壬基酚對多刺裸腹溞連續(xù)世代的毒性效應(yīng)

唐思，劉偉杰，段舜山

暨南大學(xué) 水生生物研究中心，廣州 510632

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壬基酚對多刺裸腹溞連續(xù)世代的毒性效應(yīng)

唐思，劉偉杰，段舜山

暨南大學(xué) 水生生物研究中心，廣州 510632

為探討典型環(huán)境激素壬基酚(nonylphenol，NP)對枝角類浮游動物多刺裸腹溞連續(xù)世代的毒性效應(yīng)，在實驗室條件下，暴露連續(xù)3個世代(F0、F1、F2)多刺裸腹溞于0.02～0.10 mg·L-1的NP。15 d后測定成體死亡率、首胎繁殖時間、后代數(shù)目、成體蛻皮次數(shù)以及終點體長。研究結(jié)果表明，NP對F0代多刺裸腹溞具有很高的致死率；隨著世代的增加，在相同NP質(zhì)量濃度暴露下，與母代成體的死亡率相比，子代多刺裸腹溞成體的死亡率增高，致死毒性放大；NP對多刺裸腹溞連續(xù)3個世代的繁殖力都有顯著抑制作用(P <0.05)，并隨著世代遞增，NP對子代繁殖力的抑制增強；在NP暴露下，多刺裸腹溞F0首胎繁殖時間明顯推遲，NP暴露濃度與延遲程度呈正相關(guān)，呈現(xiàn)出劑量-效應(yīng)關(guān)系，首胎繁殖時間延遲的趨勢也存在于F1、F2世代中且存在放大效應(yīng)；但是連續(xù)3個世代多刺裸腹溞成體的蛻皮次數(shù)都不受NP暴露影響；F0和F1世代多刺裸腹溞終點體長降低，并呈現(xiàn)明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，但與F1相比，F(xiàn)2低濃度處理組受試個體終點體長呈增加趨勢。對結(jié)果進行分析，認為多刺裸腹溞在NP暴露后的母代DNA或DNA完整性遭到破壞導(dǎo)致子代在相同NP質(zhì)量濃度暴露下更容易受到NP致死性的影響；NP化合物具有的苯酚結(jié)構(gòu)抑制枝角類體內(nèi)葡萄糖、硫酸鹽與類固醇的結(jié)合，從而引起體內(nèi)荷爾蒙水平異常，最終對諸如生殖等生理行為造成不利影響；多刺裸腹溞成體的蛻皮次數(shù)都不受NP暴露影響表明蛻皮激素系統(tǒng)未受到干擾，且NP對生長的影響顯然存在蛻皮外的其他作用機制。

壬基酚；多刺裸腹溞；連續(xù)世代

壬基酚(nonylphenol，NP)屬于壬基酚聚氧乙烯醚(nonylphenol ethoxylates，NPEOs)衍生物[1]。NPEOs是全球第二大商用非離子表面活性劑[2]，在紡織、塑料、造紙、化肥、農(nóng)藥、食品、醫(yī)藥等方面廣泛應(yīng)用[3]，與人類生活關(guān)系密切。NPEOs經(jīng)各種途徑進入水體后，可降解為NP以及短鏈NPEOs產(chǎn)物[4]，與母體相比、NP更加穩(wěn)定，生物毒性也明顯上升[5]。NP對人類和動物個體的生理、生殖以及子代發(fā)育產(chǎn)生負面影響[6-8]，同時NP還具有很強的致畸、致癌、致突變效應(yīng)[9-10]。聯(lián)合國環(huán)境保護署(UNEP)把NP列入27種優(yōu)先控制持久性污染物名單。歐盟水框架指令把NP及其短鏈母體化合物制定為優(yōu)先控制污染物質(zhì)。雖然我國已經(jīng)展開對NP的生態(tài)風(fēng)險評價研究，但仍然缺乏水體環(huán)境中NP長期性污染狀況與生態(tài)風(fēng)險的研究。

