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环境激素(environmental hormone)也被称之为环境内分泌干扰物(environmental endocrine disruptors, EDCs)。通常通过介入有机体内激素的合成、分泌、体内输送、结合、作用或者分解而影响有机体的正常生理机能,如性别特征、生殖行为和发育等。水体是绝大部分环境激素的最终接纳场所,水生生物在环境激素长期胁迫下,可能会导致个体遗传畸变、性别特征丧失和后代繁殖能力下降。近年来,以水生动物作为受试动物,评价水体中环境激素风险已经逐步成为环境科学和水域生态学备受关注的热点领域。轮虫是浮游动物的主要类群之一,以其生活周期短、易于培养和其对毒物敏感性高的优点成为目前最重要的受试动物。本文采用国际上通用的萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)作为研究对象,以2d种群增长率(r值)作为评价参数,分析比较了不同剂量浓度的孕酮(progesterone)对萼花臂尾轮虫生理生殖的影响。研究了孕酮对萼花臂尾轮虫平均寿命以及各生殖阶段的影响。同时,利用荧光定量PCR技术比较研究了不同浓度孕酮处理后,萼花臂尾轮虫热休克蛋白基因mRNA表达量的变化。实验结果如下：1不同浓度的孕酮对萼花臂尾轮虫种群增长率的影响培养温度为25±1℃,光照强度约为40001x,昼夜比L：D=16：8,投喂密度为3.0×106cells/mL的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa),经2mg/L、4mg/L、6mg/L、8mg/L和10mg/L孕酮暴露处理后,萼花臂尾轮虫的种群增长率r值分别为1.50、0.81、1.14、0.23和0.29。其中2mg/L孕酮处理组萼花臂尾轮虫的种群增长率与对照组(r=0.68)相比显著性增高(p=0.047)。实验表明低浓度的孕酮对萼花臂尾轮虫的种群增长有显著的促进作用,而高浓度的孕酮对萼花臂尾轮虫的种群增长有一定的抑制作用。2不同浓度的孕酮对萼花臂尾轮虫平均寿命以及生殖的影响不同浓度孕酮对萼花臂尾轮虫寿命影响的实验发现：对照组萼花臂尾轮虫的平均寿命最长,为137.3±6.6h,但经过不同浓度的孕酮处理后,萼花臂尾轮虫的平均寿命都显著缩短F=30.88, P<0.001)。2mg/L、4mg/L、6mg/L、8mg/L和10mg/L孕酮处理组中萼花臂尾轮虫的平均寿命分别为：82.9±11.4,38.8±5.9,71.1±6.2,48.2±3.2和48.4±0.4 h,处理组平均寿命均低于对照组,对照组轮虫寿命甚至高出高剂量1-2倍。轮虫寿命总体呈随激素浓度增加,寿命缩短趋势。孕酮对萼花臂尾轮虫的生殖阶段影响的研究发现：对照组中萼花臂尾轮虫的繁殖前期为19.13±1.41h。高剂量孕酮显著延长轮虫生殖前期时间,6mg/L、8mg/L孕酮处理组中萼花臂尾轮虫的繁殖前期分别30.13±3.97h、34.63±1.38h,约为对照组的1.5倍和1.8倍。通过对轮虫繁殖前期数据比较可以看出孕酮浓度低于4mg/L时,其繁殖前期与对照组接近,高于6mg/L时,繁殖前期时间显著延长,这意味轮虫产卵时间显著滞后,这种现象也暗示：在轮虫的寿命时间确定时,用于生殖前期的时间越长,其生殖期和生殖后期时间则随之缩短,生殖活动甚至会停滞。轮虫平均生殖量显示：对照组萼花臂尾轮虫的平均产后代数为10.6±1.1个,经过孕酮处理后,轮虫后代生殖量明显降低,2mg/L、4mg/L、6mg/L、8mg/L和10mg/L处理组中萼花臂尾轮虫的平均产后代数分别为：4.3±0.7、3.3±0.9、2.8±0.3、1.2±0.2和0.4±0.2个。从结果看出各孕酮处理组后代个体数均出现显著下降,高剂量处理组到达实验终点时,平均产生不到一个个体。3不同浓度的孕酮对萼花臂尾轮虫热休克蛋白基因mRNA表达量的影响将初始密度约为100只/ml的萼花臂尾轮虫分别暴露在浓度为0mg/L、2mg/L、 4mg/L、6mg/L、8mg/L和10mg/L的孕酮中,暴露处理12小时和24小时后提取其总RNA,反转录成cDNA,进行荧光定量PCR。通过荧光定量PCR检测了不同处理时间的萼花臂尾轮虫的热休克蛋白基因表达量的变化。结果显示四种不同的热休克蛋白基因hsp40、hsp60、hsp70、hsp90表达量随诱导时间呈现分化和差异,具体表现如下：Hsp40在4mg/L、8mg/L、10mg/L孕酮处理组中,其mRNA的表达量与同一时间的对照组相比均上调,而在6mg/L处理组的mRNA的表达量则明显下调(P<0.05)Hsp60基因表达量变化最为规律,随着孕酮浓度的增加,其基因表达量基本呈现先上调再下调的趋势。其中,在4mg/L孕酮处理组,表达量上调最为显著(P<0.05)Hsp70基因表达量的变化趋势与hsp40的变化趋势相似,在4mg/L孕酮处理组中,其mRNA的表达量与同一时间的对照组相比上调,而在6mg/L处理组的mRNA的表达量则下调(P<0.05)。Hsp90基因当暴露时间为12小时时,在2mg/L孕酮处理组中,表达量上调最为显著(P<0.05),当暴露时间为24小时时,在10mg/L孕酮处理组中,表达量上调最为显著(P<0.05)分析比较上述荧光定量PCR的结果,我们发现这四种不同的热休克蛋白的基因在孕酮胁迫下表达量存在差异,这与其在不同胁迫条件下的功能不同有关。对于轮虫内分泌系统干扰过程中,热休克蛋白的作用仍需要进一步研究证实。综上所述,具有环境雌激素效应的药物孕酮对萼花臂尾轮虫的种群增长、生殖方面各指标和各生活史特征参数等都具有明显的内分泌干扰效应,并且显著影响其相关的热休克蛋白基因的表达,因此萼花臂尾轮虫作为监测水域生态系统环境激素的内分泌干扰具有潜在的应用价值。