王婧杰，李 瀟，陰晴朗，郭晉姝，曹謹玲

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院生態(tài)畜牧與環(huán)境獸醫(yī)學(xué)省級重點實驗室，山西 太谷 030801）

氟短期暴露在中華圓田螺不同組織中富集的研究

王婧杰，李 瀟，陰晴朗，郭晉姝，曹謹玲

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院生態(tài)畜牧與環(huán)境獸醫(yī)學(xué)省級重點實驗室，山西 太谷 030801）

選取中華圓田螺為受試動物，探究氟在其體內(nèi)不同組織中的富集。結(jié)果顯示，在不同濃度水氟環(huán)境條件下（0、40、80、160mg/L）連續(xù)暴露10d、20d和30d時，與對照組相比，中華圓田螺腹足中氟含量隨著暴露時間的延長而逐漸升高；內(nèi)臟團中的氟含量在10d時無顯著變化，在20d和30d時均顯著高于對照組（P＜0.05）；隨著暴露時間的延長，與對照組相比，生殖腺中的氟含量顯著升高（P＜0.05），而且在暴露20d時，氟含量隨著濃度的增加而明顯增加，其后富集含量基本處于平衡狀態(tài)。

氟；中華圓田螺；生物富集

近年來，隨著環(huán)境變化的形勢越發(fā)窘迫，水中污染物對常見養(yǎng)殖貝類生態(tài)環(huán)境的影響也受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。氟是自然界的一種惰性元素，也是維持機體生命活動和多方面生理功能的微量必需元素。但如果機體日常攝入量超過國家制定水質(zhì)標(biāo)準限量后，會抑制機體多種重要蛋白酶的加工和合成，還會與水中大量存在的Ca2+、Mg2+等離子形成不易溶解的氟化物鹽類而蓄積在體內(nèi)，使機體對于鈣鹽的吸收和儲存減少，干擾激活酶系統(tǒng)的活性，造成機體鈣—磷代謝平衡系統(tǒng)的紊亂。另外，氟也會對脫氫輔酶系統(tǒng)Ⅰ和Ⅱ產(chǎn)生一定影響，中斷三羧酸循環(huán)的進行，妨礙氧化磷酸化過程的正常運轉(zhuǎn)，阻礙機體獲取足夠能量而造成機體細胞的損傷。據(jù)報道，通過深入研究氟對鯉魚的影響后發(fā)現(xiàn)，與人體相似，過量的氟攝取除了會造成鯉魚機體內(nèi)環(huán)境代謝紊亂、血液指標(biāo)和細胞結(jié)構(gòu)不正常外，還會導(dǎo)致鯉魚生長發(fā)育遲滯、死亡率明顯升高，以及組織鰓、肝臟、腦、腎臟等發(fā)生病理學(xué)變化，同時氟也會在不同組織中富集，甚至導(dǎo)致實驗魚產(chǎn)生畸變［1-4］。但是到目前為止，針對氟這一元素，學(xué)界就其對水生貝類的研究還罕見報道。

中華圓田螺（Cipangopaludina cahayensis）在分類地位上屬軟體動物門腹足綱田螺科圓田螺屬，是廣泛分布于我國淡水水域中的一種雜食性大型底棲軟體動物，主要以攝食藻類以及底泥有機質(zhì)為生，同時作為青魚等水生生物的主要餌料食物，在生態(tài)位上占有重要的地位。由于中華圓田螺在水中營匍匐活動，生活環(huán)境相對固定，對水環(huán)境各項生化指標(biāo)發(fā)生變化的應(yīng)激反應(yīng)也十分敏感，所以利用其作為該試驗的受試動物，可以較為真實地反映待測定環(huán)境周圍底泥或水體的實際污染狀況，同時還可以客觀地評價當(dāng)?shù)厮蛸|(zhì)量［5-6］。

該試驗以中華圓田螺為研究對象，研究氟短期暴露在其體內(nèi)不同組織中的富集變化規(guī)律，以此來判斷底泥或水中污染物毒性和生物可給性的大小，旨在為進一步完善水體氟標(biāo)準的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物：試驗所用中華圓田螺采自山西省太原市魚種場鯽魚養(yǎng)殖池塘。經(jīng)過10 d馴養(yǎng)期后，選擇體重為（10±1.8）g的健康田螺作為試驗材料。