枝角類浮游動物是淡水生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的重要組成部分，對維持水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能穩(wěn)定十分重要[11]。同時，由于枝角類浮游動物個體小、繁殖快、易于培養(yǎng)且對環(huán)境污染物敏感等優(yōu)點使其成為生態(tài)毒理學(xué)研究的重要受試生物[12]。

在枝角類毒理學(xué)研究中，大型溞(Daphnia magna)由于眾多優(yōu)點被認為是國際上標(biāo)準(zhǔn)受試生物，但由于其全球范圍內(nèi)分布不均勻，在熱帶和亞熱帶水體中并不常見，因此僅針對大型溞毒理學(xué)研究顯得并不全面[13]。本實驗采用多刺裸腹溞作為受試生物，多刺裸腹溞(Moina macrocopa)屬于甲殼綱(Crustacean)、枝角亞目(Cladocera)、裸腹溞屬(Moina)，廣泛分布于全球范圍內(nèi)，在各國水體中均有出現(xiàn)，較多分布在熱帶水域[14]。迄今為止，已經(jīng)有不少關(guān)于環(huán)境激素對枝角類浮游動物的干擾效應(yīng)研究，但多半集中在急性毒性和單一世代的亞慢性毒性研究，對枝角類連續(xù)世代的毒理學(xué)研究十分稀少。本文以多刺裸腹溞為研究對象，研究了NP對連續(xù)3個世代(F0、F1、F2)多刺裸腹溞的毒性效應(yīng)，以期揭示污染物進入水體后對浮游動物的長期干擾效應(yīng)，豐富NP的生態(tài)毒理學(xué)數(shù)據(jù)，為制定相應(yīng)的受NP污染環(huán)境的監(jiān)測與治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法 (Materials and methods)

1.1 實驗材料

本研究使用的多刺裸腹溞于2009年從廣東省惠州西湖示范區(qū)水域采集分離，經(jīng)鑒定后馴化培養(yǎng)。實驗采用經(jīng)多代孤雌生殖的單克隆株系。餌料藻種為羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)，為本課題組藻種庫長期培養(yǎng)藻種。壬基酚(nonylphenol，NP)，純度≥99.0%，購自美國Sigma Aldrich試劑公司；丙酮，分析純(AR)，購自廣州化學(xué)試劑廠。實驗所使用試劑均現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.2 多刺裸腹溞的培養(yǎng)

多刺裸腹溞在室內(nèi)條件下，用M4培養(yǎng)基配方配制的稀釋水作為培養(yǎng)液培養(yǎng)[15]，配制用水為曝氣超過24 h以上的超純水，重組培養(yǎng)液含氧量≥80%。自然光照下培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為(25±1) ℃，每周更換3次培養(yǎng)液，定時定量投喂餌料藻，投喂密度為105cells·mL-1[15]。

1.3 急性毒性實驗

急性毒性實驗方法參照OECD(2004)[16]及GB/T(2008)[17]關(guān)于大型溞(溞類)急性毒性實驗的方法。急性毒性實驗受試個體采用孤雌生殖單克隆株系幼體(<24 h)。實驗在100 mL燒杯中進行，通過預(yù)實驗，以丙酮為助溶劑配制6個NP質(zhì)量濃度(15、30、60、120、240、480 μg·L-1)，同時設(shè)置空白對照以及助溶劑丙酮對照組(丙酮含量為0.5‰)。每個質(zhì)量濃度處理設(shè)置4個平行，每個平行燒杯中加入50 mL培養(yǎng)液，10只幼溞，在空調(diào)房中進行實驗，溫度設(shè)為(25±1) ℃，光周期為16 h：8 h。整個實驗過程無餌料藻投喂，24 h后觀察，記錄每個燒杯中溞個體死亡數(shù)(輕微晃動稍微15 s后，于燒杯底部不能自由游動者視為死亡)[18]。實驗結(jié)果使用一元線性回歸方程計算出NP對多刺裸腹溞的24 h 半數(shù)效應(yīng)濃度(24 h-EC50)。

