)試劑,置于光強(qiáng)為 1 000 lx、光暗比為16 h∶8 h、溫度為(28±1)℃下孵化. 孵化密度以每0.5 L水放入60~80枚受精卵為宜,每6~8 h觀察1次,視情況換水. 該方法下,實(shí)驗(yàn)室斑馬魚受精卵 48~72 h可全部孵化,平均孵化率高于95%.

仔、幼魚飼養(yǎng):孵化3~4 d后喂食經(jīng)碾磨的初孵化豐年蝦碎末及少量新鮮蛋黃水;7~8 d喂食初孵化豐年蝦,每天換水1次;14 d后放入流水養(yǎng)殖系統(tǒng)與成魚同條件飼養(yǎng).

成魚飼養(yǎng):流水養(yǎng)殖系統(tǒng)飼養(yǎng),早晚喂食孵化豐年蝦,培養(yǎng)條件與親魚一致.

孵化10 d后斑馬魚累積平均成活率為85.3%±4.5%,10 d后不同生長(zhǎng)階段斑馬魚平均成活率均高于95.0%,滿足試驗(yàn)方法中對(duì)受試生物成活率的要求.

1.4 斑馬魚生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)

每個(gè)監(jiān)測(cè)階段至少設(shè)置6個(gè)平行組,監(jiān)測(cè)環(huán)境條件、飼養(yǎng)密度、喂食量等與試驗(yàn)受試魚相同,各階段成活率采用拍照計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行測(cè)定. 斑馬魚體長(zhǎng)測(cè)定:孵化0~17 d內(nèi)采用拍照投影的方法測(cè)量,17 d后用直尺測(cè)量. 斑馬魚體質(zhì)量測(cè)定:孵化0~17 d內(nèi)一次稱量5~200尾斑馬魚,再求其平均質(zhì)量;17 d后直接稱量單尾魚質(zhì)量. 斑馬魚各生長(zhǎng)指標(biāo)見式(1)~(3).

魚體長(zhǎng)日均增長(zhǎng)率(GL)計(jì)算公式:

(1)

體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率(GW)計(jì)算公式:

(2)

斑馬魚質(zhì)量指數(shù)(BMI)計(jì)算公式:

BMI=WILI2

(3)

式中:LI為某生長(zhǎng)階段初始體長(zhǎng),mm;LF為某生長(zhǎng)階段末體長(zhǎng),mm;WI為某生長(zhǎng)階段初始體質(zhì)量,g;WF為某生長(zhǎng)階段末體質(zhì)量,g;N為某生長(zhǎng)階段天數(shù),d.

1.5 毒性暴露試驗(yàn)方法

斑馬魚急性毒性試驗(yàn)嚴(yán)格按照毒性試驗(yàn)操作進(jìn)行[26-27]. 采用單因子急性毒性測(cè)試方法,試驗(yàn)周期為96 h,不同生長(zhǎng)階段斑馬魚魚齡偏差均小于12 h(其中1 d幼魚魚齡偏差小于6 h),根據(jù)魚大小選擇不同直徑的結(jié)晶皿或大燒杯,保證暴露液中魚的密度不超過0.5 g/L. 暴露試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)稀釋水按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法[26]要求配制,水體硬度為250 mg/L (以CaCO3計(jì)),模擬自來水則根據(jù)實(shí)驗(yàn)室自來水鈣鎂離子的濃度,配制成硬度約為125 mg/L (以CaCO3計(jì))的重組水. 使用前充分曝氣24 h,ρ(DO)>6.0 mg/L,pH為7.8±0.2,符合標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法[26]要求. 每個(gè)暴露濃度均設(shè)置3個(gè)平行,每個(gè)平行均放入10尾斑馬魚,采用半靜態(tài)試驗(yàn)方法,每24 h更換暴露液,以保證受試物質(zhì)的穩(wěn)定性及DO合格,暴露期間水溫、光照與培養(yǎng)條件保持一致. 試驗(yàn)期間觀察24、48、72、96 h魚的死亡(用玻璃棒輕觸魚的尾部,沒有反應(yīng)即認(rèn)為已死亡)情況,并記錄每個(gè)容器中魚死亡的數(shù)目,清出死魚. 試驗(yàn)過程中,所有死亡以及試驗(yàn)后未死亡的魚均收集冷凍待集中處理. 試驗(yàn)期間,所有空白試驗(yàn)組斑馬魚死亡率均為0;經(jīng)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)量,Cu2+暴露液濃度實(shí)測(cè)值與理論值相差小于6%.

