河蜆(Corbicula fluminea)在生態(tài)毒理學(xué)研究中的應(yīng)用與評(píng)價(jià)

邱昕曄，俞爽，劉紅玲

南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210023

河蜆(Corbicula fluminea)在生態(tài)毒理學(xué)研究中的應(yīng)用與評(píng)價(jià)

邱昕曄，俞爽，劉紅玲*

南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210023

河蜆是大型底棲雙殼類(lèi)生物,廣泛分布于我國(guó)淡水水域。它具有個(gè)體小、分布廣、來(lái)源方便、易于實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)等特點(diǎn),常被作為受試生物用于毒理學(xué)研究中,為評(píng)價(jià)污染物毒性作用提供有價(jià)值信息。從河蜆對(duì)各化學(xué)品的行為響應(yīng)、耐受性以及生理生化指標(biāo)響應(yīng)三個(gè)方面詳細(xì)闡述了其在生態(tài)毒理學(xué)中的研究現(xiàn)狀。最后指出將河蜆應(yīng)用于毒理學(xué)研究領(lǐng)域的過(guò)程中存在的待完善之處,并對(duì)其研究前景進(jìn)行了展望?？偨Y(jié)出其可用于中國(guó)淡水水質(zhì)基準(zhǔn)制定、化學(xué)品毒性評(píng)價(jià)以及生物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,具有廣闊的研究前景。

河蜆；生態(tài)毒理學(xué)；研究進(jìn)展；評(píng)價(jià)

河蜆(Corbicula fluminea)是廣泛分布于中國(guó)內(nèi)陸各大淡水水系的雙殼類(lèi)動(dòng)物,軟體動(dòng)物門(mén),瓣鰓綱,真瓣鰓目,蜆科,蜆屬,近年來(lái)被頻繁應(yīng)用于生態(tài)毒理學(xué)研究中。河蜆作為受試生物,具有個(gè)體小、易捕獲、來(lái)源方便、易于實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)、對(duì)于部分毒物敏感、且毒物響應(yīng)明顯可測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。其在重金屬污染的指示[1-5]、多環(huán)芳烴污染的富集研究[5-8]、氨氮毒性測(cè)試[9-11]等方面廣泛應(yīng)用,在中國(guó)水質(zhì)基準(zhǔn)研究和化學(xué)品生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究中也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,金小偉等[12]特別推薦河蜆作為本土水生物種中大型底棲動(dòng)物的代表參與到毒性測(cè)試實(shí)驗(yàn)中。

本文系統(tǒng)性地從一般性狀、地理分布、生活史與繁殖三方面介紹了河蜆的的生物特性同時(shí)通過(guò)總結(jié)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外以河蜆為受試生物的各項(xiàng)急性毒性、生物富集、生理生化指標(biāo)等研究成果,展望了河蜆在生態(tài)毒理學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的前景,為今后相關(guān)的研究工作奠定一定的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

1 生物特性(Biological characteristics)

1.1 一般性狀

河蜆成年個(gè)體殼體特征大致范圍一般為殼長(zhǎng)2～3 cm,殼高1.5～2 cm,濕重5～10 g。有記錄顯示成年河蜆的最大殼長(zhǎng)為4 cm[13]。其兩殼相較于其他貝類(lèi)更膨脹突起,殼高較大,殼面為環(huán)狀的波紋,有光澤,呈現(xiàn)棕黃色、黃綠色或黑褐色。其閉殼肌發(fā)達(dá),肌痕明顯,外套痕深而顯著。平時(shí)生活在淡水水域時(shí)利用其鰓進(jìn)行呼吸,殼的后端有入水口和出水口。左殼具3枚主齒,前后側(cè)齒各1枚；右殼具3枚主齒,前后側(cè)齒各2枚,其上有小齒列生。

河蜆在受精3個(gè)月完成發(fā)育,之后隨年齡增長(zhǎng)殼長(zhǎng)逐漸變長(zhǎng),殼高逐漸增厚。生長(zhǎng)的季節(jié)性波動(dòng)大,一般來(lái)說(shuō),7月生長(zhǎng)率最高,1月最低[14]。在捕撈過(guò)程中獲得的河蜆個(gè)體大小、年齡往往不均一,包括3個(gè)世代(即3個(gè)年齡組)[14]。

1.2 地理分布

河蜆作為一種主要營(yíng)淡水生活的雙殼貝類(lèi)物種,原產(chǎn)中國(guó)、日本、朝鮮以及東南亞等地,在中國(guó)幾大淡水湖泊區(qū)域(如洪澤湖、太湖、洞庭湖等)占據(jù)著重要的生態(tài)位,近年來(lái)由于國(guó)際貿(mào)易傳輸已經(jīng)廣泛分布于世界各地。在我國(guó),其廣泛分布于黑龍江、吉林、遼寧、河北、河南、山東、安徽、浙江、江西、湖北、湖南、福建、廣東、廣西、云南、四川、陜西、山西、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等地[15]。河蜆在中國(guó)如此廣泛的地理分布,使得它一旦成為毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的受試生物,能普遍反映中國(guó)淡水污染對(duì)淡水底棲生物的影響。

1.3 生活史與繁殖

綜合眾多文獻(xiàn)的研究[16-20]以及實(shí)際太湖漁民的捕撈經(jīng)驗(yàn),以太湖水系為例,河蜆的繁殖季節(jié)一般為5～10月,6～7月是繁殖最旺期,在繁殖季節(jié)雌雄比一般是1:1,其他季節(jié)的時(shí)候,雄性一般多于雌性,絕大多數(shù)河蜆為雌雄異體,偶有同體現(xiàn)象,但存在性變。且雌雄異體和同體的比例受環(huán)境影響大[19]。一般來(lái)說(shuō),根據(jù)外形無(wú)法判別河蜆個(gè)體的雌雄,通常判斷的根據(jù)是河蜆個(gè)體體內(nèi)斧足上方,內(nèi)臟團(tuán)兩側(cè)、腸管迂回部的生殖腺顏色,雌蜆性腺呈紫黑色,成熟時(shí)呈葡萄狀,取出卵?？煞稚⒂坞x；雄蜆性腺呈乳白色,成熟時(shí)取出精液呈白色漿液狀。因河蜆的雌雄只能解剖來(lái)區(qū)分,難以直接從外型上分辨,在作受試生物時(shí),一般不區(qū)分河蜆雌雄,隨機(jī)分組。

成熟的河蜆采用體外受精的方式繁殖,受精卵是沉性卵,首先在動(dòng)物極頂端出現(xiàn)第一、第二機(jī)體,然后開(kāi)始不斷分裂,由一細(xì)胞裂殖,至多細(xì)胞桑葚期。之后繼續(xù)分裂,細(xì)胞界限達(dá)到囊胚期,胚內(nèi)出現(xiàn)空腔等變化達(dá)原腸期。在受精后約經(jīng)8～14 h(根據(jù)水溫不同變態(tài)所需時(shí)間不同)逐步長(zhǎng)出纖毛擔(dān)輪幼蟲(chóng)初期,在膜內(nèi)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。之后進(jìn)入自由游泳階段,依次發(fā)育為擔(dān)輪幼蟲(chóng)、面盤(pán)幼蟲(chóng)(出現(xiàn)兩片薄殼)、D形面盤(pán)幼蟲(chóng),兩殼隆起；而后發(fā)育出斧足,外套膜等器官；最后失去游泳能力只能用斧足在水底爬行,匍匐前進(jìn)。整個(gè)發(fā)育過(guò)程歷時(shí)5～7 d[17]。約3個(gè)月后,大多數(shù)河蜆個(gè)體可達(dá)性成熟,于每年的6～7月繁殖旺期進(jìn)行下一輪繁殖,壽命一般為5年。河蜆的生存和繁殖能力極強(qiáng),可達(dá)68 678 ind·年-1(繁殖力單位,即每年繁殖產(chǎn)出的新一代個(gè)體數(shù))[21],這使得它們往往能穩(wěn)定地維持新一代個(gè)體的數(shù)目,尤其是當(dāng)其進(jìn)駐非本土水生區(qū)域時(shí)。在除亞洲之外的其他國(guó)家,河蜆由于其對(duì)生態(tài)位的快速占據(jù)被視作是外來(lái)入侵物種。外國(guó)研究者預(yù)測(cè)葡萄牙the River Minho河口入侵河蜆的生長(zhǎng)量在2005年就達(dá)463.778 g(干重)·m-2·年-1,平均年生物量約為160.651 g(干重)·m-2·年-1,世代交替生物量翻倍時(shí)長(zhǎng)為126.4 d[13]。