1.4 連續(xù)世代毒性實驗

NP對連續(xù)世代多刺裸腹溞的毒性實驗方法參照上述急性毒性實驗的實驗方法以及OECD(2004)大型溞繁殖實驗標(biāo)準(zhǔn)修改，設(shè)計進行。實驗進行前，選取同批次孤雌生殖單克隆株系幼體30只，于500 mL燒杯中進行擴大培養(yǎng)，選取第3胎次的新生幼體進行毒性實驗。實驗在50 mL比色管中進行，每個比色管加入40 mL培養(yǎng)液，加入1只幼溞(<12 h)，根據(jù)24 h-EC50值和盡量降低受試生物死亡率的前提設(shè)計NP處理濃度，多刺裸腹溞各處理組濃度分別設(shè)置為0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 mg·L-1，每個處理組設(shè)置，10個平行。每天更換1次培養(yǎng)液，并定時定量投喂餌料藻。從F0中取幼溞用于F1代實驗，NP處理質(zhì)量濃度與F0相同，實驗一直持續(xù)到F2代。實驗開始后，每天定時觀察，記錄每個世代的首胎繁殖時間、后代數(shù)目、成體蛻皮數(shù)已及死亡個體，每一世代毒性實驗持續(xù)15 d后，測量存活個體體長，體長為個體眼部到甲殼末端的距離。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SSPS 17.0軟件(SPSS Inc.)對實驗數(shù)據(jù)進行方差分析和回歸分析。采用ANOVA方法分析NP暴露組與空白對照組之間的差異，P < 0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果(Results)

2.1 急性毒性實驗

NP對多刺裸腹溞的急性毒性實驗結(jié)果見表1。實驗結(jié)果顯示NP對多刺裸腹溞的24 h-EC50為110.7 μg·L-1，表明NP對多刺裸腹溞有明顯的毒性作用。

表1 壬基酚對多刺裸腹溞的急性毒性

根據(jù)化學(xué)物質(zhì)對溞類的毒性評價標(biāo)準(zhǔn)[19]，NP的毒性等級為極高毒。在實驗進行的24 h內(nèi)，0.5‰丙酮助溶劑對照組的多刺裸腹溞的存活率與空白對照組無明顯差異，表明0.5‰丙酮助溶劑對多刺裸腹溞的存活無影響。

圖1 NP暴露下多刺裸腹溞的死亡率Fig. 1 Mortality of M. marcocopa under NP exposure

2.2 NP對多刺裸腹溞死亡率的影響

不同質(zhì)量濃度NP對連續(xù)3個世代多刺裸腹溞的死亡率的影響見圖1。由圖1可知，NP對F0受試生物有很強的致死毒性，且隨著世代的增加，NP對于多刺裸腹溞的毒性呈逐漸增強的趨勢，表現(xiàn)為母代F0處理組的多刺裸腹溞在處理濃度高于0.04 mg·L-1時，死亡率達到40%，并隨著處理濃度的增加而顯著升高，最高濃度處理組的死亡率達到100%；當(dāng)暴露處理持續(xù)到子一代F1和子二代F2時，0.04 mg·L-1處理組的死亡率已經(jīng)分別達到50%和80%，100%致死濃度也降低至0.08 mg·L-1和0.06 mg·L-1。由于最高濃度0.1 mg·L-1處理組受試個體死亡時沒有后代個體產(chǎn)生，因此在生長繁殖的相關(guān)指標(biāo)中不參與討論。實驗中，與空白對照組相比，0.5%丙酮助溶劑對照組對受試生物的首胎生殖時間、后代數(shù)目、成體蛻皮次數(shù)、死亡率和終點體長均無明顯影響，以下不再討論。