1.6 數(shù)據(jù)收集和篩選

Cu的水生生物毒性數(shù)據(jù)主要來源于已公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文[6-7,28],并檢索2014—2018年US EPA的毒性數(shù)據(jù)庫(kù)ECOTOX (http://cfpub.epa.gov/ecotox)、Web of Science和中國(guó)知網(wǎng)等文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)公開發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)作為補(bǔ)充. 毒性數(shù)據(jù)篩選規(guī)則參考 HJ 831—2017《淡水水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)制定技術(shù)指南》[29]及文獻(xiàn)[30],數(shù)據(jù)篩選后僅保留我國(guó)本土物種的毒性數(shù)據(jù)進(jìn)行比較.

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 22.0軟件Probit方法計(jì)算暴露試驗(yàn)的LC50(半致死濃度)及其95%置信區(qū)間,用Origin 8.0軟件制圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 斑馬魚生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)

通過對(duì)不同性別斑馬魚體長(zhǎng)、體質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn),logistic增長(zhǎng)方程能較好地?cái)M合斑馬魚雌魚、雄魚的體長(zhǎng)與體質(zhì)量之間變化規(guī)律(見表2).

不同生長(zhǎng)階段斑馬魚各生長(zhǎng)指標(biāo)變化情況如圖1所示. 由圖1可見,斑馬魚在17~24 d內(nèi)生長(zhǎng)最快,90 d后斑馬魚體長(zhǎng)增長(zhǎng)率降至低點(diǎn);120 d后斑馬魚體質(zhì)量增長(zhǎng)速率也降至最低,第120天斑馬魚質(zhì)量指數(shù)與第90天時(shí)基本持平.

試驗(yàn)監(jiān)測(cè)表明,在食物充足情況下,斑馬魚的體長(zhǎng)、體質(zhì)量變化均符合logistic增長(zhǎng)方程,90 d后斑馬魚達(dá)到生殖水平. 第90天斑馬魚已接近成魚體長(zhǎng),而體質(zhì)量方面,由于斑馬魚親魚繁殖需要,90 d后其體質(zhì)量還保持一定的增長(zhǎng)率. 由圖1可見,第150天斑馬魚體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率高于第120天,除斑馬魚生殖能量?jī)?chǔ)備外,還一個(gè)重要原因是120 d后斑馬魚的飼養(yǎng)密度降低,減少了斑馬魚的生存環(huán)境壓力,使得體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率及質(zhì)量指數(shù)升高.

表2 斑馬魚體長(zhǎng)與體質(zhì)量之間的擬合結(jié)果

注:x為魚齡,d;y為體長(zhǎng)或體質(zhì)量,mm或g.

圖1 不同生長(zhǎng)階段斑馬魚各生長(zhǎng)指標(biāo)變化情況Fig.1 The variation of indicators at different growth stages of zebrafish

由圖1可見:魚齡在10 d前,斑馬魚無論是體長(zhǎng)率還是體質(zhì)量的日均增長(zhǎng)率率均十分緩慢;17 d后稚魚能主動(dòng)捕食活體豐年蝦,并能快速吸收并合成自身需要的物質(zhì),此時(shí)斑馬魚稚魚體長(zhǎng)日均增長(zhǎng)率較10 d快速增加,且17 d時(shí)體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率約是10 d的14倍;24 d時(shí)斑馬魚幼魚的體長(zhǎng)、體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率均為全生命周期最快的時(shí)期,此階段斑馬魚幼魚活動(dòng)范圍較17 d時(shí)有了較大提高,外表體型均接近成魚;31 d后斑馬魚幼魚體長(zhǎng)、體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率較24 d時(shí)均有所下降,但體長(zhǎng)日均增長(zhǎng)率仍保持次高速率增長(zhǎng),體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率較17和24 d時(shí)有所減緩,該階段斑馬魚幼魚活動(dòng)范圍已涉及整個(gè)魚缸,能夠自由游動(dòng),外表進(jìn)一步接近成魚;60 d時(shí)斑馬魚幼魚體長(zhǎng)、體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率較31 d時(shí)進(jìn)一步放緩,體長(zhǎng)已經(jīng)達(dá)成魚體長(zhǎng)的75%,體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率仍然保持較高水平;90 d時(shí)斑馬魚體長(zhǎng)、體質(zhì)量日均增長(zhǎng)率較60 d時(shí)進(jìn)一步放緩,但由于斑馬魚體長(zhǎng)和體質(zhì)量基數(shù)大,該階段處于最大的絕對(duì)增長(zhǎng)量;90 d后斑馬魚體長(zhǎng)已經(jīng)接近成魚平均水平,而體質(zhì)量則在120 d后與成魚平均水平相當(dāng). 綜上,將斑馬魚分為仔魚階段(1 d、10 d),稚魚階段(17 d),幼魚階段(24、31、60 d)和成魚階段(90、120 d),符合斑馬魚的生長(zhǎng)規(guī)律.

