陳麗竹，王丹，曹瑞文，王清，趙建民，祝艷霞，吳惠豐

（1.中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所中國(guó)科學(xué)院海岸帶環(huán)境過(guò)程與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東煙臺(tái)264003；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049；3.寧波大學(xué)，浙江寧波315211）

菲律賓蛤仔對(duì)三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷的富集轉(zhuǎn)化規(guī)律

陳麗竹1，2，王丹3，曹瑞文1，2，王清1，趙建民1，祝艷霞3，吳惠豐1

（1.中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所中國(guó)科學(xué)院海岸帶環(huán)境過(guò)程與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東煙臺(tái)264003；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049；3.寧波大學(xué)，浙江寧波315211）

砷是具有類(lèi)金屬特性的污染物，不同賦存形態(tài)的砷毒性差異極大，海洋貝類(lèi)由于其生活習(xí)性易于富集高濃度的砷，本研究以菲律賓蛤仔（Ruditapes philippinarum）為對(duì)象，探討其在亞砷酸鹽（arsenite，AsⅢ）和砷酸鹽（arsenate，AsⅤ）暴露14天后的生物富集和轉(zhuǎn)化規(guī)律。結(jié)果表明，菲律賓蛤仔對(duì)砷的積累量隨海水中無(wú)機(jī)砷濃度的升高而逐漸增加。但菲律賓蛤仔鰓組織對(duì)砷的生物利用度很低，10 μg/L暴露組菲律賓蛤仔鰓組織對(duì)砷的積累量與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異。菲律賓蛤仔對(duì)三價(jià)砷的生物利用度高于五價(jià)砷，且砷更易于在菲律賓蛤仔肝胰腺中積累。菲律賓蛤仔組織中無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化過(guò)程主要包括As（Ⅲ）氧化，As（Ⅴ）還原和甲基轉(zhuǎn)化。在對(duì)照組和各暴露組有機(jī)砷砷甜菜堿（AsB）和二甲基胂酸（dimethylarsinic acid，DMA）是主要賦存形態(tài)，一甲基胂酸（monomethylarsonic acid，MMA）在100 μg/LAs（Ⅴ）暴露處理后含量顯著下降，表明在無(wú)機(jī)砷的限速轉(zhuǎn)化反應(yīng)中MMA可以較快地代謝或轉(zhuǎn)化為其他賦存形態(tài)。無(wú)機(jī)砷在菲律賓蛤仔鰓組織中主要轉(zhuǎn)化為DMA，肝胰腺中主要轉(zhuǎn)化為AsB。以上研究結(jié)果為闡明菲律賓蛤仔的生物富集和轉(zhuǎn)化機(jī)制提供了重要依據(jù)，同時(shí)也可為貝類(lèi)安全養(yǎng)殖和食用提供一定理論依據(jù)。

菲律賓蛤仔；砷；富集；甲基轉(zhuǎn)化

砷（As）及其化合物在自然界中廣泛存在，作為一種有毒類(lèi)金屬，能夠?qū)е氯祟?lèi)皮膚癌等多種癌癥疾病，對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅（Akter et al，2005；Jomova et al，2011）。近年來(lái)，隨著礦石開(kāi)采、含砷農(nóng)藥的使用以及工業(yè)“三廢”的排放，我國(guó)近海砷污染現(xiàn)狀嚴(yán)重，近海生物體砷含量超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。據(jù)報(bào)道，福建近海鱸魚(yú)和真鯛體內(nèi)無(wú)機(jī)砷最高含量達(dá)到2.8～4.5 μg/g（干重），已經(jīng)超過(guò)我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（1 μg/g）（Onsanit et al，2010；唐健等，2006）。近年來(lái)，渤海海水和軟體動(dòng)物體內(nèi)砷最高含量分別達(dá)到3.44 μg/L和19.01 μg/g（濕重）（Gao et al，2014）。海洋砷污染還可以通過(guò)海洋生物的富集作用進(jìn)入食物鏈，從而對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生威脅（Neff，1997）。