2.3 NP對多刺裸腹溞后代數(shù)目的影響

NP對連續(xù)世代多刺裸腹溞后代繁殖數(shù)的影響如圖2所示。結(jié)果表明，NP對多刺裸腹溞具有生殖毒性，3個世代暴露處理后的多刺裸腹溞后代數(shù)量顯著減少(P < 0.05)，表現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系，并且隨著世代的增加繁殖方面的毒性效應(yīng)表現(xiàn)出明顯的上升趨勢。從圖2可以看出，母代F0處理組，當(dāng)NP暴露質(zhì)量濃度為0.04 mg·L-1時, 與對照組相比，該處理組累積后代數(shù)目減少了11.2%；隨著世代的增加，子一代F1繁殖數(shù)量減少更為顯著，F(xiàn)1累計后代數(shù)目降低了42.6%；在子二代F2時，累計后代數(shù)目降低了57.3%。

2.4 NP對多刺裸腹溞首胎繁殖時間的影響

NP暴露處理對多刺裸腹溞首胎繁殖時間的影響如圖3所示。由圖3可以看出，NP暴露處理可以造成多刺裸腹溞首胎繁殖時間延后，并表現(xiàn)為隨著處理濃度的增加滯后效應(yīng)愈發(fā)顯著。隨著世代的增加，NP對多刺裸腹溞首胎繁殖時間的滯后效應(yīng)明顯增強，在0.04 mg·L-1暴露下，與空白對照組相比，F(xiàn)0、F1、F2處理組的首胎繁殖時間分別延長了13.8%、25.5%、44.5%；在0.06 mg·L-1NP暴露下時，F(xiàn)2首胎繁殖時間延遲高達空白對照組的112.6%，極大推遲了F2代的首胎繁殖時間。

圖2 NP暴露下多刺裸腹溞累計后代數(shù)目/母體 注：*表示與對照有顯著差異(P<0.05)；a結(jié)果為排除了死亡個體影響后，每處理10個平行的平均值(±標(biāo)準(zhǔn)差)。Fig. 2 Cumulative neonate number per female of M. marcocopa under NP exposure Note: * stands for significant difference compared with CK (P< 0.05); a Results are summarised as the mean of 10 replicates per treatment (±standard deviation) when excluding the dead.

圖3 NP暴露下多刺裸腹溞首胎繁殖時間 注：*表示與對照有顯著差異(P<0.05)；a結(jié)果為排除了死亡個體影響后，每處理10個平行的平均值(±標(biāo)準(zhǔn)差)。Fig. 3 First breeding time of M. marcocopa under NP exposure Note: * stands for significant difference compared with CK (P< 0.05); a Results are summarized as the mean of 10 replicates per treatment (±standard deviation) when excluding the dead.

2.5 NP對多刺裸腹溞成體蛻皮的影響

NP對多刺裸腹溞蛻皮的影響如圖4所示。結(jié)果表明，與上述研究指標(biāo)不同，在所有的NP暴露處理組中，多刺裸腹溞連續(xù)3個世代(F0、F1、F2)的蛻皮次數(shù)與空白對照組相比，均無顯著變化，說明NP對多刺裸腹溞的蛻皮行為并不能造成表觀上的影響。

圖4 NP暴露下成體多刺裸腹溞的蛻皮次數(shù) 注：a結(jié)果為排除了死亡個體影響后，每處理10個平行的平均值(±標(biāo)準(zhǔn)差)。Fig. 4 Mouting frequencies of adult M. marcocopa under NP exposure Note: a Results are summarized as the mean of 10 replicates per treatment (±standard deviation) when excluding the dead.

2.6 NP對多刺裸腹溞終點體長的影響

連續(xù)3個世代多刺裸腹溞是在NP暴露處理下終點體長響應(yīng)情況，如圖5所示。NP暴露處理，與空白對照組相比，母代F0多刺裸腹溞的生長受到顯著抑制(P <0.05)，0.06 mg·L-1和0.08 mg·L-1處理組，終點個體體長較對照組分別減少了24.8%、33.6%。而就不同世代之間來言，與F0相比較，NP對F1受試生物生長的抑制增加，導(dǎo)致其終點體長減少更加顯著。然而，在0.04 mg·L-1NP質(zhì)量濃度暴露下，F(xiàn)2終點體長較F1增加了5%。

圖5 NP暴露下成體多刺裸腹溞的終點體長 注：a結(jié)果為排除了死亡個體影響后，每處理10個平行的平均值(±標(biāo)準(zhǔn)差)。Fig. 5 Final body length of adult M. marcocopaunder NP exposure Note: a Results are summarized as the mean of 10 replicates per treatment (±standard deviation) when excluding the dead.

