久效磷和林丹对细小色矛线虫的行为毒性研究

【摘要】：久效磷是一种高毒性的有机磷农药,在许多发展中国家被广泛应用于农业和畜牧业。其可以通过地表径流、大气沉降等途径污染水体。林丹是构成有机氯农药六六六的主要成分,曾被多国广泛应用于农业,20世纪70~80年代相继被禁用。但由于其脂溶性高、在环境中残留时间长、难于降解等特点,至今仍可从各种环境介质样品中检出,因而可能会与有机磷农药共同造成地表水域环境的农药复合污染。久效磷能够抑制乙酰胆碱酯酶的活力。而林丹能促进神经递质乙酰胆碱的释放,抑制γ-氨基丁酸(GABA)受体,二者都是潜在的神经毒剂,会对动物的行为产生影响,具有行为毒性作用。模式线虫Caenorhabditis elegans (C.elegens)的行为是近二十年来常用于土壤和淡水环境污染物毒性检测的较为灵敏和快速的指标。但两者对海洋线虫行为的毒性作用尚未见报道。因此,本文以久效磷和林丹纯品为研究对象,采用平板静态毒性试验方法,研究了两种农药单独暴露、联合暴露对细小色矛线虫(Chromadorina gemanica)头部摆动频率、身体弯曲频率、摄食率和产卵率等指标的影响,从运动、摄食和产卵行为三个方面揭示了久效磷和林丹的行为毒性,为进一步阐明农药行为毒性机制和利用线虫行为评价海洋污染提供基础数据。研究结果如下: ⑴对运动行为的研究表明:10μg/L久效磷单独暴露后,线虫的身体弯曲频率和头部摆动频率与对照组相比没有显著性差异。100μg/L和1000μg/L久效磷暴露后,身体弯曲频率和头部摆动频率极显著降低。身体弯曲频率分别下降了16.7%、47%,头部摆动频率分别下降了17.8%、41.5%;林丹单独暴露在0.5μg/L浓度下造成线虫头部摆动频率显著降低,但身体弯曲频率未出现显著性差异。在5μg/L和50μg/L浓度下造成线虫身体弯曲频率和头部摆动频率极显著降低,身体弯曲频率分别下降了29.2%、37.8%,头部摆动频率分别下降了26.7%,41.1%;久效磷和林丹联合暴露对细小色矛线虫运动行为的影响更为严重。100.5μg/L,1005μg/L和100050μg/L久效磷和林丹联合暴露均极显著抑制了细小色矛线虫的运动行为。与对照组相比,细小色矛线虫身体弯曲频率分别被降低了32.9%,45.4%,和86.5%,头部摆动频率分别被降低了37.3%,48%,和94.4%。结果说明久效磷和林丹单独暴露均显著抑制了细小色矛线虫的运动行为,且具有剂量-效应关系。两者联合暴露在低浓度表现为相加作用,在高浓度表现为协同作用。 ⑵对线虫摄食行为的研究表明:10μg/L久效磷暴露72h后将线虫转移至琼脂平板中观察。与对照组相比,线虫的摄食率在2、4h后极显著降低,在6、8、10h稍有恢复,但仍呈显著降低。而100μg/L和1000μg/L久效磷暴露后线虫的摄食率在各个观察时间均极显著降低;0.5μg/L林丹单独暴露后仅在2h后观察时显著抑制了线虫的摄食率。5μg/L和50μg/L林丹暴露后,线虫的摄食率在各个观察时间均极显著降低;久效磷和林丹联合暴露对细小色矛线虫摄食行为的影响更为显著。100.5μg/L、1005μg/L和100050μg/L久效磷和林丹联合暴露组均极显著降低了细小色矛线虫的摄食率。结果说明久效磷和林丹单独暴露均能显著抑制细小色矛线虫的摄食行为,且具有剂量-效应关系。两者联合暴露对细小色矛线虫摄食行为的影响在低浓度时表现为相加作用,在高浓度时表现为协同作用。 ⑶对产卵行为的研究表明:10μg/L久效磷暴露后,细小色矛线虫的产卵率下降了18.3%。100μg/L和1000μg/L久效磷暴露,产卵率分别下降了67.7%和81.7%;0.5μg/L林丹暴露后线虫的产卵率未出现显著性差异。5μg/L和50μg/L林丹暴露后线虫的产卵率分别下降了62.5%和83.3%;久效磷和林丹联合暴露对细小色矛线虫产卵行为具有极显著的影响。与对照组相比,100.5μg/L,1005μg/L和100050μg/L久效磷和林丹联合暴露后,线虫的产卵率分别被降低了27.9%、75.3%、92.7%。结果说明久效磷和林丹单独暴露均显著抑制了细小色矛线虫的产卵行为,且呈剂量-效应关系。久效磷和林丹对细小色矛线虫产卵行为的联合作用类型在低浓度组表现为相加作用,在高浓度组表现为协同作用。 综上所述,本研究结果表明细小色矛线虫的运动、摄食和产卵行为对久效磷和林丹反应敏感。久效磷和林丹能够显著抑制细小色矛线虫的身体弯曲频率、头部摆动频率、摄食率和产卵率,具有行为毒性作用。久效磷和林丹对细小色矛线虫行为的联合毒性作用在低浓度时表现为相加作用,在高浓度时表现为协同作用。这些特点说明细小色矛线虫可成为评价海洋污染的敏感种。