2.2 不同生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2+的毒性差異

我國(guó)魚類急性毒性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法均采用硬度為250 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)稀釋水溶液,但其與實(shí)際環(huán)境中水的硬度存在較大差異[31],而水體硬度又是影響Cu2+水生生物毒性的重要因素之一[9,32-33],故該研究根據(jù)實(shí)驗(yàn)室自來水鈣鎂離子濃度,配制了硬度為125 mg/L的模擬自來水,分別研究標(biāo)準(zhǔn)稀釋水和模擬自來水下Cu2+對(duì)不同生長(zhǎng)階段斑馬魚的毒性,結(jié)果如圖2所示.

圖2 不同水質(zhì)條件下各生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2毒性的響應(yīng)差異Fig.2 The toxicity response of zebrafish to Cu2+ at different growth stages under different water quality conditions

由圖2可見:標(biāo)準(zhǔn)稀釋水條件下,Cu2+對(duì)不同生長(zhǎng)階段斑馬魚的毒性隨暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大,Cu2+對(duì)斑馬魚各階段24 h-LC50、48 h-LC50、72 h-LC50、96 h-LC50的幾何平均值分別為0.54、0.42、0.38和0.36 mg/L;從不同生長(zhǎng)階段劃分來看,Cu2+對(duì)斑馬魚的96 h-LC50分別為0.425 mg/L (1 d)、0.768 mg/L (10 d)、0.550 mg/L (17 d)、0.309 mg/L (24 d)、0.334 mg/L (31 d)、0.327 mg/L (60 d)、0.230 mg/L (90 d)和0.180 mg/L (120 d),表明隨著魚齡的增加,Cu2+對(duì)斑馬魚的毒性不斷增大,不同生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2+的敏感性順序?yàn)?20 d>90 d>24 d>60 d>31 d>1 d>17 d>10 d.

由圖2可見:模擬自來水條件下,Cu2+對(duì)斑馬魚各生長(zhǎng)階段的毒性隨暴露時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大,Cu2+對(duì)斑馬魚各生長(zhǎng)階段24 h-LC50、48 h-LC50、72 h-LC50、96 h-LC50的幾何平均值分別為0.36、0.28、0.25和0.24 mg/L;從不同生長(zhǎng)階段劃分來看,Cu2+對(duì)斑馬魚的96 h-LC50分別為0.377 mg/L (1 d)、0.438 mg/L (10 d)、0.366 mg/L (17 d)、0.201 mg/L (24 d)、0.206 mg/L (31 d)、0.189 mg/L (60 d)、0.167 mg/L (90 d)和0.144 mg/L (120 d),結(jié)果表明隨著魚齡的增加,Cu2+對(duì)斑馬魚毒性增大,不同生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2+的敏感性順序?yàn)?20 d>90 d>60 d>24 d>31 d>1 d>17 d>10 d. 模擬自來水條件下,Cu2+對(duì)斑馬魚各生長(zhǎng)階段毒性變化情況與標(biāo)準(zhǔn)稀釋水試驗(yàn)結(jié)果一致.