3 分析與討論(Analyze and discussion)

近十年來，環(huán)境激素在我國湖泊、河流、河口以及海洋等眾多水體中不斷被檢測出來[20-23],某些水域的環(huán)境激素污染十分嚴(yán)重[24-25]，給整個水域生態(tài)系統(tǒng)帶來極大的壓力和危害。NP是環(huán)境激素污染物的典型代表,其通過工業(yè)污水、城市生活污水等多種途徑進入水體環(huán)境，以其高毒性，難降解等特點對整個水域生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響及潛在危害。目前已經(jīng)有大量關(guān)于NP對水生生物和水生態(tài)系統(tǒng)污染和危害的報道。郭匿春和謝平[26]以隆線溞和微型裸腹溞為受試對象，研究了NP對其生活史的干擾效應(yīng)，結(jié)果表明NP對隆線溞生活史、后代存活率有不利影響；Wang等[27]研究發(fā)現(xiàn)在NP暴露下，受試對象(Neocaridina heteropoda)的過氧化物歧化酶活性受到極大影響；Kang等[28]研究了NP對成年日本青鳉的繁殖力的影響，研究發(fā)現(xiàn)NP暴露導(dǎo)致青鳉產(chǎn)卵數(shù)目顯著降低。

本文以在各國水體環(huán)境中廣泛分布的枝角類浮游動物多刺裸腹溞為研究對象，研究了NP對多刺裸腹溞的急性毒性和連續(xù)3個世代亞慢性毒性。急性毒性實驗結(jié)果顯示NP對多刺裸腹溞24 h-EC50值為110.7 μg·L-1，此結(jié)果比Brennan等[29]測定的NP對大型溞24 h-EC50值150 μg·L-1小，主要原因是多刺裸腹溞個體更小，甲殼更薄，對污染物的敏感性更高[30]。同時，此值與胡雪雷等[31]測定的NP暴露下多刺裸腹溞24 h-EC50154 μg·L-1的差異可能是由培養(yǎng)條件的不同造成的。在胡雪雷等的研究中，受試生物的培養(yǎng)溫度為(20±1) ℃，本文則為(25±1) ℃。

多刺裸腹溞成體死亡率的實驗結(jié)果表明NP對F0代成體具有很強的致死毒性。且隨著世代的增加，在相同NP質(zhì)量濃度暴露下，與母代相比，子代受試生物死亡率增高，致死毒性放大。此研究結(jié)果與Brennan等[29]關(guān)于NP對大型溞連續(xù)兩個世代死亡率影響的結(jié)果相對一致。多刺裸腹溞在NP暴露后，造成母代DNA損傷[32]或引起DNA完整性遭到破壞[33]，導(dǎo)致子代在相同NP質(zhì)量濃度暴露下更容易受到NP致死毒性的影響。此隨著世代增加，NP致死效應(yīng)擴大的現(xiàn)象表明了進行NP多世代毒性研究的必要性，如果僅研究NP單一世代的毒性特征，此毒性放大現(xiàn)象將會被忽略。