目前,我國(guó)學(xué)者龔慧卿、王眾等[16]經(jīng)過(guò)5年的努力,已成功地實(shí)現(xiàn)了河蜆的人工繁殖,為河蜆成為模式生物奠定了基礎(chǔ)。

2 河蜆在毒理學(xué)研究中的應(yīng)用(Application of C. flumina in toxicology)

2.1 實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

在河蜆的實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)方面,眾多研究人員做過(guò)很多嘗試,但在光照、底質(zhì)、個(gè)體大小選擇、馴養(yǎng)容器、溶解氧、pH、溫度等條件的控制上有所差異。

綜合各實(shí)驗(yàn)室和自身實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)河蜆的實(shí)踐,總結(jié)出河蜆的實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)條件和實(shí)驗(yàn)條件:

(1)底質(zhì)要求:若考察沉積物中污染物的暴露影響,在馴養(yǎng)階段設(shè)置同樣的有底質(zhì)的條件,可選用砂土作為實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)底質(zhì)[26],若無(wú)特殊需求,單獨(dú)針對(duì)淡水水質(zhì)進(jìn)行測(cè)試,可不鋪設(shè)底質(zhì)[27]。

(2)實(shí)驗(yàn)用水和條件:河蜆馴養(yǎng)密度一般可控制為5只·L-1水量左右(即水量0.2 L·只-1左右)[28],大約10 cm2底面積·只-1[28],本實(shí)驗(yàn)室將河蜆置于玻璃水族缸[23],投放密度為9 cm2底面積·只-1,即0.225 L水量·只-1,實(shí)現(xiàn)了其成功馴養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)水體為曝氣48 h以上的自來(lái)水[10,23]或是潔凈的成分已知的淡水湖泊、河流水、泉水[26],流水條件最佳,靜水條件下根據(jù)水體渾濁度及時(shí)換水；根據(jù)一般水生生物實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,建議24 h換水1次,可適當(dāng)延長(zhǎng)換水間隔,最低換水頻率為1周1次[29],馴養(yǎng)第1周時(shí)視水質(zhì)情況適當(dāng)提高換水頻率,此階段河蜆對(duì)水質(zhì)的敏感度最高,且會(huì)將野生水體中的泥沙吐出使水體很快渾濁(本實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)觀察結(jié)果)；pH 7～8[23,26-27],DO≥6mg·L-1[22],光照周期(光:暗比)為12 h:12 h或14 h: 10 h[30],溫度20～22℃[7],鹽度為0.00～0.10；馴養(yǎng)周期:3周以上[7]。

(3)飼養(yǎng)密度、頻率:建議使用斜生柵藻、小球藻等綠藻(Chlorophyta)進(jìn)行喂養(yǎng)[23],喂養(yǎng)頻率為每24 h 1次,定時(shí)定量[7,10,23],控制投喂綠藻的密度為105～106個(gè)細(xì)胞·mL-1[30]；也可通過(guò)控制葉綠素a的指標(biāo)來(lái)控制喂養(yǎng)河蜆的藻密度,每15只河蜆喂養(yǎng)5mg葉綠素a的方法進(jìn)行[29]。

(4)在馴養(yǎng)成功、自然死亡率達(dá)標(biāo)(馴養(yǎng)階段同批次河蜆群體死亡率≤5%,個(gè)體死亡的判斷標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)下文對(duì)污染物的耐受性部分)之后,從死亡率達(dá)標(biāo)成功馴養(yǎng)的河蜆群體中挑選出大小一致、體重相近的健康個(gè)體,觀察其在水中的濾水行為,在水中能明顯看到微張雙殼,露出白色斧足、外套膜或?yàn)V水口,刺激后能快速閉殼的個(gè)體可視為健康個(gè)體。

(5)受試個(gè)體參數(shù)的測(cè)定和計(jì)算,測(cè)定殼長(zhǎng),殼高以及體重,記錄整批受試生物的總體殼長(zhǎng)和殼高、體重范圍。個(gè)體參數(shù)的計(jì)算可參照Gonzalez-Rey等在研究中采用的CI指數(shù)[31](CI=100*Ws/Wt,其中Ws為個(gè)體軟組織總濕重、Wt為包括殼在內(nèi)的個(gè)體總重)。如進(jìn)行生物富集實(shí)驗(yàn),需測(cè)定馴養(yǎng)末未染毒個(gè)體的體內(nèi)本底毒物濃度。

(6)然后,不分雌雄性別地[32]隨機(jī)地將挑選出的河蜆個(gè)體分組,可將10只個(gè)體分配于2 L玻璃燒杯或同等水平的容器中,加入2 L曝氣48 h以上的自來(lái)水或待測(cè)湖泊水,設(shè)置為1個(gè)實(shí)驗(yàn)單元,控制其他水質(zhì)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(本實(shí)驗(yàn)室測(cè)試經(jīng)驗(yàn))。根據(jù)一般水生生物急性毒性實(shí)驗(yàn)的《經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)化學(xué)品測(cè)試準(zhǔn)則》要求進(jìn)行推廣,借鑒生命周期相似的魚(yú)類(lèi)的測(cè)試時(shí)間要求,選擇96 h進(jìn)行河蜆的急性毒性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)期間禁食,每隔24 h換水。長(zhǎng)期慢性毒性實(shí)驗(yàn)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)間適時(shí)喂食。

2.2 研究成果

目前,將河蜆作為受試生物進(jìn)行化學(xué)品毒性測(cè)定或指示生態(tài)環(huán)境水體中污染物超標(biāo)的研究有了一定積累,初步形成了一套較規(guī)范的針對(duì)不同毒物的檢測(cè)指標(biāo)。研究過(guò)的毒物包括,重金屬(鋅、鉛、鉻、鎳、鎘、銅)[28,33-34]、非金屬硒[30]、有機(jī)污染物(毒死蜱[35]、雙酚 A[36]、壬基酚、氯代酚、藥物[23]、多環(huán)芳烴[37]、多氯聯(lián)苯[38]、有機(jī)氯農(nóng)藥、石油烴污染[39-40])、以氨氮[10]為代表的無(wú)機(jī)污染物[41]、新型納米材料[42]以及藻毒素[43]。針對(duì)包括pH、溫度、溶解氧等的水質(zhì)理化條件的改變對(duì)河蜆的影響也有所研究[44]。相關(guān)研究指標(biāo)包括致死效應(yīng)指標(biāo):急性毒性實(shí)驗(yàn)毒性終點(diǎn)(一般都是96 h半數(shù)致死濃度,即96 h-LC50)；生理生化指標(biāo):河蜆的熱激蛋白Hsp家族的信使RNA(mRNAs)和蛋白表達(dá)水平、河蜆組織細(xì)胞的抗氧化防御系統(tǒng)的活性；生長(zhǎng)與行為影響指標(biāo):通氣濾水頻率、溶菌酶活性及耗氧率和排氨率,很少有繁殖指標(biāo)。

中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的王子健,查金苗,陳慧慧等[22-24]已經(jīng)以河蜆為受試生物進(jìn)行了大量的毒理學(xué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。

基于河蜆與污染物之間的響應(yīng)關(guān)系,目前的研究結(jié)果主要闡釋了以下三大方面的內(nèi)容:

2.2.1 對(duì)污染物的行為響應(yīng)