2.3 不同生長(zhǎng)階段斑馬魚毒性差異在Cu2+的物種敏感度分布變化

為研究不同生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2+敏感性差異在Cu物種敏感度分布圖中的變化情況,將Cu2+對(duì)不同生長(zhǎng)階段斑馬魚96 h-LC50毒性數(shù)據(jù)加入Cu的物種敏感度分布圖中進(jìn)行比較. 圖3為不同生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2+敏感性在Cu物種敏感度分布圖中的位置,其中每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)生物毒性數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的毒性終點(diǎn)均為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)下的LC50或EC50(半數(shù)效應(yīng)濃度),除斑馬魚外,其他物種不進(jìn)行生長(zhǎng)階段劃分. 物種敏感度分級(jí)參考文獻(xiàn)[34-36]:累積概率小于5%,屬于非常敏感;累積概率為5%~15%,屬于敏感;累積概率為15%~30%,屬于較敏感;累積概率為 30%~50%,屬于相對(duì)不敏感;累積概率大于50%,屬于不敏感.

注: DW—標(biāo)準(zhǔn)稀釋水; TW—模擬自來水. 除斑馬魚外,其他物種毒性數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)[6-7,28].圖3 不同生長(zhǎng)階段斑馬魚在Cu物種敏感度分布Fig.3 Species sensitivity distributions for Cu2+ under different life-stage

由圖3可見:Cu2+對(duì)水生生物的急性毒性數(shù)據(jù)量為152個(gè),該研究中最敏感的為模擬自來水下120 d成魚期斑馬魚(排序第37位),累積概率為24.18%,屬于較敏感物種;標(biāo)準(zhǔn)稀釋水下120 d成魚期斑馬魚排在第50位,累積概率為32.68%,屬于相對(duì)不敏感物種;而10 d仔魚期斑馬魚在模擬自來水和標(biāo)準(zhǔn)稀釋水下的排序分別為第111和129位,累積概率分別為72.55%和84.31%,均屬于不敏感物種. 研究發(fā)現(xiàn),不同生長(zhǎng)階段斑馬魚對(duì)Cu2+的敏感性在Cu2+的物種敏感度分布中變化顯著,且成魚敏感性高于幼魚敏感性.

3 討論

由于發(fā)育完善程度、代謝速率等不同,生物的不同生長(zhǎng)階段對(duì)污染物毒性響應(yīng)的敏感性存在差異. 研究[37]表明,生物體在胚胎發(fā)育、性分化和性成熟期對(duì)污染物較敏感. 該研究將斑馬魚分為8個(gè)不同生長(zhǎng)階段,發(fā)現(xiàn)1、24、90和120 d的斑馬魚均處于相對(duì)敏感期,但敏感性總體趨勢(shì)為成魚階段(120、90 d)>幼魚階段(60 、31、24 d)>卵黃囊仔魚期(1 d)>稚魚期(17 d)>晚期仔魚期(10 d).

蔣金花等[22]研究發(fā)現(xiàn),三唑酮對(duì)斑馬魚毒性大小的規(guī)律為成魚(90 d)>幼魚(55 d)>仔魚(8 d),與筆者研究結(jié)果一致. 程艷紅等[23]研究斑馬魚不同生長(zhǎng)階段的急性毒性效應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn),乙草胺、丁草胺對(duì)斑馬魚毒性大小表現(xiàn)為仔魚(8 d)>成魚(90 d)>幼魚(55 d),丙草胺對(duì)斑馬魚毒性大小表現(xiàn)為仔魚(8 d)、成魚(90 d)>幼魚(55 d),成魚敏感性大于幼魚敏感性,與該研究結(jié)論一致. 但仔魚(8 d)毒性敏感性與筆者研究結(jié)果不一致,這與不同實(shí)驗(yàn)室的仔魚選取時(shí)間和養(yǎng)殖方式有較大關(guān)系,因?yàn)榘唏R魚在8 d左右,其卵黃囊剛耗盡,失去卵黃囊提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),體弱的斑馬魚容易死亡,從而導(dǎo)致仔魚(8 d)敏感性增加.

