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随着水上娱乐运动和滨海旅游业的发展,人们大量使用防晒霜,其在环境中的赋存将对珊瑚礁生态系统带来负面影响。紫外线吸收剂的长期、大量使用,对水生生物造成不利的影响,进而对人体健康和生态安全构成严重威胁。本研究采用高效液相色谱串联质谱分析法(HPLC-MS/MS)分析了海南近岸海水中的不同类别紫外线吸收剂的分布特征,并采用室内毒理实验,从组织、分子水平解析紫外吸收剂二苯甲酮-3Benzophenone-3(BP-3)BP-3胁迫对两种典型珊瑚礁鱼类黄尾蓝魔鱼(Chrysiptera parasema)和两间雀(Dascyllus reticulatus)的生态毒理效应,并通过转录组学分析其对黄尾蓝魔鱼特异基因表达的差异,以揭示不同珊瑚礁鱼类应答紫外线吸收剂胁迫的响应机制,以期为紫外线吸收剂的生态环境影响和生态风险评估提供参考。本研究的主要结果如下:(1)采集了海南近岸12个采样点的海水样品,共有11种紫外线吸收剂被检出。不同采样点紫外线吸收剂存在空间分布差异,其中三亚湾检出的平均浓度最高(12265.26ng/L),文昌淇水湾浓度最低(678.16 ng/L)。与同类研究相比,紫外线吸收剂浓度在所测区域处于中等水平。11种紫外线吸收剂中阿伏苯宗Butyl-methoxydibenzoylmethane(BMDM)检出平均浓度最高(42624.00 ng/L),二苯甲酮-3(BP-3)的检出的平均浓度最低(12.61 ng/L)。采样区大多数的紫外线吸收剂处于低风险水平,只有奥克立林Octocrylene(OC)一种紫外线吸收剂对12个采样点表现出高风险水平;对氨基苯甲酸Octyl dimethyl-p-aminobenzoic acid(OD-PABA)在有检出的区域对海藻表现出高风险水平,BMDM对研究区域的鱼类有着中低风险,水杨酸-2-乙基己基酯2-Ethylhexyl salicylate(EHS)在检出的区域中对水中生物有着中低风险,3-(4-甲基苯亚甲基)樟脑4-Methylbenzylidene camphor(4-MBC)在中非友谊码头(CM)、帆船码头(FC)、西秀海滩(RH)三处采样点中水中生物有着中高风险,对其余采样点水生生物表现出中低风险,胡莫柳酯Homosalate(HMS)在其他研究区域中对水生生物绝大多数有着中低风险,其中在采样点CM、FC、清澜港(QLG)以及木兰头(ML)中4-甲氧基肉桂酸异戊酯Octyl 4-methoxycinnamate(EHMC)对海藻有着高风险;相比于其他紫外线吸收剂,BP-3、BP-4以及HMS在研究区域中对绝大多数水生生物表现为低风险甚至为不构成风险。(2)不同浓度BP-3(1μg/L和10μg/L)对黄尾蓝魔鱼和两间雀暴露7天后,对其体长体重没有影响。从组织学水平来看,BP-3胁迫7天后,不同浓度胁迫黄尾蓝魔鱼和两间雀能导致肝组织损伤,表现为肝细胞肿大,核偏离和细胞核固缩,并表现出明显的剂效关系。不同浓度BP-3暴露后对黄尾蓝魔鱼和两间雀肝脏SOD活性均没有明显影响(p>0.05),高浓度BP-3胁迫(10μg/L)能引致黄尾蓝魔鱼CAT含量显著下降(p<0.05),但对两间雀的CAT含量无显著影响(p>0.05)。低浓度BP-3胁迫(1μg/L)可导致黄尾蓝魔鱼和两间雀肝脏中MDA含量显著上升(p<0.01),LOEC为1μg/L;高浓度BP-3胁迫(10μg/L)引致两间雀肝脏中MDA含量显著上升(p<0.05),且表现出一定的剂效关系,LOEC为10μg/L。结果表明BP-3暴露对黄尾蓝魔鱼和两间雀肝脏产生氧化应激,且黄尾蓝魔鱼比两间雀对BP-3更敏感。(3)利用Illumina测序平台对暴露后黄尾蓝魔鱼的肝脏进行转录组测序,每组均得到RNA-Seq数据为190562737条clean reads,平均每个样本的数据总量为3.38-4.85G。通过对BP-3暴露下黄尾蓝魔鱼肝脏的转录组测序分析,筛选出表达差异显著的基因6126个,其中3300个基因上调,2832个基因下调。通过差异基因的KEGG pathway富集分析,差异基因主要富集在35个代谢通路上,主要涉及细胞过程(14.71%)、环境信息处理(8.82%)、遗传信息处理(11.76%)、代谢(35.29%)、有机系统(29.41%)相关的通路。通过转录组结果分析发现,BP-3胁迫能够对黄尾蓝魔鱼的免疫和代谢活动造成影响,通过上/下调与相关的通路,来应对外界胁迫对肝脏带来的氧化损伤同时降低其能量和代谢产物(如糖类),为抵抗外界胁迫时生存提供所需的能量。不同氧化还原酶基因的表达水平对BP-3胁迫的响应程度有差异,CYP27B基因和TYR基因表达受到抑制,其余基因表达量没有显著变化。研究结果表明,海南近岸海水中的紫外线吸收剂浓度处于中等水平,BP-3引起了珊瑚礁鱼类的肝脏损伤和氧化应激,转录组学分析发现黄尾蓝魔鱼通过上/下调相关通路上的基因,来应对外界暴露对肝脏带来的氧化损伤。本研究对海南珊瑚礁生态系统紫外线吸收剂的污染特征以及生态毒理学效应进行科学的研究与评估,为海南珊瑚礁的保护提供科学依据,进而为紫外线吸收剂相关环境政策与禁令的制定提供理论依据。创新点:1.首次对海南近岸海水中紫外线吸收剂含量和分布特征进行调查分析;2.从分子、细胞、组织、个体水平综合评估BP-3对珊瑚礁鱼类的生态毒性效应。