徐海軍等[45]通過(guò)測(cè)定包括河蜆在內(nèi)的6種淡水貝類(lèi)耗氧率研究了起始溶解氧對(duì)貝類(lèi)耗氧率的影響,結(jié)果表明河蜆的耗氧率(mg·kg-1·h-1,耗氧率單位,即每小時(shí)每千克河蜆質(zhì)量所消耗的氧氣的毫克數(shù))與DO(mg·L-1)滿(mǎn)足y=0.4621x+0.192(R2= 0.9648)的關(guān)系,水溫18℃,水中起始DO為(7.8± 1.1)mg·L-1時(shí),河蜆的耗氧率為3.57mg·kg-1·h-1,處于淡水貝類(lèi)的前列。不同的硒形態(tài)能誘導(dǎo)河蜆產(chǎn)生不同的行為響應(yīng),對(duì)于Se(+IV),SeMet和Se(+VI)來(lái)說(shuō)其通氣能力分別加強(qiáng)、減弱,維持不變[30]。Chen等[23]在他們進(jìn)行的氟西汀(fluoxetine)對(duì)河蜆的虹吸行為(濾水通氣行為)、抗氧化酶防御系統(tǒng)和多重外來(lái)污染物抵御能力的研究中發(fā)現(xiàn):在高濃度50μg·L-1的氟西汀暴露30 d后,河蜆的虹吸行為被顯著抑制了。另有證據(jù)表明硫酸鈉能降低河蜆個(gè)體的攝食能力、攝食后的代謝能力以及生長(zhǎng)速率,其中的機(jī)理可能是暴露直接導(dǎo)致濾水速率的降低,從而降低了攝食效率與代謝能力,隨著時(shí)間的推移最終導(dǎo)致生長(zhǎng)速率的明顯下降[41]。同時(shí),面對(duì)污染物的脅迫,河蜆個(gè)體往往會(huì)主動(dòng)閉殼進(jìn)行自我保護(hù),有研究者利用高精度的電子設(shè)備實(shí)時(shí)檢測(cè)河蜆對(duì)銅的反應(yīng),以河蜆的閉殼行為為研究對(duì)象,進(jìn)一步證實(shí)并量化了河蜆對(duì)外來(lái)污染物的閉殼應(yīng)激響應(yīng)[46]。

表1 污染物對(duì)河蜆的LC50值Table 1 LC50of some contaminants toCorbicula fluminea

2.2.2 對(duì)污染物的耐受性

目前,國(guó)內(nèi)外針對(duì)河蜆對(duì)外來(lái)污染物的耐受性進(jìn)行了大量研究,其通過(guò)各類(lèi)以河蜆為受試生物的急性毒性實(shí)驗(yàn)以及生物富集實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。通過(guò)急性毒性實(shí)驗(yàn)可以得知不同污染物對(duì)該種底棲動(dòng)物代表物種的毒性終點(diǎn),進(jìn)而推測(cè)河蜆對(duì)污染物的耐受性；而通過(guò)生物富集實(shí)驗(yàn)則可以間接地通過(guò)污染物在河蜆體內(nèi)的富集情況來(lái)考察河蜆對(duì)某種污染物的耐受水平,以及體內(nèi)殘留帶來(lái)的長(zhǎng)期影響。

急性毒性實(shí)驗(yàn)是以半數(shù)致死濃度LC50為毒性終點(diǎn)的各項(xiàng)急慢性毒性實(shí)驗(yàn)。河蜆個(gè)體死亡的判斷標(biāo)準(zhǔn):雙殼張開(kāi),外套膜收縮,用器具適度刺激雙殼后15 s無(wú)任何反應(yīng)[22,35-36]。表1總結(jié)了以河蜆為急性毒性受試生物得到的各毒性終點(diǎn)指標(biāo)。

表2 河蜆對(duì)污染物的生物富集指數(shù)Table 2 Bioconcentration factors of some contaminants toCorbicula fluminea

同時(shí),目前開(kāi)展了較多的以河蜆為受試生物的生物富集實(shí)驗(yàn),主要探究了重金屬和有機(jī)污染物在河蜆個(gè)體不同組織部位的富集水平和河蜆對(duì)其的耐受能力。值得注意的是,河蜆內(nèi)部組織高脂的特征使得其對(duì)于一些脂水分配系數(shù)Kow值高的親脂性有機(jī)化合物具有極強(qiáng)的富集能力。李天云等[7]將河蜆暴露于多環(huán)芳烴PAHs總含量平均1 101.0 ng·g-1(含量單位,即每克沉積物干重所含的污染物的納克數(shù))的太湖梅梁灣沉積物中,暴露7 d后各樣點(diǎn)中河蜆對(duì)PAHs的富集量為233.5～342.6 ng·g-1,其中2、3、4環(huán)PAHs分別占總含量的23.5%±4.9%、26.2%± 4.4%和46.6%±8.5%；含量最高的4種多環(huán)芳烴依次為芘、萘、菲和熒蒽。河蜆對(duì)多環(huán)芳烴的生物-沉積物生物富集因子(BSAF)為0.09～0.44,低分子量多環(huán)芳烴的BSAF要比高分子量多環(huán)芳烴的BSAF值高[7]。同時(shí),其對(duì)以鎘Cd為代表的重金屬物質(zhì)也具有顯著富集作用。一些研究者通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬的方法,將河蜆暴露于鎘(Cd)污染太湖沉積物中,研究河蜆軟體組織中Cd富集量及其水環(huán)境中Cd的分布規(guī)律,同時(shí)采用薄膜擴(kuò)散梯度技術(shù)(DGT)和BCR形態(tài)分析法分別測(cè)定沉積物中Cd的有效形態(tài)和釋放規(guī)律。結(jié)果表明:隨著加標(biāo)濃度增大,DGT和BCR測(cè)得Cd濃度值增高,上覆水中Cd含量增加,河蜆體內(nèi)Cd富集量增多。暴露14 d和28 d后,DGT及BCR兩種方法獲得的有效態(tài)濃度值與河蜆軟體組織Cd富集均顯著相關(guān)[56]。Baudrimont等[29]在將河蜆個(gè)體暴露于位于法國(guó)the River Lot野外的含(0.95 ±0.23)μg·L-1的Cd、(61±21)μg·L-1的Zn的水體42 d后發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)對(duì)這2種重金屬的富集因子分別為17和4。河蜆這種對(duì)毒物的富集能力還體現(xiàn)在非金屬元素硒上,其在器官水平上對(duì)硒有顯著累積作用,且這種富集能力具有形態(tài)差異性,硒代蛋氨酸(Selenomethionine,簡(jiǎn)稱(chēng)SeMet)是最易生物蓄積的形態(tài),隨后分別是硒酸鹽Se(+VI)和亞硒酸鹽Se(+IV)[30]。表2列出了河蜆對(duì)幾種污染物明確的生物富集因子BCF值。

2.2.3 對(duì)污染物的生理生化指標(biāo)響應(yīng)

目前針對(duì)河蜆進(jìn)行的污染物染毒后不同時(shí)間段下生理生化指標(biāo)變化的研究較多,涉及的指標(biāo)包括:金屬硫蛋白MT、乙酰膽堿酯酶AchE、抗氧化酶防御系統(tǒng)(超氧化物歧化酶SOD、過(guò)氧化氫酶CAT、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶GST等)和特征標(biāo)志物(谷胱甘肽GSH、丙二醛MDA、活性氧自由基ROS等)。表2給出了近年來(lái)針對(duì)河蜆進(jìn)行的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)研究結(jié)果,作參考。其中需要重點(diǎn)關(guān)注的是河蜆轉(zhuǎn)錄組分子信號(hào)調(diào)節(jié)影響指標(biāo)方面的研究。雖然河蜆目前并不是模式生物,對(duì)它的基因組了解并不是很多,但針對(duì)其基因組上的生命保守區(qū)域已經(jīng)有一部分研究者設(shè)計(jì)了相關(guān)的引物來(lái)進(jìn)行深入的研究。特別是中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的查金苗、陳慧慧等[23,27]針對(duì)河蜆的保守基因區(qū)段熱激蛋白Hsp基因以及外源污染物抵御系統(tǒng)MXR中的ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)基因盒(ABC):ABCB1,ABCC1,ABCG2基因轉(zhuǎn)錄水平方面的研究已經(jīng)初步表明某些外源化合物(如氟西汀FLX和卡馬西平CBZ等)對(duì)河蜆能夠造成氧化應(yīng)激壓力。