大量研究表明,重金屬污染物對(duì)無脊椎動(dòng)物毒性表現(xiàn)為幼年期大于成年期. 如Soegianto等[38-39]研究發(fā)現(xiàn),幼蝦對(duì)Pb和Cu最敏感;Madhav等[40]研究發(fā)現(xiàn),7 d鹵蟲藻對(duì)Cu最敏感,而成年鹵蟲藻對(duì)Cu最不敏感;Verriopoulos等[41]研究發(fā)現(xiàn),Cu對(duì)橈足類水蚤的毒性大小表現(xiàn)為1 d>5 d>10 d. 由于重金屬對(duì)不同生長(zhǎng)階段魚類致毒機(jī)理復(fù)雜,研究結(jié)果沒有特定的規(guī)律. TANG等[42]發(fā)現(xiàn),Cu對(duì)15 d白鱘的毒性高于對(duì)48及139 d白鱘的毒性,但Cd對(duì)48 d白鱘的毒性高于對(duì)15和139 d白鱘的毒性. Mcnulty等[43]研究Cu對(duì)擬銀漢魚年齡特異性差異時(shí)發(fā)現(xiàn),年齡在0、3、5 d的擬銀漢比年齡≥7 d的擬銀漢對(duì)Cu更不敏感,原因是魚在生長(zhǎng)發(fā)育過程中由皮膚呼吸為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿粑鼮橹?,隨著魚齡增大,增加腮損傷或功能障礙導(dǎo)致幼魚的敏感性增加,另外該研究表明擬銀漢魚早幼期階段腮的表面積增加超過7倍,而皮膚表面積在同一時(shí)期只增長(zhǎng)了3倍. 該研究發(fā)現(xiàn),Cu2+對(duì)斑馬魚各生長(zhǎng)階段的毒性在10、17和24 d隨魚齡的增加而增大,24 d后無顯著差異,但31 d略高于24 d. Cu的主要致毒機(jī)理為游離Cu (Cu2+)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)膜,增加質(zhì)膜的滲透性,引起鈉等其他離子流失,破壞離子平衡、提升血液粘度,造成心力衰竭等癥狀,導(dǎo)致生物死亡[19,44]. 在斑馬魚馴養(yǎng)過程中研究發(fā)現(xiàn),斑馬魚孵化12 h后有50%的仔魚能平游,但前期生長(zhǎng)十分緩慢,呼吸頻率低,且10 d仔魚基本靠卵黃囊維持生命. 該階段大部分斑馬魚死亡癥狀為畸形,失去游泳能力等,再停止心跳. 相對(duì)于發(fā)育相對(duì)完善的小魚來說,仔魚活動(dòng)能力弱、新陳代謝慢,且主要靠皮膚與暴露液毒性離子接觸,從而減少了暴露液毒性離子進(jìn)入魚體內(nèi)的途徑,故該階段斑馬魚對(duì)暴露液毒性物質(zhì)的敏感性低. 17 d后斑馬魚稚魚活動(dòng)能力提升,捕食能力增強(qiáng)、活動(dòng)頻率提高,新陳代謝加快,呼吸頻率較之前快,此時(shí)斑馬魚可能慢慢由皮膚接觸為主轉(zhuǎn)化為魚鰓接觸為主,所以17 d幼魚對(duì)Cu2+敏感性高于10 d幼魚. 但24、31 d幼魚對(duì)Cu2+的敏感性顯著高于17 d幼魚,斑馬魚在17 d后處于快速生長(zhǎng)期,此時(shí)斑馬魚幼魚無論從體長(zhǎng)還是體質(zhì)量均高于前期[45]. 60 d后隨著斑馬魚體長(zhǎng)和體質(zhì)量的快速增加,其新陳代謝速率不斷加快,極大地增強(qiáng)了魚各組織(如魚鰓)與外界溶液的交流,90 d后斑馬魚性成熟,進(jìn)入繁殖期,魚體對(duì)污染物的敏感性進(jìn)一步增大,所以該研究中Cu2+對(duì)斑馬魚成魚的毒性大小為成魚階段>幼魚階段>稚魚階段>仔魚階段.

4 結(jié)論

a) 斑馬魚在食物充足情況下,體長(zhǎng)、體質(zhì)量的變化均符合logistic增長(zhǎng)方程,90 d斑馬魚接近成魚平均體長(zhǎng),且達(dá)到生殖水平. 根據(jù)斑馬魚生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果確定斑馬魚的不同生長(zhǎng)階段,即卵黃囊仔魚期(1 d)、晚期仔魚期(10 d)、稚魚期(17 d)、早幼期(24 d)、幼魚期(31 d)、發(fā)育期(60 d)、成熟期(90 d)、成魚期(120 d)等8個(gè)生長(zhǎng)階段.

b) 從不同生長(zhǎng)階段劃分來看,Cu2+對(duì)不同生長(zhǎng)階段斑馬魚的毒性表現(xiàn)為120 d>90 d>24 d>60 d>31 d>1 d>17 d>10 d,隨著魚齡的增加,Cu2+對(duì)斑馬魚的毒性逐漸增大;將試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合文獻(xiàn)數(shù)據(jù)構(gòu)成Cu2+的物種敏感度分布,結(jié)果顯示成魚期斑馬魚為較敏感物種,而晚期仔魚期斑馬魚為不敏感物種,受試生物的不同生長(zhǎng)階段對(duì)污染物的敏感性存在較大差異.

