温排水胁迫下泥蚶的毒性效应及其响应机制

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为了查明核电站温排水污染对水生动物的影响,通过室内模拟核电站温排水的余氯残留和温升效应,研究了不同温度和不同余氯浓度耦合下对泥蚶(Tegillarca granosa)的急性毒性和长期胁迫效应。本研究可为暴露于水温和余氯复合污染中的海洋生物毒性研究提供参考,并且为生态风险评估提供科学依据。结果如下:1、水温和余氯对泥蚶胚胎发育、浮游幼虫、稚贝和成贝的毒性效应(1)水温和余氯对泥蚶受精卵胚胎发育的影响。35℃时卵裂率(77.6%)显著低于29℃(92.2%)(P<0.05),胚胎未发育到D型幼虫阶段,停留在担轮幼虫阶段。随着余氯浓度的增加,泥蚶受精卵卵裂率、D型幼虫孵化率呈下降趋势,畸形率呈升高趋势。温度会显著促进游离余氯对泥蚶D型幼虫孵化的抑制效应;温度会显著促进化合余氯对泥蚶受精卵卵裂率的抑制效应、对泥蚶D型幼虫孵化的抑制效应和泥蚶D型幼虫致畸效应。(2)水温和余氯对泥蚶浮游幼虫的影响。35℃时泥蚶浮游幼虫生长率(6.56μm/d)和附着率(62.7%)均显著降低。随着余氯浓度的增加,泥蚶浮游幼虫生长率、附着率呈下降趋势。温度会显著促进游离余氯对泥蚶浮游幼虫附着率的抑制效应;温度会显著促进化合余氯对泥蚶浮游幼虫生长率、附着率的抑制效应。(3)水温和余氯对泥蚶稚贝、一龄泥蚶、二龄泥蚶的影响。半致死浓度:稚贝<一龄<二龄,泥蚶年龄越大,对余氯的耐受能力越强。半致死浓度:35℃<30℃<25℃,泥蚶稚贝、一龄泥蚶、二龄泥蚶在温度升高时表现出对更低剂量的余氯敏感。2、水温和余氯对泥蚶生理代谢及其分子响应机制解析根据预实验结果和实际情况设计2×6的双因素实验,开展为期20天的中长期胁迫实验。(1)水温和余氯对泥蚶成体生理代谢的影响。6.66 mg/L游离余氯(高)浓度组和47.0 mg/L化合余氯(高)浓度组泥蚶耗氧率均在19℃、10 d时显著升高,分别为对照组的2.10、1.65倍。随着胁迫时间延长在20 d时回落至对照组水平,水温和余氯对泥蚶耗氧率具有显著交互作用。(2)水温和余氯对泥蚶成体血细胞数量及其功能的影响。(1)单一温升条件下,水温可以显著影响泥蚶ROS水平,温度越高,ROS水平越高。(2)0.33 mg/L游离余氯浓度组泥蚶血细胞ROS水平和DNA损伤在19℃和29℃时于第20 d时显著升高,分别为对照组的2.2、2.9倍和1.8倍、2.2倍;6.66 mg/L游离余氯浓度组血细胞ROS水平在第20 d时显著上升,19℃和29℃下分别为对照组的6.2、3.6倍,血细胞DNA损伤程度增加,血细胞数量、血细胞活性和血细胞吞噬率下降。(3)2.35 mg/L化合余氯组泥蚶血细胞DNA损伤在19℃和29℃于第20 d显著升高,分别为对照组的2.4和5.5倍;47.0 mg/L化合余氯组泥蚶血细胞ROS水平、DNA损伤水平在第20 d时显著上升至最大值,19℃和29℃下分别为对照组的2.1、2.0倍和6.0、8.1倍,血细胞数量、血细胞活性和血细胞吞噬率下降。(4)双因素方差结果显示水温和余氯对泥蚶ROS水平、DNA损伤、血细胞吞噬活性具有显著交互作用。(3)水温和余氯对泥蚶内脏团酶活性的影响。0.33 mg/L游离余氯浓度组泥蚶SOD酶活性、ATP酶活性均下降;6.66 mg/L浓度组SOD酶活性在第20 d、29℃时降至最小值36.4±8.4 U/(mg·prot)-1。2.35 mg/L化合余氯浓度组和47.0 mg/L化合余氯浓度组泥蚶ATP酶活性均下降。水温和余氯对泥蚶ATP酶活力具有显著交互作用。(4)水温和余氯对泥蚶基因表达的影响。游离余氯对泥蚶SOD基因表达表现为诱导效应,化合余氯对泥蚶SOD基因表达表现为低温诱导,高温先抑制后诱导。水温和余氯浓度对泥蚶SOD基因表达具有显著交互作用。(5)水温和余氯对泥蚶肝胰腺组织显微结构的影响。显微结构观察中肝胰腺组织出现黄色物质沉积,浓度越高,黄色物质越多。(6)水温和余氯对泥蚶肠道菌群的影响。CRC组的平均OTU数比CK组少43.3%。三个不同处理组的内脏团菌群,丰富度(Ace指数、Chao指数)具有显著性差异(P<0.05),多样性(Shannon指数、Simpson指数)无显著性差异。游离余氯和化合余氯胁迫后,泥蚶内脏团菌群的共线性网络连通性降低,类群之间的互作紧密型削弱。
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