表3 部分應(yīng)用于河蜆的生理生化指標(biāo)及其表達(dá)情況Table 3 Some physiological and biochemical indexes applied toCorbicula fluminea

續(xù)表3

3 完善方向與應(yīng)用前景(Improvements and prospective)

3.1 待完善的方向

3.1.1 遺傳背景的確定

事實(shí)上,在使用野生環(huán)境中的生物作為受試生物的時(shí)候,需要明確其種屬類(lèi)別。河蜆在野外環(huán)境中遺傳背景較為復(fù)雜且變異多,從外形上判斷往往不能確定到具體的物種(species)水平,但可以確定到屬(genus)的水平。在將實(shí)地采獲或從漁業(yè)部門(mén)收購(gòu)得來(lái)的河蜆用作受試生物之前,必須事先對(duì)其種屬進(jìn)行科學(xué)鑒定,確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所使用的河蜆群體不會(huì)因?yàn)檫z傳變異過(guò)大而影響毒性響應(yīng)的結(jié)果。目前國(guó)內(nèi)外大部分的研究,在進(jìn)行相關(guān)的以河蜆為受試生物的毒性實(shí)驗(yàn)時(shí)并沒(méi)有做到這一點(diǎn),今后相關(guān)研究工作應(yīng)在該方面進(jìn)行完善。

3.1.2 個(gè)體參數(shù)的明確

同時(shí),必須考慮所選用測(cè)試的河蜆的個(gè)體參數(shù),最常用的3個(gè)指標(biāo)是殼長(zhǎng)、殼高和總濕重(包括殼體),可適當(dāng)用殼肉比指標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充。不同類(lèi)型的毒性實(shí)驗(yàn)往往需要用到不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的河蜆個(gè)體,一般說(shuō)來(lái),在進(jìn)行以半數(shù)致死濃度LC50、半數(shù)影響濃度EC50為毒性終點(diǎn)的急慢性毒性實(shí)驗(yàn)的時(shí)候傾向于選擇對(duì)毒物更敏感的幼齡期的個(gè)體；而在進(jìn)行生物富集、行為毒性和其他生理生化指標(biāo)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,如果沒(méi)有特殊要求和研究目標(biāo),成年河蜆是最為常用的。但目前研究過(guò)程中存在的問(wèn)題是,如何借助個(gè)體參數(shù)的差異明確河蜆的不同生長(zhǎng)發(fā)育階段,區(qū)別成年和幼年個(gè)體。

3.1.3 對(duì)化學(xué)品敏感性的明確

由于河蜆被應(yīng)用于生態(tài)毒理學(xué)研究的歷史并不長(zhǎng),并不像斑馬魚(yú)(Danio rerio)、大型溞(Daphnia magna)那樣擁有豐富的毒性數(shù)據(jù),因此現(xiàn)階段對(duì)于其對(duì)不同污染物的敏感性尚無(wú)明確的判斷。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外有限的以河蜆為受試生物的研究結(jié)果[7,10,23,28-30,35-43],可以發(fā)現(xiàn):河蜆對(duì)于重金屬類(lèi)物質(zhì)不敏感,呈較強(qiáng)的富集作用,一定程度上可作為水域或沉積物存在重金屬污染的指示生物；河蜆對(duì)于脂溶性很高的一些有機(jī)污染物,如油類(lèi)、有機(jī)氯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴和多氯聯(lián)苯等,有強(qiáng)烈的生物蓄積作用；河蜆對(duì)于氨氮?jiǎng)t顯示出高敏感性。

正由于河蜆對(duì)于氨氮的高敏感性,是以96 h-LC50值為基礎(chǔ)的本土氨氮基準(zhǔn)值制定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的最為敏感的物種[64],因此那些對(duì)河蜆96 h-LC50值小于氨氮的化學(xué)品均可被認(rèn)為是河蜆的敏感化學(xué)品。圖1是通過(guò)匯總得到的河蜆對(duì)96 h-LC50值小于氨氮的各化學(xué)品的敏感性排序圖,供參考。

同時(shí),還可以借助近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于水質(zhì)基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)研究中的物種敏感度分布曲線(species sensitivity distribution,簡(jiǎn)稱(chēng)SSD)的模型,來(lái)判斷河蜆對(duì)于某一特定污染物在整個(gè)生態(tài)群體中的物種敏感性區(qū)位。隨著今后河蜆毒性數(shù)據(jù)的擴(kuò)充,有望更系統(tǒng)化地匯總其對(duì)各化學(xué)品的敏感性資料,為更有效地利用其作為毒理學(xué)受試生物奠定基礎(chǔ)。

圖1 河蜆敏感化學(xué)品的96 h-LC50排序圖注:其中,縱坐標(biāo)note中的1～18依次分別代表抗霉素A、氯硝柳胺乙醇胺鹽、五氯酚、亞硝酸鈉、2,4-滴二甲胺鹽、魚(yú)藤酮、殺那特、硫酸銅、雙酚A、5-羥基對(duì)萘醌、丁草胺、毒死蜱、甲硫威、殺螟松、三唑酮、4-氨基吡啶、3-氯對(duì)甲苯胺、氨氮。從1到18河蜆對(duì)其的敏感性依次降低。Fig.1 Chemicals sensitive distribution ofC.flumineaNote:The numbers 1～18 represent 18 different chemicals thatC.fluminea is sensitive to.1～18 means antimycin A,niclosamide ethanolamine salt, pentachlorophenol,sodium nitrite,2,4-dimethyl amine salt,rotenone,thanite, copper sulfate,bisphenol A,5-hydroxy of naphthoquinone,butachlor, chlorpyrifos,methiocarb,fenitrothion,triadimefon,4-aminopyridine, 3-chloro-p-toluidine,ammonia respectively.The toxicity of these chemicals toC.flumineais in descending order from 1 to 18.

3.1.4 對(duì)本底污染情況的明確與相關(guān)污染的排除

值得注意的是,目前中國(guó)各大淡水水系普遍受到來(lái)自周邊城市生活和生產(chǎn)污水的污染,淡水水系中的野生河蜆體內(nèi)的重金屬含量以及其他無(wú)機(jī)、有機(jī)污染物的富集存量未知。根據(jù)目前僅有的一些文獻(xiàn)報(bào)道[8],河蜆在28 d暴露于含有有機(jī)氯農(nóng)藥和多環(huán)芳烴的沉積物之后,體內(nèi)的有機(jī)氯農(nóng)藥HCHs和DDxs的總含量分別達(dá)到38.9～163.2 ng·g-1干重、2.6～85.9 ng·g-1干重和36.4～83.5 ng·g-1干重,平均值分別為118.1 ng·g-1干重、59.3 ng·g-1干重和58.8 ng·g-1干重。暴露后河蜆體內(nèi)HCHs和DDTs的含量均處于較高水平。河蜆累積的多環(huán)芳烴總量達(dá)到1 169.1～2 145.2 ng·g-1干重,平均值為1 725.8 ng·g-1干重。同時(shí)有研究者調(diào)查研究了長(zhǎng)江口沿岸5個(gè)采樣點(diǎn)軟體動(dòng)物體內(nèi)Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的含量[65],結(jié)果顯示:軟體動(dòng)物富集的重金屬含量差別較大,Cu、Zn含量高,在各采樣點(diǎn)的平均值達(dá)到354.6mg·kg-1干重和186.3mg·kg-1干重,其它元素含量低；對(duì)河蜆不同部位的重金屬含量進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)大部分重金屬都集中在肉質(zhì)部中。由此可見(jiàn),無(wú)論是在自然環(huán)境還是人造實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下,河蜆對(duì)于各有機(jī)污染物和重金屬(尤其是Cu,Zn,Cd)的富集能力很強(qiáng),目前中國(guó)本土的河蜆個(gè)體對(duì)于重金屬的富集值較大,選用河蜆作為受試個(gè)體時(shí),應(yīng)盡量避免使用本底污染值過(guò)高的個(gè)體。