參考文獻(xiàn)(References):

[1] FESTA R A,THIELE D J.Copper:an essential metal in biology[J].Current Biology,2011,21(21):877-883.

[2] DONNACHIE R L,JOHNSON A C,MOECKEL C,etal.Using risk-ranking of metals to identify which poses the greatest threat to freshwater organisms in the UK[J].Environmental Pollution,2014,194(7):17-23.

[3] FU Zhiyou,WU Fengchang,CHEN Lulu,etal.Copper and zinc,but not other priority toxic metals,pose risks to native aquatic species in a large urban lake in eastern China[J].Environmental Pollution,2016,219:1069-1076.

[4] FU Zhiyou,GUO Wenjing,DANG Zhi,etal.Refocusing on nonpriority toxic metals in the aquatic environment in China[J].Environmental Science & Technology,2017,51(6):3117-3118.

[5] 李強(qiáng),劉云慶,陳望香,等.新疆地表水體重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2018,38(5):1913-1922.

LI Qiang,LIU Yunqing,CHEN Wangxiang,etal.Ecological risk assessment of heavy metals in water of Xinjiang Area[J].China Environmental Science,2018,38(5):1913-1922.

[6] 吳豐昌,馮承蓮,曹宇靜,等.我國(guó)銅的淡水生物水質(zhì)基準(zhǔn)研究[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2011,6(6):617-628.

WU Fengchang,FENG Chenglian,CAO Yujing,etal.Aquatic life ambient freshwater criteria for copper in China[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2011,6(6):617-628.

[7] 張旭,付衛(wèi)強(qiáng),馮承蓮,等.我國(guó)淡水中銅的水質(zhì)基準(zhǔn)及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究[J].環(huán)境工程,2016,34(5):156-160.

ZHANG Xu,FU Weiqiang,FENG Chenglian,etal.Water quality criteria and ecological risk assessment of copper in Chinese freshwaters[J].Environmental Engineering,2016,34(5):156-160.

[8] 周永欣,周仁珍,尹伊偉.在不同水硬度下銅對(duì)草魚,鰱和大鱗泥鰍的急性毒性[J].暨南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)版),1992(3):62-67.

ZHOU Yongxin,ZHOU Renzhen,YIN Yiwei.Acute toxicity of copper to the grass carp,silver carp and loach under different water hardness[J].Journal of Jinan University (Natural Science),1992(3):62-67.

[9] 王偉莉,焦聰穎,閆振廣,等.水體硬度對(duì)銅和鎘生物毒性的影響[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2013,3(3):272-278.

WANG Weili,JIAO Congying,YAN Zhenguang,etal.Effects of water hardness on ecotoxicity of cadmium and copper to aquatic organisms[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2013,3(3):272-278.

[10] 熊小琴,羅思,吳本麗,等.不同硬度條件下Cd2+和Cu2+對(duì)稀有鮈鯽的急性毒性[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2016,11(3):316-322.

XIONG Xiaoqin,LUO Si,WU Benli,etal.Acute toxicity of cadmium and copper to gobiocypris rarus under different water hardness[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2016,11(3):316-322.

[11] PLAYLE R C,GENSEMER R W,DIXON D G.Copper accumulation on gills of fathead minnows:influence of water hardness,complexation and pH of the gill micro-environment[J].Environmental Toxicology & Chemistry,2010,11(3):381-391.

[12] DE-SCHAMPHELAERE K A,JANSSEN C R.Effects of dissolved organic carbon concentration and source,pH,and water hardness on chronic toxicity of copper toDaphniamagna[J].Environmental Toxicology & Chemistry,2004,23(5):1115-1122.

