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壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响

2017-09-23 13页 doc 313KB 21阅读

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壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响 年第卷第期—生态毒理学报 壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响夏继刚牛翠娟„高颖裴雪姣北京师范大学生命科学学院生物多样性与生态工程教育部重点实验室北京摘要研究了不同浓度下对照、、、、 。壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响结果表明暴露对斑马鱼第二性征的影响显著可导致雄性个体出现泄殖乳突、腹部膨大等典型雌性化特征山。暴露导致的雄鱼出现泄殖乳突暴露对斑马鱼精子激活率的影响显著随暴露浓度升高精子激活率下降呈现负相关的剂量一效应关系暴露对斑马鱼精子寿...
壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响
壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响 年第卷第期—生态毒理学报 壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响夏继刚牛翠娟„高颖裴雪姣北京师范大学生命科学学院生物多样性与生态工程教育部重点实验室北京摘要研究了不同浓度下对照、、、、 。壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响结果表明暴露对斑马鱼第二性征的影响显著可导致雄性个体出现泄殖乳突、腹部膨大等典型雌性化特征山。暴露导致的雄鱼出现泄殖乳突暴露对斑马鱼精子激活率的影响显著随暴露浓度升高精子激活率下降呈现负相关的剂量一效应关系暴露对斑马鱼精子寿命和精子剧烈运动时间均有显著影响低剂量一和高剂量。一暴露下精子寿命及其剧烈运动时间显著缩短而中等剂量一对上述指标影响不显著斑马鱼第二性征、精子活力可作为指示水体环境雌激素毒理学效应的敏感指标关键词壬基酚第二性征精子活力斑马鱼文章编号———中图分类号文献标识码 — — 。 — 仃 斗。 斗 仃 —肛。 。。 — 。。 收稿日期——录用日期—基金项目国家自然科学基金重点项目作者简介夏继刚一男博士通讯作者 万方数据第期夏继刚等壬摹酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响引言 环境内分泌干扰物 对水生生物生命活动的影响以及对人类生殖健康的潜在威胁正日益引起人们的广泛关注壬基酚 是一种非离子表面活性剂广泛应用于造纸、纺织、橡胶塑料、洗涤剂和化妆品等生产中与人们的日常生活关系十分密切也是壬基酚聚氧乙烯醚的降解产物在污水处理后的水体中广泛存在订愈来愈多的研究表明具有雌激素活性是一种环境内分泌干扰物 目前大量有关内分泌干扰效应的文献报道集中于诱导的雄鱼睾丸退化、性激素水平的改变以及肝脏卵黄蛋白原生成等方面 相对而言有关对第二性征、精子活力等方面的研究报道较为少见 精子活力是评价精液质量的重要指标良好的精子活力是进行成功受精的基础有研究表明鱼类精子对水体环境污染非常敏感精子活力可作为敏感而精确的生物标志用于水体环境内分泌干扰物污染评价 