而規(guī)?；B(yǎng)殖的河蜆常常存在生理性狀、機(jī)能的退化現(xiàn)象以及養(yǎng)殖過(guò)程中人為生長(zhǎng)激素和消毒劑的污染的問(wèn)題,無(wú)法真實(shí)反映自然界河蜆個(gè)體的敏感性。因此要想真正的將河蜆應(yīng)用為毒理試驗(yàn)的受試生物,仍需要一定的關(guān)于其個(gè)體本底污染值的合理監(jiān)控與測(cè)試,盡量排除環(huán)境中河蜆機(jī)體受污染情況對(duì)實(shí)驗(yàn)中個(gè)體響應(yīng)的影響。同時(shí),加強(qiáng)對(duì)其的人工繁殖,形成規(guī)范無(wú)本底污染的河蜆人工養(yǎng)殖來(lái)源,供實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試。

3.1.5 實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)個(gè)體與原位個(gè)體差異

同時(shí),目前缺乏自然環(huán)境中原位生長(zhǎng)河蜆個(gè)體與實(shí)驗(yàn)室充分馴養(yǎng)后河蜆個(gè)體生活的對(duì)比觀察研究結(jié)果,大多數(shù)研究往往是將河蜆馴養(yǎng)成功后挑選健康有活力的個(gè)體直接應(yīng)用于毒性實(shí)驗(yàn)的測(cè)試中去,這可能造成實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)河蜆個(gè)體響應(yīng)結(jié)果一定程度上偏離生境原位個(gè)體響應(yīng)結(jié)果的問(wèn)題,亟需這方面的進(jìn)一步研究。

3.1.6 實(shí)驗(yàn)室條件與生境條件的差異

另一個(gè)值得關(guān)注和完善的方向是河蜆在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試與自然生境原位測(cè)試條件的差異導(dǎo)致結(jié)果的變異,目前以實(shí)驗(yàn)室測(cè)試為主,野外實(shí)驗(yàn)很少。河蜆個(gè)體在野外生境中往往會(huì)受到藻類(lèi)密度、水質(zhì)參數(shù)條件、底質(zhì)以及食物鏈關(guān)系的影響[66-67],對(duì)污染物的實(shí)際響應(yīng)情況與單一可控的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果可能相去甚遠(yuǎn),如何減小這種差異或是將研究途徑設(shè)計(jì)得更為合理顯得十分重要?？梢越梃b和采用的方式包括兩種:(1)繼續(xù)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試,但盡可能完善實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)單元體系的條件,如水質(zhì)參數(shù)、食物供給、底質(zhì)條件等[68],模擬生境實(shí)際條件,推薦使用自然水域的原水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)較好的本底水條件[66]；(2)考慮更多地進(jìn)行微宇宙、中宇宙實(shí)驗(yàn)[69-70]和原位實(shí)驗(yàn)(原位實(shí)驗(yàn)即將來(lái)自目標(biāo)水域相對(duì)清潔水體的河蜆置于實(shí)際水體環(huán)境中,進(jìn)行暴露與檢測(cè),以評(píng)估目標(biāo)水域可能存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和觀察河蜆對(duì)其的響應(yīng)[66])。

3.2 應(yīng)用前景

3.2.1 地表水質(zhì)基準(zhǔn)研究

類(lèi)似于中國(guó)林蛙、鯉魚(yú)、金魚(yú)等毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)常用受試生物,河蜆也是一種合適的本土受試生物。而如今,中國(guó)地表水水質(zhì)基準(zhǔn)值亟需完善,對(duì)各類(lèi)毒物的毒性測(cè)試需要擴(kuò)充,以便獲得更多的毒性終點(diǎn)數(shù)據(jù)。合適的能夠代表恰當(dāng)生態(tài)位的受試生物需要被積極地引入當(dāng)前毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)之中。河蜆作為一種在中國(guó)分布廣泛的淡水軟體水生生物的代表種和優(yōu)勢(shì)種被應(yīng)用于水質(zhì)基準(zhǔn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中,能夠很好地彌補(bǔ)之前基準(zhǔn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中僅選用有限的本土生物,以及大量非本土生物進(jìn)行測(cè)試得到急慢毒性終點(diǎn)數(shù)據(jù)的不足(即原來(lái)的數(shù)據(jù)并不具有足夠的環(huán)境代表性,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)基準(zhǔn)值并不科學(xué))。

3.2.2 生物監(jiān)測(cè)

由于河蜆對(duì)于部分重金屬和部分有機(jī)污染物的強(qiáng)富集作用、耐受能力和特定生理生化指標(biāo)水平變化,其具備了作為特定類(lèi)型污染物指示生物(indicator species)的潛力。Zuykov等[71]就明確表示了使用貝類(lèi)作為污染指示物種的合理性與可行性,像河蜆這樣的貝類(lèi)尤其適合應(yīng)用于重金屬污染的檢測(cè),并特別指出河蜆殼的內(nèi)表面的殼體溶解、蝕變過(guò)程和礦物結(jié)晶的現(xiàn)象也可以被納入檢測(cè)指標(biāo)之中。由于河蜆屬于底棲生物,生存在沉積物之上,它們特別適合用來(lái)檢測(cè)湖泊底泥和沉積物中特定污染物的污染水平。同時(shí),值得注意的是,在野外調(diào)查研究過(guò)程中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)殼體畸形的河蜆個(gè)體,個(gè)體的畸形率也間接地反映了環(huán)境的健康程度。Damien等[46]使用高精度的電子設(shè)備檢測(cè)了河蜆對(duì)重金屬銅的應(yīng)激響應(yīng),檢測(cè)的指標(biāo)主要為河蜆的閉殼能力,他們將河蜆?lè)诺胶薪饘巽~的溶液中,發(fā)現(xiàn)當(dāng)銅離子濃度大于4μg·L-1時(shí),河蜆完全關(guān)閉外殼的行為。在考慮河蜆自然狀態(tài)下開(kāi)閉殼節(jié)律的基礎(chǔ)上初步建立了邏輯斯蒂回歸的劑量-效應(yīng)曲線,量化了河蜆對(duì)銅這樣的外來(lái)污染物的閉殼應(yīng)激行為,為真正實(shí)現(xiàn)河蜆的指示生物化奠定基礎(chǔ)。所以說(shuō),將河蜆發(fā)展為一種指示物種仍有很大的發(fā)展空間和發(fā)展?jié)摿?目前仍需解決一些相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。

同時(shí),可以通過(guò)河蜆?lè)N群在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi),隨環(huán)境的演替與變化來(lái)間接監(jiān)測(cè)水環(huán)境質(zhì)量的變化[72]。已有相關(guān)研究表明,在野外,河蜆群體間的遺傳分化程度較低[25],如果受到諸如水體富營(yíng)養(yǎng)化,溶解氧、鹽度等水質(zhì)參數(shù)因素變化而引起的環(huán)境脅迫時(shí),能較迅速地發(fā)生進(jìn)化[73]或是產(chǎn)生明顯的種群密度、生物量的變化[74]。

3.2.3 化學(xué)品毒性評(píng)價(jià)

隨著現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展,人工合成的化學(xué)品數(shù)量快速增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全世界已有化學(xué)品7 000多萬(wàn)種[75]。2008年6月1日歐盟理事會(huì)正式實(shí)施了《關(guān)于化學(xué)品登記、評(píng)估和批準(zhǔn)條例(REACH)》,嘗試構(gòu)建專(zhuān)門(mén)的化學(xué)品監(jiān)控管理體系,目前已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有相關(guān)化學(xué)品的統(tǒng)一管理,而之后美國(guó)、日本也相繼頒布了各國(guó)專(zhuān)有的化學(xué)品評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。這意味著我國(guó)大量出口歐美、日本等國(guó)的化學(xué)品和下游產(chǎn)品將可能被境外市場(chǎng)淘汰,形成嚴(yán)重的“綠色新技術(shù)壁壘”。