[13] DE-SCHAMPHELAERE K A,JANSSEN C R.A biotic ligand model predicting acute copper toxicity forDaphniamagna:the effects of calcium,magnesium,sodium,potassium,and pH[J].Environmental Science & Technology,2002,36(1):48-54.

[14] 黃圣彪,王子健.天然水體中銅的形態(tài)及其對(duì)Q67淡水發(fā)光菌的毒性作用[J].環(huán)境科學(xué)研究,2003,16(2):43-46.

HUANG Shengbiao,WANG Zijian.Speciation of copper in natural waters and its toxicity to Q67 freshwater luminescence baceria[J].Research of Environmental Sciences,2003,16(2):43-46.

[15] 胡釋尹,李非里,方小滿.溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)自然水體中重金屬生物有效性評(píng)價(jià)的影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2016,39(1):27-31.

HU Shiyin,LI Feili,FANG Xiaoman.Effect of dissolved organic matter in evaluating heavy metals bioavailability in natural water[J].Environmental Science & Technology (China),2016,39(1):27-31.

[16] WANG Chunyan,CHEN Han,WU K B,etal.Application of the biotic ligand model to predict copper acute toxicity to Medaka fish in typical Chinese rivers.[J].Water Science & Technology,2011,64(6):1277-1283.

[17] 王佳佳,徐超,屠云杰,等 斑馬魚及其胚胎在毒理學(xué)中的試驗(yàn)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2007,2(2):123-135.

WANG Jiajia,XU Chao,TU Yunjie,etal.Exper imental research and application of zebrafish and embryos in toxicology[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2007,2(2):123-135.

[18] 劉在平,張松林.斑馬魚在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(2):486-488.

[19] 趙巧雅,孫雪婧,王玲玲,等.銅對(duì)斑馬魚鰓的損傷及其作用機(jī)制[J].解剖學(xué)報(bào),2018,49(3):367-373.

ZHAO Qiaoya,SUN Xuejing,WANG Lingling,etal.Gill injury by copper and its mechanism in zebrafish[J].Acta Anatomica Sinica,2018,49(3):367-373.

[20] 彭濤,王思思,任琳,等.磷酸三苯酯對(duì)斑馬魚早期生命階段的神經(jīng)毒性研究[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2016,11(1):254-260.

PENG Tao,WANG Sisi,REN Lin,etal.Neurotoxicity of triphenyl phosphate on the early life stages of zebrafish[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2016,11(1):254-260.

[21] YANG Y,QI S,WANG D,etal.Toxic effects of thifluzamide on zebrafish (Daniorerio)[J].Journal of Hazardous Materials,2016,307(4):127-136.

[22] 蔣金花,吳聲敢,陳江濱,等.三唑酮對(duì)斑馬魚和稀有鮈鯽不同生長(zhǎng)階段的急性毒性比較[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2015,10(5):150-156.

JIANG Jinhua,WU Shengan,CHEN Jiangbin,etal.Acute toxicity effects of triadimefon on different life stages of zebrafish (Daniorerio) and Chinese rare minnow (Gobiocyprisrarus)[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2015,10(5):150-156.

[23] 程艷紅,葛婧,胡高潔,等3種酰胺類除草劑對(duì)斑馬魚不同生長(zhǎng)階段的急性毒性效應(yīng)[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2017,12(6):171-178.

CHENG Yanhong,GE Jin,HU Gaojie,etal.Acute toxicity effects of three amide herbicides to different life stages of zebrafish (Daniorerio)[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2017,12(6):171-178.

[24] 楊陽.噻呋酰胺對(duì)斑馬魚的毒性及作用機(jī)制研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2017:22-28.

[25] KIMMEL C B,BALLARD W W,KIMMEL S R,etal.Stages of embryonic-development of the zebrafish[J].Developmental Dynamics,1995,203(3):253-310.

[27] OECD.Guideline for testing of chemicals No.203 fish,acute toxicity test[S].Paris:Organization for Economic Co-Operation and Development,2019.

[28] ZHANG Yahui,ZANG Wenchao,QIN Lumei,etal.Water quality criteria for copper based on the BLM approach in the freshwater in China[J].Plos One,2017,12(2):1-13.

[29] 環(huán)境保護(hù)部.HJ 831—2017淡水水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)制定技術(shù)指南[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2017.