研究表明一乙炔基雌二醇暴露周可导致青鳝精子运动速率和精子激活率升高短期暴露可导致青鳝精子运动速率和精子激活率下降周暴露对青鳝精子运动速率的影响不显著 长期暴露可导致具有活动精子的牡蛎 数量显著减少除精子活力外鱼体第二性征也是水体环境内分泌干扰物监测敏感而可靠的生物标志 斑马鱼 是一种小型热带鱼由于其世代周期短、产卵量大、易收集、易于大规模饲养等特点现已成为经济合作与发展组织常规试验鱼种并作为模式生物被广泛用于化学品的各种毒性测试是研究内分泌干扰作用的理想实验动物和水体污染监测的理想指示生物然而内分泌干扰物对斑马鱼精子活力的影响尚不完全清楚尚未见暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力影响的文献报道为进一步探索的环境雌激素效应并筛选生物标志物本文研究了长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响材料与方法 实验动物与试剂斑马鱼种鱼由北京大学斑 马鱼中心提供实验用鱼为经过本实验室多代培养的纯种品系饲养方法参照 实验条件实验用水为充分曝气脱氯并经活性炭过滤的自来水水温?光周期每日投喂次冰冻红虫投喂后吸去残饵选取以上健康状况良好的斑马鱼进行实验平均体重壬基酚公司以丙酮纯国药集团化学试剂有限公司为助溶剂配制成的母液并稀释到相应浓度?避光保存待用对照组丙酮浓度为一低于等所推荐的最大浓度暴露处理暴露容器为的方形玻璃缸为避免产生应激反应正式暴露试验前使鱼群处于试验环境条件下驯养适应周实验设个浓度梯度、、、、 一每个梯度随机放入健康活泼的斑马鱼雄鱼尾每个处理设个平行组采用半静态暴露装置每日换水持续暴露第二性征斑马鱼雌雄分别具有以下典型特征 。?体型雌鱼身体比雄鱼粗壮尤其是腹部膨大体圆各鳍均比雄鱼短小但不明显雄鱼体细长扁平呈杆形没有明显突出的腹部雌鱼的体高体长比要明显高于雄鱼?体色雌鱼的蓝色条纹偏蓝而鲜艳间以银灰色条纹雄鱼蓝色条纹偏黄间以柠檬色条纹?泄殖乳突此为雌鱼所具有的典型特征雄鱼无暴露后检查各处理组鱼的第二性征并拍照有改变计为“”无改变计为“”万方数据生态毒理学报第卷精子活力参照文献刘鉴毅等 用激活率、剧烈运动时间、总运动时间精子寿命等指标来评价精子活力激活率以显微镜下同一视野中的活动精子百分比表示剧烈运动时间是指从精液与激活液混合开始到约运动精子转人缓慢运动为止的时间总运动时间是指从精液与激活液混合开始到视野中约的精子停止活动或原地震颤为止的时间暴露后显微镜下观测精子活力用移液枪吸取各浓度溶液“于干燥洁净的载玻片上调节好显微镜用解剖针尖从性腺蘸取少许精液涂在载波片上与溶液混匀即刻于倍显微镜下观察精子活动情况并用秒表记录各运动阶段的时间每尾鱼重复次实验室温?由于寄生虫感染也会导致动物生理过程的破坏从而干扰药物的作用效应实验结束后在解剖镜下解剖并检查每条鱼的疾病及寄生虫感染情况数据处理应用软件 进行统计分析对数据进行正态性检验后用单因素方差分析和多重比较检验差异显著性检验对比率数据进行统计分析线性回归分析精子激活率与暴露浓度的关系各组数据均用平均值?标准误表示为差异显著为差异极显著结果经解剖检查未发现有明显寄生虫感染的动物个体对精子活力的观察斗叫处理组样本大小为其余各组第二性征暴露对斑马鱼雄鱼第二性征的影响显傻贾滦坌愿鎏宄鱿中怪橙橥华戟猹?共颗虼螵戢〉鹊湫痛菩曰卣鞅硗极?鰜9?。的暴露导致的雄鱼出现泄殖乳突浓度高于 的暴露可以显著改变雄性斑马鱼的体型导致腹部膨大表暴露对斑马鱼雄鱼第二性征的影响 畸形率处理——丽瓦虿———雨葫 注“矿表示与对照组相比差异显著矿表示与对照组相比差异极显著图暴露导致的雄鱼雌性化 精子活力暴露对斑马鱼精子激活率的影响显著随暴露浓度的升高精子激活率逐渐下降暴露导致精子激活率极显著下降图暴露浓度与精子激活率呈现显著负相关的剂量一效应关系图暴露对斑马鱼精子剧烈运动时间的影响显著随暴露浓度的提高精子剧烈运动时间表现为低剂量。