我國(guó)已于2008年9月1日頒布實(shí)施應(yīng)對(duì)REACH法規(guī)的一系列化學(xué)品安全評(píng)價(jià)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),等同轉(zhuǎn)化了國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。但這些標(biāo)準(zhǔn)中的生態(tài)毒理測(cè)試和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)存在著受試生物標(biāo)準(zhǔn)化和本土化程度低這一突出的問(wèn)題,選用的生物往往是諸如斑馬魚(yú)等國(guó)際廣泛分布但不具本土代表性的生物。事實(shí)上,由于所用生物地域上的差異,僅僅照搬國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)并不能滿(mǎn)足我國(guó)對(duì)化學(xué)品毒性評(píng)估的要求。梅承芳等[76]就明確指出要在目前的國(guó)家化學(xué)品毒性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中增大采用本土受試生物的比例,利用本土生物更能真實(shí)地反映化學(xué)品對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的危害作用。而河蜆作為一類(lèi)在中國(guó)分布廣泛的本土底棲動(dòng)物,各類(lèi)化學(xué)品對(duì)其的毒性測(cè)試結(jié)果能夠較好地反映受試物對(duì)中國(guó)廣大水生生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

雖然有研究者推崇使用體外實(shí)驗(yàn)替代體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行毒性研究,體外實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驕p少實(shí)驗(yàn)生物個(gè)體的使用,操作簡(jiǎn)便快捷,但存在著難以模擬化學(xué)品生物體真實(shí)代謝過(guò)程導(dǎo)致毒性結(jié)果產(chǎn)生偏差的缺點(diǎn)。所以目前體內(nèi)實(shí)驗(yàn)仍在毒性評(píng)價(jià)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。河蜆作為一種成本低廉、易于獲取、測(cè)試周期較短的物種可被運(yùn)用于體內(nèi)毒性實(shí)驗(yàn)中,在化學(xué)品毒性評(píng)價(jià)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。具體來(lái)說(shuō),可以從其生理生化指標(biāo)、生物富集存量、急性毒性、行為毒性等方面進(jìn)行測(cè)試獲取化學(xué)品毒性結(jié)果。但目前由于缺乏實(shí)驗(yàn)室軟體動(dòng)物貝類(lèi)測(cè)試相關(guān)的規(guī)范,將河蜆作為正式化學(xué)品毒性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的受試生物的先例并不多,今后有望加強(qiáng)相關(guān)測(cè)試準(zhǔn)則的制定。

[1]丁園,趙幗平,劉運(yùn)坤,等.污泥重金屬在河蜆體內(nèi)富集及毒性研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,6:1393-1397 Ding Y,Zhao G P,Liu Y K,et al.Accumulation and toxicity characteristics of heavy metal in sewage sludge contained inCorbicula fluminea[J].Acta Agriculturae Universitis Jiangxiensis,2014,6:1393-1397(in Chinese)

[2]孫平躍,王斌.長(zhǎng)江口區(qū)河蜆體內(nèi)的重金屬含量及其污染評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2004,1:79-83 Sun P Y,Wang B.Metal content and contamination assessment inCorbicula flumineafrom the Yangze River estuary[J].Chinese Journal of Applied and Environmental Biology,2004,1:79-83(in Chinese)

[3]劉敏,熊邦喜.河蜆的生態(tài)習(xí)性及其對(duì)重金屬的富集作用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,1:221-224

[4]曾麗璇,陳桂珠,余日清,等.水環(huán)境中Cd和Cu污染對(duì)監(jiān)測(cè)生物河蜆?lè)e累效應(yīng)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2004,5:964-967 Zeng L X,Chen G Z,Yu R Q,et al.Accumulation effect of biomonitoring indicator Asian Clam(Corbicula fluminea)under different Cd and Cu pollution conditions[J]. Journal of Agro-environmental Science,2004,5:964-967 (in Chinese)

[5]曾麗璇,陳桂珠,余日清,等.水體重金屬污染生物監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2003,3:12-15 Zeng L X,Chen G Z,Yu R Q,et al.Review of biological monitoring about water heavy metal pollutants[J].The Administration and Technique of Environmental Monitoring,2003,3:12-15(in Chinese)

[6]肖佰財(cái).河蜆(Corbicula fluminea)對(duì)菲的累積特征及毒性響應(yīng)[D].上海:華東師范大學(xué),2014 Xiao B C.Accumulation characteristics and toxicity response ofCorbicula flumineato phenanthrene[D].Shanghai:East China Normal University,2014(in Chinese)

[7]李天云,黃圣彪,孫凡,等.河蜆對(duì)太湖梅梁灣沉積物多環(huán)芳烴的生物富集[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2008,11: 2354-2360Li T Y,Huang S B,Sun F,et al.Bioaccumulation byCorbicula flumineaof polycyclic aromatic hydrocarbons from sediments in Meiliang Bay,Taihu Lake[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2008,11:2354-2360(in Chinese)

[8]李天云.利用河蜆研究沉積物中有機(jī)氯農(nóng)藥和多環(huán)芳烴在生物體內(nèi)的累積效應(yīng)[D].重慶:西南大學(xué),2008 Li T Y.Bioaccumulation of organochlorine pesticides (OCPs)and policyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)for Corbicula flumineafrom sediment in Sewer Channel in Tianjin[D].Chongqin:Southwest University,2008(in Chinese)

[9]薛慶舉,蔡永久,許浩,等.溫度對(duì)河蜆(Corbicula fluminea)氮、磷排泄影響的初步研究[J].湖泊科學(xué),2014,6: 864-870 Xue Q J,Cai Y J,Xu H,et al.Effects of temperature on the nitrogen and phosphorus excretion ofCorbicula fluminea[J].Journal of Lake Science,2014,6:864-870(in Chinese)

[10]劉炎,姜東升,李雅潔,等.不同溫度和pH下氨氮對(duì)河蜆和霍甫水絲蚓的急性毒性[J].環(huán)境科學(xué)研究,2014, 9:1067-1073 Liu Y,Jiang D S,Li Y J,et al.Influence of environmental factors on the acute toxicity of ammonia toCorbicula flumineaandLimnodrilus hoffmeisteri[J].Research of Environmental Science,2014,9:1067-1073(in Chinese)

[11]石小榮,李梅,崔益斌,等.以太湖流域?yàn)槔接懳覈?guó)淡水生物氨氮基準(zhǔn)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2012,6:1406-1414 Shi X R,Li M,Cui Y B,et al.Development of aquatic water quality criteria for ammonia in freshwater ecosystem of China based on Lake Tai basin[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2012,6:1406-1414(in Chinese)

[12]金小偉,王業(yè)耀,王子健,等.淡水水生態(tài)基準(zhǔn)方法學(xué)研究:數(shù)據(jù)篩選與模型計(jì)算[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2014,9 (1):1-13 Jin X W,Wang Y Y,Wang Z J,et al.Methodologies forderiving aquatic life criteria(ALC):Data screening and model calculating[J].Asian Journal of Ecotoxicology, 2014,9(1):1-13(in Chinese)

[13]Sousa R,Nogueira A J A,Gaspar M B,et al.Growth and extremely high production of the non-indigenous invasive speciesCorbicula fluminea(Müller,1774):Possible implications for ecosystem functioning[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,2008,80(2):289-295.

[14]畢婷婷,侯剛,張勝宇,等.基于殼長(zhǎng)頻率分析的洪澤湖河蜆漁獲物年齡結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)與死亡參數(shù)估計(jì)[J].水生生物學(xué)報(bào),2014(4):797-800 Bi T T,Hou G,Zhang S Y,et al.Study on age structure, growth and mortality ofCorbicula flumineain Hongze Lake,China,through shell length-prequency data analysis [J].Acta Hydrobiologica sinica,2014(4):797-800(in Chinese)

[15]覃璐玫,張亞輝,曹瑩,等.本土淡水軟體動(dòng)物水質(zhì)基準(zhǔn)受試生物篩選[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2014,33(9): 1791-1801

[16]龔惠卿,王眾,孫金福,等.河蜆Corbicula fluminea (Müller)人工繁殖技術(shù)研究[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息,2001 (1):22-23,37

[17]顧敏強(qiáng),王眾.河蜆Corbicula fluminea(Müller)胚胎發(fā)育觀察及分期的探討[J].現(xiàn)代漁業(yè)信息,2001,10:28-29,9

[18]孫恒志.河蜆的利用和養(yǎng)殖[J].科學(xué)養(yǎng)魚(yú),1995,2:30-31

[19]鄭玉林,王銀東,盧文軒.河蜆的性別和性腺發(fā)育的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),1997,2:84-85