1.1.2 主要儀器和試劑：電熱恒溫水浴鍋（北京長風(fēng)儀器儀表公司），光學(xué)顯微鏡（OLYMPUS JAPAN），數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱（上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），AUY120型電子分析天平（日本島津公司），SG-JSL1000高精度井式馬弗爐 （中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所），PXS-215型氟離子計檢測儀（上海越磁電子科技有限公司），TGL-16R臺式高速冷凍離心機 （珠海黑馬醫(yī)學(xué)儀器有限公司），分光光度計（WF-ZUV-2100型，尤尼柯儀器有限公司）；氟化鈉 （天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司），其他試劑均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 試驗分組與染毒：田螺染毒采用靜態(tài)水質(zhì)接觸染毒法。試驗所用水為實驗室曝氣24 h的自來水，經(jīng)測定水質(zhì)滿足漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準的要求。根據(jù)文獻［7］設(shè)計試驗，在受試田螺不死亡的前提下，試驗濃度的選擇應(yīng)該在96 h LC50值的1/2以下，故而濃度分組分別為 0、40、80、160 mg/L，每個濃度設(shè) 2 個平行，每個平行50枚田螺于體積為26.25 L（50cm×35cm×15cm）的水族箱中，底部鋪上3cm厚的細沙，使細沙和試液體積比為1∶3。期間用充氣泵連續(xù)充氣，每2 d定時投喂餌料，水溫控制在 （26±2）℃，pH 值 7.0～8.0，溶解氧 3.0～4.0 mg/L，總氨 0.4 mg/L，堿度2.4 mg/L。培養(yǎng)期間，上覆水中溶解氧一直保持3.0 mg/L以上。自然光照下暴露試驗連續(xù)進行30 d，期間每5 d換一次水，并徹底清洗水族箱。隔天定時用離子選擇電極法監(jiān)測水氟含量，保證濃度恒定不變。分別在水氟暴露10 d、20 d和30 d時各取一次樣。

1.2.2 組織樣品的收集：分別在水氟暴露10 d、20 d和30 d時，于每個平行組各取7枚田螺。將待測田螺用清水沖洗干凈后，解剖腹足、內(nèi)臟團和生殖腺，天平分別稱重并記錄數(shù)據(jù)、標(biāo)記編號后，放入烘箱內(nèi)烘干，以備進行氟含量測定之用。此外，解剖并于每枚田螺稱取肝胰臟1 g，加入9倍體積的冰浴生理鹽水勻漿，2500 r/min離心10min，取上清液測定其相關(guān)抗氧化酶的活性。

1.2.3 氟含量的測定：將田螺的腹足、內(nèi)臟團和生殖腺在馬弗爐灰化后，分別記錄灰分重量，后用離子計測定其內(nèi)氟含量［8］。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理：試驗數(shù)據(jù)用SPSS 17.0版軟件進行單因素方差分析處理，用GraphPad Prism 5版軟件進行作圖處理，用CORREL進行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氟在腹足中的富集 不同濃度氟分別暴露10 d、20 d和30 d，其在腹足中的富集測定結(jié)果見圖1。由圖1可知，氟暴露10 d，80 mg/L組和160 mg/L組腹足中氟含量均極顯著高于對照組 （P＜0.01），40 mg/L組腹足中的氟含量顯著高于對照組（P＜0.05）；氟暴露 20 d，40 mg/L 組與對照組相比沒有明顯變化，80 mg/L組和160 mg/L組腹足中氟含量均極顯著高于對照組（P＜0.01）；氟暴露 30 d，40 mg/L、80 mg/L組和160 m g/L組腹足中氟含量均極顯著高于對照組（P＜0.01），且氟暴露濃度與腹足中氟的含量呈正相關(guān) （10 d、20 d和30 d的r分別為 0.998、0.979、0.957）。

圖1 中華圓田螺腹足氟含量隨處理時間的變化

2.2 氟在內(nèi)臟團中的富集 不同濃度氟分別暴露10 d、20 d和30 d，其在內(nèi)臟團中的富集測定結(jié)果見圖2。由圖2可知，水氟暴露10 d、20 d和30 d時，與對照組相比，氟含量隨著暴露濃度的增加而明顯增加，極顯著高于對照組（P＜0.01），且氟暴露濃度與內(nèi)臟團中氟的含量呈正相關(guān) （10 d、20 d和30 d 的 r分別為 0.903、0.764、0.976）。

圖2 中華圓田螺內(nèi)臟團氟含量隨處理時間的變化

圖3 中華圓田螺生殖腺氟含量隨處理時間的變化

2.3 氟在生殖腺中的富集 不同濃度氟分別暴露10 d、20 d和30 d，其在生殖腺中的富集測定結(jié)果見圖3。由圖3可知，與對照組相比，中華圓田螺在整個水氟暴露下，生殖腺中的氟富集含量均顯著升高（P＜0.05）。 且在處理 20 d 時，160 mg/L 組與對照組相比，氟富集含量極顯著升高（P＜0.01），達到最大值，即0.402 mg/kg。且氟暴露濃度與生殖腺中氟的含量呈正相關(guān) （10 d、20 d和 30 d的r分別為0.882、0.891、0.767）。

