对羟基苯甲酸甲酯和乙酯混合对雄果蝇生殖力影响及体内积累研究

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对羟基苯甲酸酯,又称尼泊金酯,主要包括对羟基苯甲酸甲酯(MP)、乙酯(EP)、丙酯(PP)、丁酯(BP)等。对羟基苯甲酸酯属于酯型防腐剂,通过抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系活性,破坏细胞膜,使细胞内蛋白质变性,干扰其生存和繁殖。因其化学分子结构稳定低毒防腐等优点已被作为防腐剂广泛应用于化妆品、药品、食品和工业用品。对羟基苯甲酸酯使用范围广泛,人类接触对羟基苯甲酸酯的种类和来源增多,因而对羟基苯甲酸酯安全性重新评估非常必要。而目前关于对羟基苯甲酸酯的毒性研究大多只停滞在单一酯暴露,混合酯暴露的毒性研究却鲜有报道。因此,混合对羟基苯甲酸酯的毒性研究具有更重要的现实意义。本实验以黑腹果蝇Canton-S品系为实验对象,MP和EP混合(质量比=1:1)分别为0.00 mg·L-1、700 mg·L-1和1000 mg·L-1三个组,从果蝇羽化后开始对雄果蝇连续暴露,生理水平上检测MP和EP混合酯对雄果蝇5个连续暴露天数(9d、18 d、 27 d、36 d和45 d),其生殖力、子代卵-蛹和卵-成蝇发育时间、子代结蛹率和羽化率的影响;动态检测混合酯暴露15个不同时间段(3d、6d、9d、12 d、15d、18 d、 21 d、24 d、27 d、30 d、33 d、36 d、39 d、42 d和45 d)雄果蝇精巢和去精巢残体中MP、EP含量变化;检测5个连续暴露天数雄果蝇与正常处女蝇所产子代果蝇体内MP、EP的积累。在分子水平上采用荧光实时定量检测5个连续暴露天数的雄果蝇EcR、E75和Br基因表达水平。综合所有实验结果,探讨混合酯对雄果蝇生殖力与体内积累的影响,得出的主要结论:(1)混合酯暴露组(700 mg.L-1和1000 mg.L-1)雄果蝇随培养时间延长,雄果蝇的生殖力减弱,子代卵-蛹、卵-成蝇发育时间延长,子代结蛹率和羽化率降低;相同暴露天数,高浓度混合酯对雄果蝇生殖力、子代果蝇发育时间、结蛹率和羽化率影响更大。(2)对照组未检测到MP和EP。混合酯暴露组雄果蝇精巢和去精巢残体中MP、 EP含量随暴露时间延长呈波动性变化;雄果蝇体内MP、EP会通过交配传递给子代;子代雌雄果蝇体内MP和EP含量存在差异,且随产卵时间推后,对应子代果蝇体内MP和EP含量降低。(3)荧光实时定量PCR结果表明,1000 mg·L-1组上调EcR基因诱导蜕皮激素靶基因E75上调,与Br基因的表达变化不同,EcR和E75表达与雄果蝇生殖力、精巢中MP和EP含量相关;700 mg·L-1组EcR和E75基因表达趋势一致,但与Br基因的表达趋势不同。综合各项实验结果可知,高浓度混合酯可能通过影响蜕皮激素(20E)的受体基因EcR表达而反馈调节20E含量对雄果蝇精子生成产生影响,减弱雄果蝇生殖力。而低浓度混合酯对雄果蝇产生生殖毒性的作用机制还不清楚,需要进一步实验探究,本研究为对羟基苯甲酸酯类混合的安全性评估提供实验数据。
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