[20]楊?yuàn)?河蜆的養(yǎng)殖技術(shù)要點(diǎn)[J].農(nóng)家科技,2010,10:44

[21]Sousa R,Antunes C,Guilhermino L.Ecology of the invasive Asian clamCorbicula fluminea(Müller,1774)in aquatic ecosystems:an overview[J].Annales de Limnologie-International Journal of Limnology.EDP Sciences, 2008,44(2):85-94

[22]金小偉,查金苗,許宜平,等.3種氯酚類(lèi)化合物對(duì)河蜆的毒性和氧化應(yīng)激[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2009,4(6):816-822 Jin X W,Zha J M,Xu Y P,et al.Toxicity and oxidative stress of three chlorophenols to freshwater clamCorbicula fluminea[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2009,4(6): 816-822(in Chinese)

[23]Chen H,Zha J,Yuan L,et al.Effects of fluoxetine on behavior,antioxidant enzyme systems,and multixenobiotic resistance in the Asian clamCorbicula fluminea[J]. Chemosphere,2015,119:856-862

[24]Jin X,Zha J,Xu Y,et al.Derivation of predicted no effect concentrations(PNEC)for 2,4,6-trichlorophenol based on Chinese resident species[J].Chemosphere,2012,86 (1):17-23

[25]丁懷宇,姜虎成,馮建彬,等.河蜆微衛(wèi)星引物篩選及洪澤湖野生群體遺傳結(jié)構(gòu)分析[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2011,11: 1624-1632

[26]Fraysse B,Baudin J P,Garnier-Laplace J,et al.Effects of Cd and Zn waterborne exposure on the uptake and depuration of57Co,110mAg and134Cs by the Asiatic clam(Corbicula fluminea)and the zebra mussel(Dreissena polymorpha)-whole organism study[J].Environmental Pollution,2002,118(3):297-306

[27]Chen H,Zha J,Liang X,et al.Effects of the human antie-pileptic drug carbamazepine on the behavior,biomarkers, and heat shock proteins in the Asian clamCorbicula fluminea[J].Aquatic Toxicology,2014,155(4):1-8

[28]Arini A,Daffe G,Gonzalez P,et al.Detoxification and recovery capacities ofCorbicula flumineaafter an industrial metal contamination(Cd and Zn):A one-year depuration experiment[J].Environmental Pollution,2014,192:74-82

[29]Baudrimont M,Andres S,Durrieu G,et al.The key role of metallothioneins in the bivalveCorbicula flumineaduring the depuration phase,after in situ exposure to Cd and Zn[J].Aquatic Toxicology,2003,63(2):89-102

[30]Fournier E,Adam C,Massabuau J C,et al.Bioaccumulation of waterborne selenium in the Asiatic clamCorbicula fluminea:Influence of feeding-induced ventilatory activity and selenium species[J].Aquatic Toxicology,2005,72 (3):251-260

[31]Gonzalez-Rey M,Bebianno M J.Does selective serotonin reuptake inhibitor(SSRI)fluoxetine affects musselMytilus galloprovincialis?[J].Environmental Pollution,2013, 173:200-209

[32]Vidal M L,Rouimi P,Debrauwer L,et al.Purification and characterization of glutathione S-transferases from the freshwater clamCorbicula fluminea(Müller)[J].Comparative Biochemistry&Physiology C,2002,131(4):477-489

[33]Marie V,Baudrimont M,Boudou A.Cadmium and zinc bioaccumulation and metallothionein response in two freshwater bivalves(Corbicula flumineaandDreissena polymorpha)transplanted along a polymetallic gradient [J].Chemosphere,2006,65(4):609-617

[34]Inza B,Ribeyre F,Maury-Brachet R,et al.Tissue distribution of inorganic mercury,methylmercury and cadmium in the Asiatic clam(Corbicula fluminea)in relation to the contamination levels of the water column and sediment [J].Chemosphere,1997,35(12):2817-2836

[35]沈堅(jiān),趙穎,李少南,等.三種常用農(nóng)藥對(duì)環(huán)棱螺、圓田螺和河蜆的急性毒性研究[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào),2013,5: 559-566 Shen J,Zhao Y,Li S N,et al.Acute toxicity of three common pesticides toBellamya quadrata,Cipangopaludina cathayensisandCorbicula fluminea[J].Chinese Journal of Pesticide Science,2013,5:559-566(in Chinese)

[36]張悅君,曾麗璇,康園,等.雙酚A對(duì)河蜆呼吸代謝和抗氧化酶的毒性研究[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2014,3:102-106 Zhang Y J,Zeng L X,Kang Y,et al.Toxicities of Bisphenol A on respiratory metabolism and antioxidant enzymes in Asian Calms[J].Journal of South China Normal University(Natural Science Edition),2014,3:102-106(in Chinese)

[37]Narbonne J F,Djomo J E,Ribera D,et al.Accumulationkinetics of polycyclic aromatic hydrocarbons adsorbed to sediment by the molluskCorbicula fluminea[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,1999,42(1):1-8

[38]Vrankovic'J,Slavic'M.Biomarker responses inCorbicula flumineato the presence of dioxin-like polychlorinated biphenyls and seasonal changes[J].Ecological Indicators, 2015,48:99-106

[39]Fedato R P,Simonato J D,Martinez C B R,et al.Genetic damage in the bivalve molluskCorbicula flumineainduced by the water-soluble fraction of gasoline[J].Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis,2010,700(1):80-85

[40]Oliveira L F,Simonato J D,Fedato R P,et al.16.P12.Biochemical assays in the gills of the freshwater bivalve Corbicula flumineaexposed to gasoline water-soluble fraction during 9602h[J].Comparative Biochemistry& Physiology A,2007,148:S72–S73

[41]Soucek D J.Sodium sulfate impacts feeding,specific dynamic action,and growth rate in the freshwater bivalve Corbicula fluminea[J].Aquatic Toxicology,2007,83(4): 315-322

[42]Vale G,Franco C,Diniz M S,et al.Bioavailability of cadmium and biochemical responses on the freshwater bivalveCorbicula fluminea–the role of TiO2nanoparticles [J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2014,109: 161-168

[43]Prieto A I,Puerto M,Campos A,et al.Activity of glutathione S-transferase inMytilus galloprovincialisandCorbicula flumineaexposed to toxicCylindrospermopsis raciborskiicells[J].Toxicology Letters,2010,196:S347-S348

[44]Vidal M L,Bassères A,Narbonne J F.Influence of temperature,pH,oxygenation,water-type and substrate on biomarker responses in the freshwater clamCorbicula fluminea(Müller)[J].Comparative Biochemistry and Physiology Part C:Toxicology&Pharmacology,2002,132(1): 93-104

[45]徐海軍,凌去非,李倩,等.六種淡水貝類(lèi)耗氧率的初步研究[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖,2010,1:1-4

[46]Tran D,Fournier E,Durrieu G,et al.Copper detection in the Asiatic clamCorbicula fluminea:Optimum valve closure response[J].Aquatic Toxicology,2003,65(3):317-327

[47]Chandler Jr J H,Marking L L.Toxicity of fishery chemicals to the Asiatic clam,Corbicula manilensis[J].TheProgressive Fish-Culturist,1979,41(3):148-151

[48]Basack S B,Oneto M L,Verrengia Guerrero N R,et al. Accumulation and elimination of pentachlorophenol in the freshwater bivalveCorbicula fluminea[J].Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology,1997,58(3): 497-503

[49]Marking L L,Chandler J H.Toxicity of six bird control chemicals to aquatic organisms[J].Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology,1981,26(1):705-716

[50]Oneto M L,Basack S B,Casabé N B,et al.Biological responses in the freshwater bivalveCorbicula flumineaand the earthwormEisenia fetidaexposed to fenitrothion[J]. Fresenius Environmental Bulletin,2005,14(8):716-720

[51]Harrison F L,Knezovich J P,Rice Jr D W.The toxicity of copper to the adult and early life stages of the freshwater clam,Corbicula manilensis[J].Archives of Environmental Contamination and Toxicology,1984,13(1):85-92

[52]Dean K E,Palachek R M,Noel J M,et al.Development of freshwater water-quality criteria for perchlorate[J].Environmental Toxicology and Chemistry,2004,23(6): 1441-1451

