有机磷农药乐果对轮虫行为影响的研究

发布时间：2020-08-27 21:32

【摘要】：农药对靶生物毒杀的同时,也会对环境中大量非靶生物产生毒性作用。轮虫是淡水浮游动物的常见种和优势种,是水体藻类与细菌等微生物的主要消费者又是鱼类幼体阶段的开口饵料,在水生食物链中占据着非常重要的地位。考察农药对轮虫的作用对于研究农药对水生生态系统的影响有着十分重要的意义。由于轮虫结构简单,没有如高等动物一样复杂的生活史。主要生命过程仅为摄食、游泳和生殖。其中摄食行为是联系着轮虫与较低营养层面的生物之间的关联,是轮虫获得营养与能量的关键,游泳行为则决定着轮虫与其捕食者或竞争者之间的相互关系而生殖行为则决定了轮虫对其自身的物种存在与发展的贡献力大小,这3个指标具有高度的生态学意义。本文选用轮虫中的模式种萼花臂尾轮虫为受试动物,开展有机磷农药乐果对轮虫的毒性研究。以轮虫摄食、游泳和生殖3种行为指标,考察在不同暴露条件下乐果对轮虫的行为的影响,为揭示有机磷农药乐果的致毒机理提供基础生态毒理学研究数据,主要研究结果为：1、考察了乐果对轮虫摄食行为的影响。首先考察了暴露于3个浓度乐果(0.2,1.0和1.8 mg.L-1)的作用下萼花臂尾轮虫的滤水率与摄取率的变化情况。结果发现在中、低浓度时(0.2和1.0 mg.L-1),随着暴露时间的延长轮虫的滤水率呈先升高后下降的趋势,轮虫表现出具有明显的层级变化趋势,历经了“应激兴奋”、“适应与调整”以及“毒性作用”三个阶段。但在高浓度(1.8 mg.L-1)时不论暴露时间的长短,乐果对轮虫都具有明显的抑制作用。随着暴露时间的延长,轮虫摄食行为的两个指标：滤水率和摄取率的EC50值都有所降低,并且轮虫的滤水率对乐果的作用更敏感。此外本研究还通过考察乐果毒性作用结束后轮虫摄食行为的恢复情况探讨可能的毒性作用延迟效应。结果发现在低浓度(0.2 mg.L-1)时,随着恢复时间的延长,萼花臂尾轮虫的滤水率和摄取率均有了一定程度的提高,表明农药作用效果移除后轮虫的摄取率有了一定程度的恢复,但在12h内并没有完全恢复到正常水平。这说明在此浓度下乐果对轮虫摄食行为的抑制作用是部分可逆的。1.0和1.8 mg.L-1两个浓度组的轮虫在暴露结束后前6h内滤水率和摄取率也都有一定程度的恢复,但在6h后都有了显著地下降,表明延迟的毒性作用开始显现出来。推测毒性作用的延迟时间大致为暴露后6-8。2、考察了乐果对萼花臂尾轮虫游泳行为的影响。首先运用响应面分析方法考察了乐果浓度、暴露时间及其交互作用对萼花臂尾轮虫游泳行为的影响。结果表明乐果显著地抑制了轮虫的游泳角速度与线速度。通过响应面法得到的“浓度-时间-游泳行为响应”模型显示毒性作用的加强或减弱并不与乐果浓度的提高或降低直接相关。轮虫游泳角速度和线速度的变化趋势表明乐果对轮虫游泳行为的影响与暴露时间高度相关。此外运用主成分分析方法分析了乐果作用下轮虫游泳行为的变化情况。结果分为3大类：游泳平衡性失衡、旋转角度变小和位移速率变小。分析结果表明在同样的暴露时间下由于乐果浓度不同,轮虫游泳行为的变化趋势也会有很大的不同。暴露6h后,0.2 mg.L-1浓度组轮虫的游泳位移速率的变化最大,而在1.0,1.4和1.8 mg.L-1浓度组轮虫运动左右平衡性失衡严重。而暴露12 h后,0.2和0.6 mg.L-1浓度组轮虫游泳角度的变化最大,1.0和1.4 mg.L-1浓度组轮虫游泳位移速率的变化最大,而在高浓度组(1.8 mg.L-1)轮虫游泳运动左右平衡性失衡严重。3、考察了乐果对萼花臂尾轮虫生殖行为的影响。结果表明乐果对轮虫的性成熟和生殖有着显著地影响。一方面,1.0,1.4和1.8 mg.L-1三个浓度乐果显著地影响了轮虫的生殖输出,总产卵量和总后代量有了明显的下降。另一方面乐果扰乱了轮虫正常的生理周期,性成熟时间则被推迟,生殖期历时也大大缩短。这表明乐果对轮虫有可能的内分泌干扰作用,影响个体发育与性成熟时间、抑制产卵数和后代数并影响降低卵的萌发率。此外通过比较乐果作用下母本轮虫(F0)、子一代轮虫(F1)和子二代轮虫(F2)的种群增长率发现乐果对三个世代轮虫的作用效果有很大的差别,三个世代轮虫对乐果作用的敏感程度为子二代第一代母本,表明乐果的作用随着代际间的传递得到了强化。乐果对轮虫生殖抑制作用的程度与该轮虫母本是否受到暴露高度相关,推测乐果的毒性作用可能具有“代际传递”效应。并且观察到低浓度的乐果仅对母本轮虫有一定的生殖刺激作用,对后代轮虫的生殖(子一代和子二代)完全表现出抑制作用。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X592
【图文】：