[30] 劉娜,金小偉,王業(yè)耀,等.生態(tài)毒理數(shù)據(jù)篩查與評(píng)價(jià)準(zhǔn)則研究[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2016,11(3):1-10.

LIU Na,JIN Xiaowei,WANG Yeyao,etal.Review of criteria for screening and evaluating ecotoxicity data[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2016,11(3):1-10.

[31] 周懷東,彭文啟,杜霞,等.中國(guó)地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)[J].中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào),2004,2(4):255-264.

ZHOU Huaidong,PENG Wenqi,DU Xia,etal.Assessment of surface water quality in China[J].Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research,2004,2(4):255-264.

[32] TAN Qiaoguo,WANG Wenxiong.Acute toxicity of cadmium in daphnia magna under different calcium and pH conditions:importance of influx rate[J].Environmental Science & Technology,2011,45(5):1970-1976.

[33] US Environmental Protection Agency.Aquatic life ambient freshwater quality criteria-copper[R].Washington DC:Office of Water,2001:2-4.

[34] FENG Chenglian,WU Fengchang,DYER S D,etal.Derivation of freshwater quality criteria for zinc using interspecies correlation estimation models to protect aquatic life in China[J].Chemosphere,2013,90(3):1177-1183.

[35] VAN-VLAARDINGEN P L A,TRAAS T P,WINTERSEN A M,etal.ETX20-A program to calculate hazardous concentration and fraction affected,based on normally distributed toxicity data[R].Bilthoven,Netherlands:National Institute for Public Health and the Environment(RIVM),2004.

[36] 王曉南,鄭欣,閆振廣,等.水質(zhì)基準(zhǔn)魚類受試生物篩選[J].環(huán)境科學(xué)研究,2014,27(4):341-348.

WANG Xiaonan,ZHEN Xin,YAN Zhenguang,etal.Screening of native fishes for deriving aquatic life criteria[J].Research of Environmental Sciences,2014,27(4):341-348.

[37] DEL S A,HENDRIKS A J,LENDERS H J,etal.Development and application of the SSD approach in scientific case studies for ecological risk assessment[J].Environmental Toxicology & Chemistry,2016,35(9):2149-2161.

[38] SOEGIANTO A,ASIH A Y P,IRAWAN B.Lead toxicity at different life stages of the giant prawn (de Man):considerations of osmoregulatory capacity and histological changes in adult gills[J].Marine & Freshwater Behaviour & Physiology,2016,49(3):187-200.

[39] ASIH A Y P,IRAWAN B,SOEGIANTO A.Effect of copper on survival,osmoregulation,and gill structures of freshwater prawn (Macrobrachiumrosenberg,de Man) at different development stages[J].Marine and Freshwater Behaviour and Physiology,2013,46(2):75-88.

[40] MADHAV M R,DAVID S E M,KUMAR R S S,etal.Toxicity and accumulation of copper oxide (CuO) nanoparticles in different life stages of Artemia salina[J].Environmental Toxicology & Pharmacology,2017,52:227-238.

[41] VERRIOPOULOS G,MORA?TOU-APOSTOLOPOULOU M.Differentiation of the sensitivity to copper and cadmium in different life stages of a copepod[J].Marine Pollution Bulletin,1982,13(4):123-125.

[42] TANG Song,DOERING J A,SUN Jianxian,etal.Linking oxidative stress and magnitude of compensatory responses with life-stage specific differences in sensitivity of white sturgeon (Acipensertransmontanus) to copper or cadmium[J].Environmental Science & Technology,2016,50(17):9717-9726.

[43] MCNULTY H R,ANDERSON B S,HUNT J W,etal.Age-specific toxicity of copper to larval topsmeltAtherinopsaffinis[J].Environmental Toxicology and Chemistry,1994,13(3):487-492.

[44] 王振,金小偉,王子健.銅對(duì)水生生物的毒性:類群特異性敏感度分析[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2014,9(4):640-646.

WANG Zhen,JIN Xiaowei,WANG Zijian.Taxon-specific sensitivity differences of copper to aquatic organisms[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2014,9(4):640-646.

[45] ZHU Ya,SU Guangong,YANG Dandong,etal.Time-dependent inhibitory effects of Tris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate on growth and transcription of genes involved in the GHIGF axis,but not the HPT axis,in female zebrafish[J].Environmental Pollution,2017,229:470-478.

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