[53]Cherry D S,Rodgers Jr J H,Graney R L,et al.Dynamics and control of the Asiatic clam in the New River,Virginia.Research report[R].Virginia Polytechnic Inst.and State Univ.,Blacksburg(USA).Virginia Water Resources Research Center,1980

[54]Belanger S E,Cherry D S,Farris J L,et al.Sensitivity of the Asiatic clam to various biocidal control agents[J].A-merican Water Works Association,1991:79-87

[55]Wang Y S,Jaw C G,Tang H C,et al.Accumulation and release of herbicides butachlor,thiobencarb,and chlomethoxyfen by fish,clam,and shrimp[J].Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology,1992,48(3): 474-480

[56]任靜華,馬宏瑞,王曉蓉,等.太湖沉積物中鎘的賦存形態(tài)及其與河蜆體內(nèi)富集的關(guān)系[J].湖泊科學(xué),2011, 3:321-324 Ren J H,Ma H R,Wang X R,et al.Speciation of Cd and its relationship with the bio-accumulation ofCorbicula flumineain the sediments of Lake Taihu[J].Journal of Lake Science,2011,3:321-324(in Chinese)

[57]Knezovich J P,Lawton M P,Inouye L S.Bioaccumulation and tissue distribution of a quaternary ammonium surfactant in three aquatic species[J].Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology,1989,42(1):87-93

[58]Knezovich J P,Inouye L S.The influence of sediment and colloidal material on the bioavailability of a quaternary ammonium surfactant[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,1993,26(3):253-264

[59]Labrot F,Narbonne J F,Ville P,et al.Acute toxicity,toxicokinetics,and tissue target of lead and uranium in the clamCorbicula flumineaand the wormEisenia fetida: Comparison with the fishBrachydanio rerio[J].Archives of Environmental Contamination and Toxicology,1999, 36(2):167-178

[60]Baudrimont M,Metivaud J,Maury-Brachet R,et al.Bioaccumulation and metallothionein response in the Asiatic clam(Corbicula fluminea)after experimental exposure to cadmium and inorganic mercury[J].Environmental Toxicology and Chemistry,1997,16(10):2096-2105

[61]Dean K E,Palachek R M,Noel J M,et al.Development of freshwater water-quality criteria for perchlorate[J].Environmental Toxicology and Chemistry,2004,23(6): 1441-1451

[62]Wang Y S,Jaw C G,Tang H C,et al.Accumulation and release of herbicides butachlor,thiobencarb,and chlomethoxyfen by fish,clam,and shrimp[J].Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology,1992,48(3): 474-480

[63]周作強(qiáng),丁晴晴,劉其根,等.缺氧對(duì)貝類(lèi)的脅迫效應(yīng)及對(duì)其免疫系統(tǒng)的影響[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2013,8(3): 324-330 Zhou Z Q,Ding Q Q,Liu Q G,et al.Stresses of hypoxia and its effects on immune system of bivalve[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2013,8(3):324-330(in Chinese)

[64]閆振廣,孟偉,劉征濤,等.我國(guó)淡水生物氨氮基準(zhǔn)研究[J].環(huán)境科學(xué),2011,32(6):1564-1570 Yan Z G,Meng W,Liu Z T,et al.Development of freshwater aquatic life criteria for ammonia in China[J].Environmental Science,2011,32(6):1564-1570(in Chinese)

[65]李麗娜,陳振樓,許世遠(yuǎn),等.銅鋅鉛鉻鎳重金屬在長(zhǎng)江口濱岸帶軟體動(dòng)物體內(nèi)的富集[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,3:65-70

[66]Cataldo D,Colombo J C,Boltovskoy D,et al.Environmental toxicity assessment in the Parana river delta(Argentina):Simultaneous evaluation of selected pollutants and mortality rates ofCorbicula fluminea(Bivalvia)early juveniles.[J].Environmental Pollution,2001,112(3):379-389

[67]蔡煒,蔡永久,龔志軍,等.太湖河蜆時(shí)空格局[J].湖泊科學(xué),2010,22:714-722

[68]Yin L P,Warne M S J,Lim R P.Toxicity and bioavailability of atrazine and molinate to the freshwater shrimp (Paratya australiensis)under laboratory and simulatedfield conditions[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2005,60(2):113–122

[69]Erstfeld K M.Environmental fate of synthetic pyrethroids during spray drift and field runoff treatments in aquatic microcosms[J].Chemosphere,1999,39(10):1737–1769

[70]徐曉白,戴樹(shù)桂,黃玉瑤.典型化學(xué)污染物在環(huán)境中的變化及生態(tài)效應(yīng)[M].北京:科學(xué)出版社,1998:65-92

[71]Zuykov M,Pelletier E,Harper D A T.Bivalve mollusks in metal pollution studies:From bioaccumulation to biomonitoring[J].Chemosphere,2013,93(2):201-208

[72]Ma T,Huang Q,Wang H,et al.Selection of benthic macroinvertebrate-based multimetrics and preliminary establishment of biocriteria for the bioassessment of the water quality of Taihu Lake,China[J].Acta Ecologica Sinica, 2008,28(3):1192–1200

[73]Franco J N,Ceia F R,Patrício J,et al.Population dynamics ofCorbicula fluminea(Müller,1774)in mesohaline and oligohaline habitats:Invasion success in a southern Europe estuary[J].Estuarine Coastal&Shelf Science, 2012,112:31–39

[74]鄧道貴,李洪遠(yuǎn),胡萬(wàn)明,等.巢湖富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)河蜆和環(huán)棱螺分布及種群密度影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2005,16 (8):8-12

[75]曾迎新,張楠,敬海明,等.秀麗隱桿線蟲(chóng)在化學(xué)品毒性評(píng)估中的研究進(jìn)展[J].癌變.畸變.突變,2014,26(6): 467-470

[76]梅承芳,梁燕珍,陳進(jìn)林,等.淺析化學(xué)品毒性安全評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建和完善[C].中國(guó)毒理學(xué)會(huì)管理毒理學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨換屆大會(huì)會(huì)議論文集,2009

A Review of Ecotoxicological Studies of Corbicula fluminea

Qiu Xinye,Yu Shuang,Liu Hongling*
State Key Laboratory of Pollution Control&Resource Reuse,School of the Environment,Nanjing University,Nanjing 210023

2 August 2015 accepted 22 September 2015

Corbicula flumineais a large benthic bivalve mollusk and is commonly found in freshwater areas in China.Due to some advantages,such as small size,wide distribution,convenient sources,and easy acclimation in the laboratory,Corbicula flumineais frequently used in toxicology to evaluate potential effects of environmental pollutants.This study summarized the present research findings ofCorbicula flumineain ecotoxicology,including its behavioral responses,tolerance,and physiological and biochemical responses to different types of pollutants.We also pointed out the weakness for practical application of the clam,and discussed the research trend and its application in ecotoxicology in the future.Because of its convenience and representativeness,Corbicula flumineahas a very broad research prospective,practically in developing domestic freshwater quality criteria,evaluation of chemicals toxicity and bio-monitoring areas.

Corbicula fluminea;ecological toxicology;research advance;evaluation

2015-08-02 錄用日期:2015-09-22

1673-5897(2016)1-080-14

X171.5

A

10.7524/AJE.1673-5897.20150802001

邱昕曄,俞爽,劉紅玲.河蜆(Corbicula fluminea)在生態(tài)毒理學(xué)研究中的應(yīng)用與評(píng)價(jià)[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2016,11(1):80-93

Qiu X Y,Yu S,Liu H L.A review of ecotoxicological studies ofCorbicula fluminea[J].Asian Journal of Ecotoxicology,2016,11(1):80-93(in Chinese)

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(213770533)；南京大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新基金(G1410284042)

邱昕曄(1994-),女,本科生,研究方向?yàn)樯鷳B(tài)毒理學(xué),Email:121200048@smail.nju.edu.cn

),E-mail:hlliu@nju.edu.cn

簡(jiǎn)介:劉紅玲(1976-)，女，副教授，主要從事生態(tài)毒理學(xué)和水質(zhì)基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)研究。