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抗生素以其优良的抗菌作用,被人类广泛地使用,致使其以各种途径,大量地进入到自然环境中,尤其是水环境中。其中,磺胺类和氟喹诺酮类药物因其广谱的抗菌性而被大量使用,因此成为水环境中检出率最高、检出浓度最大的两类抗生素。目前,环境中抗生素的研究主要集中于痕量检测,对于水生生物毒性研究多针对于大型溞、浮萍、月芽藻等低等水生生物,而对低剂量、长期暴露下抗生素对鱼类的生理毒性效应,及其在生物体内的富集研究相对较少,其在水环境中潜在的生态毒理效应尚未有明确的评价,有必要对相关的生态毒理数据进行完善,同时,研究手段上偏重生物学方法,与化学相结合来研究毒性作用机制非常欠缺。 本研究从磺胺类和氟喹诺酮两大类抗生素中各选取一种具有代表性的药物,即磺胺二甲基嘧啶(Sulfamethazine,SMZ)和诺氟沙星(Norfloxacin, NOR)作为研究对象,选取海水青鳉胚胎为受试生物,采用化学、生物化学、生态毒理学等理论与技术相结合的方法来探究不同暴露浓度下两种药物单独以及联合暴露下对海水青鳉(Oryzias melastigma)胚胎生理机能、抗氧化防御系统关键酶(超氧化物歧化酶SOD和过氧化氢酶CAT)的影响,并测定海水青鲻胚胎体内SMZ、NOR含量的变化,揭示胚胎体内这两种污染物的生物积累动力学特征,为深入研究磺胺类和氟喹诺酮类药物的生态毒理效应及其生态风险评价提供理论依据。取得结果如下: (1)SMZ在海水青鳉胚胎体内的富集量随暴露浓度和暴露时间的增加而增加,在整个暴露周期内,没有出现富集平衡的现象,表明海水青鲻胚胎对SMZ有较强的富集能力。NOR在海水青鳉胚胎体内的生物富集,与SMZ不同,0.001、0.1、1 mg/L三个较低浓度组中,NOR在海水青鳉胚胎中的富集量均随暴露浓度和暴露时间的增加而增加,10 mg/L和50 mg/L浓度组中NOR的富集量均出现先升高后降低的现象,NOR在海水青鳉胚胎体内的生物富集量约达8ng/embryo时吸收速率出现负值,开始消除。前4天胚胎对SMZ和NOR的吸收速率最大,且随暴露浓度的增大而增大。单独暴露实验与联合暴露实验中,SMZ和NOR的富集程度和吸收速率在数值上虽然存在些许差异,但整体规律性较为相似。 (2)SMZ、NOR单独及联合水相暴露海水青鲻胚胎,可引起孵化幼鱼的卵黄囊水肿畸形,随着暴露浓度的增加,这种畸形的畸形率增加,呈现一定的剂量-效应关系。幼鱼的这种卵黄囊水肿畸形,在幼鱼被放入无污染的海水中饲养后,是可以得到恢复的。在SMZ单独暴露时,胚胎还会出现凝血畸形,凝血畸形率同样随着暴露浓度的增加而上升,此外,凝血可能会导致胚胎血液循环障碍,成为胚胎死亡的主要原因。SMZ和NOR对胚胎的心脏具有一定的毒性作用,单独及联合暴露均会引起海水青鲻胚胎心搏率的增加。生理毒性实验表明SMZ对海水青鳉胚胎的发育毒性大于NOR,且二者联合暴露时毒性作用减弱。同时,抗生素本身的抗菌性在一定程度上可能会对胚胎的发育起到保护作用。 (3)SMZ单独暴露海水青鳉胚胎时,胚胎的SOD活性基本呈现的是先诱导,后抑制的趋势,而CAT的活性基本随暴露浓度的增加呈诱导趋势,相比SOD,CAT对SMZ响应更加敏感。NOR单独暴露海水青鳉胚胎时,胚胎的SOD活性基本随暴露浓度的增加呈诱导的趋势,CAT活性只有在第8 dpf时,最高浓度组中被显著诱导,相比CAT,SOD对NOR响应更加敏感。两种抗生素联合暴露时SOD和CAT两种酶,响应均较敏感,且较为集中地出现在第8 dpf和12 dpf时。不论SMZ、NOR单独暴露,还是二者联合暴露均会对海水青鳉胚胎造成氧化胁迫,但联合暴露与单独暴露对海水青鳉胚胎造成的氧化胁迫的方式和途径存在一定差异。