3 討論

水氟暴露整個環(huán)節(jié)中，中華圓田螺組織中氟富集含量在20 d時基本達到富集最高，其后處于小幅度波動階段，這與之前所研究課題——水氟暴露30 d和60 d中華圓田螺組織器官中的氟富集含量的研究結(jié)果相一致，即：水氟分別暴露30 d和60 d時，與對照組相比，中華圓田螺組織器官中的氟富集含量在30 d時隨著不同濃度氟暴露劑量的增多而顯著升高，在60 d時組織中氟富集含量并未呈現(xiàn)繼續(xù)升高的現(xiàn)象，表明氟在中華圓田螺組織中的富集濃度已經(jīng)達到平衡［9］。而該試驗研究結(jié)果進一步加以證明：暴露20 d時，氟在中華圓田螺組織器官中的富集即已基本達到穩(wěn)定平衡狀態(tài)，且低濃度富集速度明顯低于高濃度富集速度，即隨著氟暴露濃度的升高和暴露時間的延長，中華圓田螺各組織中氟的含量均顯著增加。相關(guān)性分析也表明，氟暴露濃度與中華圓田螺各組織中氟的含量具有一定的劑量效應(yīng)關(guān)系，這與陳劍杰等［10］研究不同濃度氟暴露30 d時鯉魚血氟和鰓氟含量的結(jié)果相一致。

［1］王桂芹.硒和VitC對高氟所致氧化應(yīng)激、DNA損傷及Bcl-2蛋白表達影響研究［D］.廣州：廣東藥學(xué)院，2011.

［2］CHEN J J，CAO J L，WANG J D，et al.Effects of fluoride on growth，body composition，and serum biochemical profile in a freshwater teleost，Cyprinus carpio［J］.Environ Toxic Chem，2013，32（10）：2315-2321.

［3］CAO JL，CHEN JJ，WANG JD，etal.Tissue distributions of fluoride and its toxicity in the gills of a freshwater teleost，Cyprinus carpio ［J］.Aquatic Toxicol，2013，130-131：68-76.

［4］CAO J L，CHEN J J，WANG J D，et al.Effects of fluoride on liver apoptosis and Bcl-2，Bax protein expression in freshwaterteleost，Cyprinuscarpio ［J］.Chemosphere，2013，91：1203-1212.

［5］CAO J L，CHEN J J，WANG J D，et al.Effects of sodium fluoride on MAPKs signaling pathway in the gills of a freshwater teleost，Cyprinus carpio ［J］.Aquatic Toxicol，2014，158：164-172.

［6］胡蓉，唐正義.鎘和汞對中華圓田螺超氧化物歧化酶活性的影響［J］.四川師范大學(xué)學(xué)報 （自然科學(xué)版），2012，35（5）：690-693.

［7］國家環(huán)境保護總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002：725-729.

［8］王昌益，李怡春.氟離子選擇電極法測定骨中氟含量［J］.分析化學(xué)，1977，5（3）：226-228.

［9］李瀟，靳文博，李若靜，等.氟在中華圓田螺體內(nèi)富集及其對肝胰臟免疫相關(guān)酶的影響 ［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（21）：124-128.

［10］陳劍杰，曹謹玲.白細胞介素-1β蛋白在氟暴露鯉魚血液及腦組織中的表達 ［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（22）：136-138，144.

The Distribution of Fluoride in Different Tissues of Cipangopaludina cahayensis after Short-term Exposure

WANG Jing-jie，LI Xiao，YIN Qing-lang，GUO Jin-shu，CAO Jin-ling
（Provincial Key Laboratory of Ecological Animal Husbandry and Environmental Veterinary Medicine，College of Animal Science and Veterinary Medicine，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

In the present study,the Cipangopaludina cahayensis was used as material to assess the tissues distribution of fluoride after short-term exposure.The Cipangopaludina cahayensis was exposed in the water containing 0,40,80 and 160 mg/L of fluoride for consecutive 10,20 and 30 days,respectively.Compared with the control,the fluoride content in gastropods of Cipangopaludina cahayensis was increased with the extension of exposure duration.Although there were no significant differences in fluoride content in the visceral mass between the 10-day fluoride exposed Cipangopaludina cahayensis and control,significant differences were found between the 20-day and 30-day fluoride exposed Cipangopaludina cahayensis and control（P＜0.05）.With the extension of exposure duration,the fluoride content in gonad of exposed Cipangopaludina cahayensis was significantly increased compared with that of control（P＜0.05）.In the 20thday of fluoride exposure,the fluoride accumulation was significantly increased with the increasement of water fluoride concentration,and subsequently the biological accumulation of fluoride in Cipangopaludina cahayensis reached equilibrium state.

fluoride；Cipangopaludina cahayensis；biological accumulation

Q959.212；X503.225

A文章順序編號：1672-5190（2016）08-0015-03

2016－07－04

項目來源：國家自然科學(xué)基金（31440087，31502141）；中國博士后科學(xué)基金項目（2012M520601，2013T60267）；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)科研啟動基金（XB2007003）；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)博士后基金（92462）；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金 （2009005）；2014年山西省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目（2014096）；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)第十二批大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目（12-13）。

王婧杰（1996—），女，所學(xué)專業(yè)為水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)。

曹謹玲（1979—），女，教授，博士，主要從事水生生理與毒理學(xué)研究工作。

（責(zé)任編輯：慕宗杰）