NP對連續(xù)3個世代多刺裸腹溞的繁殖力都有顯著的抑制作用(P <0.05)。F0多刺裸腹溞后代數(shù)目的抑制程度與NP暴露質(zhì)量濃度正相關(guān)，呈現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。值得注意的是，環(huán)境激素對生物體的作用具有一定的多樣性，低濃度的環(huán)境激素可能對生物體有一定的刺激效應(yīng)，本研究結(jié)果表明低濃度NP對受試生物繁殖力無刺激作用，也可以間接說明NP對受試生物的高生殖毒性。隨著世代遞增，NP對子代繁殖力的抑制增強。Brennan等[29]關(guān)于NP對連續(xù)世代大型溞后代數(shù)目的實驗結(jié)果與本結(jié)果相近；Villarroel等[34]研究了農(nóng)藥四氯殺螨砜對多世代大型溞后代數(shù)目的影響，其結(jié)果也與本文類似。NP對多刺裸腹溞繁殖力的抑制一方面可能是因為NP具有苯酚結(jié)構(gòu)，干擾枝角類體內(nèi)激素相關(guān)的葡萄糖、硫酸鹽與類固醇的正常結(jié)合，引起生物體內(nèi)激素水平異常，最終對諸如生殖等生理行為造成不利影響[35]。另一方面可能是因為NP干擾母代卵巢內(nèi)卵母細胞對卵黃的吸收，擾亂卵細胞發(fā)育正常發(fā)育，抑制生物體繁殖[36]。而且，NP暴露下，受試生物攝食行為受到抑制，母體攝入的能量減少，能夠分配用于繁殖的能量相對變少，后代數(shù)目也相對降低。

NP暴露下，多刺裸腹溞F0首胎繁殖時間明顯推遲，NP暴露濃度與延遲程度呈正相關(guān)，呈現(xiàn)出劑量-效應(yīng)關(guān)系。首胎繁殖時間延遲趨勢也存在于F1和F2中，與上述NP對受試生物存活和繁殖力的毒性效應(yīng)類似，隨著世代增加，NP對首胎繁殖時間的延遲作用也存在放大效應(yīng)。受試生物首胎繁殖時間的延遲可能是因為在NP暴露下，枝角類幼體的蛻皮受到抑制，生長延緩，發(fā)育至性成熟所需時間延長，造成首胎繁殖時間延后[37]。同時，幼體的生長發(fā)育受到NP干擾，與繁殖相關(guān)的蛋白質(zhì)合成受到阻礙，首胎繁殖時間推遲。有文獻指出，環(huán)境激素類污染物對受試生物的繁殖毒性，隨著世代增加而增高[38-39]；然而，也有研究表明，由于子代受試生物對污染物的適應(yīng)，與母代相比，子代繁殖能力受污染物的抑制減弱，恢復(fù)到正常水平[40-41]。

蛻皮是枝角類浮游動物十分重要的生理過程，直接影響枝角類的生長和發(fā)育。本文關(guān)于受試生物成體蛻皮次數(shù)的結(jié)果顯示，與空白組對照相比，連續(xù)3個世代多刺裸腹溞成體蛻皮次數(shù)均不受NP影響。Caspers[42]和Brennan等[29]的研究結(jié)果與本文相符合。枝角類的蛻皮由一個非常復(fù)雜的激素系統(tǒng)調(diào)控，其中蛻皮激素起關(guān)鍵作用，蛻皮激素在轉(zhuǎn)錄水平上和與DNA相連的蛻皮激素受體結(jié)合，調(diào)節(jié)生物體的蛻皮進程。但是，蛻皮激素受體對它們的配位體要求并不嚴(yán)格，甾族化合物、非甾族化合物都可以通過與蛻皮激素受體結(jié)合，干擾生物正常蛻皮。研究表明，外源化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與其是否能同蛻皮激素受體結(jié)合相關(guān)，高疏水性且含有循環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物更容易與蛻皮激素受體結(jié)合，干擾正常蛻皮[43]。

NP對多刺裸腹溞終點體長的影響是本文研究的最后一個指標(biāo)。結(jié)果表明，在F0和F1中，與對照組相比，NP對多刺裸腹溞體長的抑制作用隨著NP質(zhì)量濃度的增加而增加。一般來講，枝角類動物成體體長與其蛻皮次數(shù)相關(guān)，個體越大，需要的蛻皮次數(shù)越多。但是，實驗結(jié)果顯示受試生物在成體蛻皮次數(shù)并不受到NP干擾的情況下，終點體長仍然降低，說明NP通過干擾除蛻皮之外的其他生理過程抑制受試生物生長。F2代NP低濃度(0.04 mg·L-1)暴露組結(jié)果顯示，受試生物終點體長比F1高5%，其原因一方面可能是在一定能量攝入的情況下，當(dāng)生物的繁殖行為受到抑制，生物體可以分配用于生長的能量將增加；另一方面可能是隨著世代的增加，受試生物開始適應(yīng)低濃度NP暴露的環(huán)境，成體體長最終恢復(fù)甚至超過正常水平。