下减少中高剂量、 。有所回升差异不显著高剂量斗。下极显著减少图暴露对斑马鱼精子寿命的影响显著低剂量组。与高剂量组山。精子寿命均极显著缩短而万方数据第期夏继刚等壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响中高剂量组。与对照组相比并无显著性差异图冰童姗芒籁善《浓度恤。„图暴露对斑马鱼精子激活率的影响不同字母代表组间有显著性差异 术?董口皇譬号《瓣艇餐浓度开四次方 图暴露浓度与斑马鱼精子激活率之间的关系浓度单位 嵋浓度 图暴露对斑马鱼精子剧烈运动时间的影响不同字母代表组间有显著性差异晒艳 山哪 篙昙盘石怅讨论 第二性征鱼类的第二性征是由体内雄激素和雌激素的平衡所调控的内分泌干扰物暴露可以导致鱼类第二性征的改变 一雌二醇水体暴露可导致全部雄性金鱼失去追星 等的研究表明一雌二醇暴露周可诱导斑马鱼雄鱼出现泄殖乳突且随着剂量的升高出现比例增大 等的研究表明对斑马鱼泄殖乳突的影响显著—暴露就可导致出现泄殖乳突的比例显著升高同时。高浓度暴露可导致雄鱼体圆、腹部膨大长期的内分泌干扰物暴露可能通过作用于下丘脑一垂体一性腺轴持续干扰促性腺激素的合成与分泌进而破坏动物体内雄激素和雌激素的平衡最终导致第二性征的改变本文的研究结果与上述文献报道相一致斑马鱼第二性征可作为指示水体内分泌干扰物的敏感指标用于环境监测精子活力鱼类精子是一类分化程度很高的细胞由于精巢和精浆中存在抑制因子精子在精巢中不活动一旦排入水中精子便立即被激活而开始运动 精子的运动是靠其尾部鞭毛的摆动外界环境因子对鱼类精子活力的影响主要是通过影响—系统来影响鞭毛的??加誊?吕。言譬暑工厦莒需卿蘸罨万方数据生态毒理学报第卷活动而实现。精子活力的评价指标主要有精子激活的比例、精子激活后的运动时间、精子运动的激烈程度等 等发现短期暴露导致青鲻精子激活率下降的研究结果表明对牡蛎精子活力的影响具有明显的剂量一效应关系和—暴露可分别导致具有活动精子的牡蛎数从下降到和等指出可能通过破坏动物体内性激素水平的平衡影响到睾丸支持细胞的正常功能进而影响精子质量以其独特的结构和功能为精子发生提供适宜的微环境并为生精细胞提供营养支持对生精细胞发育和活动具有至关重要的调控作用此外精子激活率的降低也可能是由于内分泌干扰物暴露导致精子畸形、缺少鞭毛或鞭毛运动受到抑制造成的 本研究中暴露对斑马鱼精子激活率的影响显著随暴露浓度升高精子激活率逐渐下降呈显著负相关的剂量一效应关系研究结果与和等相一致精子运动的时间长短以及剧烈程度具有十分重要的生物学意义与哺乳类相比鱼类精子激活后运动时间很短精子必须在有限时间里找到和进入受精孔本文实验中暴露对斑马鱼精子寿命和精子剧烈运动时间的影响均显著并表现为低剂量斗。和高剂量。下显著缩短而在中等剂量。暴露浓度下影响不显著提示暴露对精子活力的影响可能具有低剂量一效应对精子活力影响的作用机制在高剂量和低剂量下可能不同低剂量下精子寿命和剧烈运动时间的缩短可能是由于内分泌干扰物暴露促使精子运动速率增加从而导致精子储存能量的快速耗竭所造成的 而高剂量下精子活力的下降可能是内分泌干扰物暴露直接导致精子细胞线粒体呼吸作用受到抑制、能量代谢受阻、鞭毛运动受到抑制所致 有关暴露对斑马鱼精子形态学、精子运动速率、精子能量代谢及精液成分的影响有待于进一步研究.
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