蛋白核小球藻,保存时间

为防止保存时间过长导致藻液营养损失，藻液保存时间不长于１４邋ｄ。另一部分藻液经逡逑静置沉淀后去除上清培养基，加入新配置的ＢＧ－１１培养基，开始新一轮的３级扩大培逡逑养。蛋白核小球藻的循环培养与处理过程如图２．２所示。藻的实验室培养条件；温度逡逑为２３±ｒＣ，光照强度为２０００ＬＵＸ，光周期为１２：邋１２（Ｌ：Ｄ）。逡逑轮虫食物逡逑■逦ｐＨ逦预培养培养食物源逡逑Ｐ邋＊胃逡逑图２．２蛋白核小球藻的培养与使用逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋Ｔｈｅ邋ｃｕｌｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｕｓａｇｅ邋ｏｆ邋Ｃ邋ｐｙｒｅｎｏｉｄｏｓａ邋ｉｎ邋ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ逡逑１９逡逑

蛋白核小球藻

逦１２逡逑Ｔｉｍｅ邋（ｆｌ）逡逑图２．１蛋白核小球藻的种群增长曲线逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｃｕｒｖｅ邋ａｎｄ邋ｄｙｎａｍｉｃ邋ｆｉｔ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ邋ｐｙｒｅｎｏｉｄｏｓａ逡逑蛋白核小球藻经过３级扩大培养后，一部分藻液经过离也处理，浓缩收集，制成逡逑高密度的藻液，置于４’Ｃ避光保存，投喂轮虫前，用ＥＰＡ培养液稀释到设定的浓度。逡逑为防止保存时间过长导致藻液营养损失，藻液保存时间不长于１４邋ｄ。另一部分藻液经逡逑静置沉淀后去除上清培养基，加入新配置的ＢＧ－１１培养基，开始新一轮的３级扩大培逡逑养。蛋白核小球藻的循环培养与处理过程如图２．２所示。藻的实验室培养条件；温度逡逑为２３±ｒＣ，光照强度为２０００ＬＵＸ，光周期为１２：邋１２（Ｌ：Ｄ）。逡逑轮虫食物逡逑■逦ｐＨ逦预培养培养食物源逡逑Ｐ邋＊胃逡逑图２．２蛋白核小球藻的培养与使用逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．２邋Ｔｈｅ邋ｃｕｌｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｕｓａｇｅ邋ｏｆ邋Ｃ邋ｐｙｒｅｎｏｉｄｏｓａ邋ｉｎ邋ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ逡逑１９逡逑

臂尾轮虫,水样,轮虫

本实验所用弯花臂尾轮虫采自南京江宁余山水库。在体视显微镜下挑选健壮、携逡逑带非混交卵的雌体为实验亲本，在实验室内进行＂克隆＂培养，经多代稳定培养所得。逡逑主要处理步骤如图２．３所示。逡逑将多代稳定培养的轮虫转移至２４孔培养板中，置于人工气候箱中培养，培养条逡逑件为温度２３±ｒＣ，光照强度为２０００ＬＵＸ，光周期为１２：邋１２（Ｌ：Ｄ）。定期投喂配置好逡逑的藻液（参见２．２．１）。培养期间每天更换一次培养液，并检查轮虫产卵的状况。记录每逡逑天产后代的时间，并将产生的个体转移到新的培养板中，投喂的藻液与培养条件保持逡逑不变。轮虫采用ＥＰＡ培养基培养，配方如表２．２所示，使用１：邋５盐酸调节ｐＨ至７．５。逡逑１、

【参考文献】