總的來講，NP對多刺裸腹溞具有很強的毒性效應(yīng)，且隨著世代的增加，NP的毒性效應(yīng)增強，并主要體現(xiàn)在繁殖方面。盡管NP暴露質(zhì)量濃度比實際水體環(huán)境高中2～3個數(shù)量級，但鑒于多世代暴露下NP毒性的放大效應(yīng)，其對水生態(tài)系統(tǒng)的危害不容忽視。

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Toxic Effects of Nonyphenol on Successive Generations ofMoinamacrocopa

Tang Si, Liu Weijie, Duan Shunshan*

Center of Hydrobiology, Jinan University, Guangzhou 510632, China

Received 15 December 2015 accepted 1 March 2016

To explore the toxic effects of nonylphenol (NP), a typical environmental hormone, on Moina macrocopa through successive generations, three consecutive generations (F0, F1, F2) of this species were exposed to NP at concentrations ranging from 0.02 mg·L-1to 0.10 mg·L-1in laboratory, and adult mortality, first reproductive time, neonate number, adult molting frequencies and final body length were measured after a 15-d toxicity test. The results showed that NP caused marked mortality in F0animals. When treated with identical NP concentrations, the mortality of offspring generations increased with growing generations and the lethal effect was magnified compared to their mother generation. The reproductive abilities of three successive generation animals were remarkably inhibited (P < 0.05), and the reproductive inhibition in offspring generation was higher than parental generation. First reproductive time was significantly postponed in F0animals and the retardation was positively related to NP concentrations, indicating a dose-effect relationship; the delay trend in first reproductive time also existed in both F1and F2generations and exhibited a lengthening effect. However, there was little effect on adult molting frequencies in three successive generations. Final body length of F0and F1animals declined and showed a clear dose-effect relationship, but body length of F2animals showed an increasing trend compared to F1at low NP concentrations. The observations were interpreted as a result of damage in DNA or DNA integrity of mother generation after exposure to NP, leading to higher susceptibility to lethal effects of identical chemical concentration in offspring generation. The phenolic structure of NP can inhibit glucose and sulphate conjugation of steroids in cladocerans and cause abnormality in hormone level, which can adversely affect physiological processes such as reproduction. Adult molting frequencies were not affected by NP exposure, indicating that molting hormone system was not disturbed and the impacting mechanism of NP on growth may be controlled by a mechanism different from molting.

nonylphenol; Moina macrocopa; multigeneration

10.7524/AJE.1673-5897.20151215001

NSFC-廣東聯(lián)合基金重點項目(U1133003)；國家自然科學(xué)基金項目(41176104，41476099)

唐思(1990-)，男，碩士研究生，研究方向為浮游動物生理生態(tài)學(xué)，E-mail: si.tang1990@hotmail.com

*通訊作者(Corresponding author)， E-mail: tssduan@jnu.edu.cn

2015-12-15 錄用日期：2016-03-01

1673-5897(2016)2-275-08

X171.5

A

簡介：段舜山(1955-)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事藻類生理生態(tài)學(xué)研究，發(fā)表SCI等各類論文100多篇。

唐思, 劉偉杰, 段舜山. 壬基酚對多刺裸腹溞連續(xù)世代的毒性效應(yīng)[J]. 生態(tài)毒理學(xué)報，2016, 11(2): 275-282

Tang S, Liu W J, Duan S S. Toxic effects of nonyphenol on successive generations of Moina macrocopa [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2016, 11(2): 275-282 (in Chinese)