砷在自然界中具有多種賦存形態(tài)，不同形態(tài)砷化合物的毒性不同。一般研究表明，無(wú)機(jī)砷形式的亞砷酸鹽和砷酸鹽與有機(jī)砷形式相比具有高毒性和致癌性。然而，近年來(lái)研究表明甲基亞砷酸的毒性甚至高于亞砷酸鹽（Akter et al，2005；Ventura-Lima et al，2011），因而闡明無(wú)機(jī)砷的富集轉(zhuǎn)化規(guī)律對(duì)于揭示砷的毒性和健康風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。砷在海水和沉積物中主要以無(wú)機(jī)砷形式存在，而在海洋生物體內(nèi)主要以砷甜菜堿（arsenobetaine，AsB）、砷膽堿（arsenocholine，AsC）、砷糖（arsenosugars，AsS）等有機(jī)砷形式存在（Fattorini et al，2004）。目前，已在微生物和哺乳動(dòng)物中對(duì)無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化規(guī)律開(kāi)展了較為系統(tǒng)的研究（Qin et al，2006；Thomas et al，2007），發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)砷在生物體內(nèi)主要的轉(zhuǎn)化過(guò)程是甲基化過(guò)程，包括砷酸鹽的還原和亞砷酸鹽的甲基化兩個(gè)階段（Aposhian et al，2004）。而在海洋軟體動(dòng)物中，有關(guān)不同組織中砷積累及形態(tài)轉(zhuǎn)化的研究較少。目前研究表明，貽貝（Mytilus edulis）在100 μg/L無(wú)機(jī)砷暴露后對(duì)無(wú)機(jī)砷富集能力較弱（Gailer et al，1995），牡蠣（Saccostrea cucullata）對(duì)無(wú)機(jī)砷有較強(qiáng)的富集和轉(zhuǎn)化能力（Zhang et al，2015）。菲律賓蛤仔（Ruditapes philippinarum）是我國(guó)沿海居民食用的主要海產(chǎn)品之一，而且是我國(guó)“貽貝監(jiān)測(cè)計(jì)劃”的主要指示生物之一，主要棲息在污染相對(duì)嚴(yán)重的灘涂或河口地區(qū)，已被大量用于海洋生態(tài)毒理學(xué)研究。本文主要研究不同濃度的亞砷酸鹽和砷酸鹽在菲律賓蛤仔肝胰腺與鰓組織中的積累與轉(zhuǎn)化情況。本研究不僅對(duì)于闡明海洋軟體動(dòng)物對(duì)于不同價(jià)態(tài)無(wú)機(jī)砷的積累和轉(zhuǎn)化規(guī)律具有重要意義，同時(shí)也可為貝類(lèi)安全養(yǎng)殖和食用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

菲律賓蛤仔（殼長(zhǎng)3～4 cm）購(gòu)于煙臺(tái)當(dāng)?shù)厮a(chǎn)市場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)10天后開(kāi)始暴露實(shí)驗(yàn)。我國(guó)部分海域潮間帶海水砷含量達(dá)到0.01 mg/L以上（張才學(xué)等，2011），模擬海洋環(huán)境最高砷濃度，并參考相關(guān)研究文獻(xiàn)，4個(gè)暴露組分別采用10 μg/L、100 μg/L的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）暴露菲律賓蛤仔14天，對(duì)照組使用干凈過(guò)濾海水（定期取干凈過(guò)濾海水檢測(cè)海水中砷含量，海水中砷的本底值為1.150 ±0.226 μg/L，n=8），不添加無(wú)機(jī)砷，暴露結(jié)束后，采集對(duì)照組和暴露組菲律賓蛤仔的肝胰腺和鰓組織，并保存于-80℃超低溫冰箱備用。

暫養(yǎng)和正式實(shí)驗(yàn)期間，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物養(yǎng)殖于曝氣過(guò)濾海水中（13℃，31‰，pH 7.9），定時(shí)投食小球藻，濾食2 h后換水，每24 h完全換水一次。

1.2 總砷分析

將組織樣品從超低溫冰箱中取出，電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干至恒重，稱(chēng)重。每個(gè)樣品中加入1mL二次純化的濃HNO3，80℃水浴加熱至消解完全，冷卻至室溫，超純水定容到10 mL，采用ICP-MS（PerkinElmer，Elan DRCⅡ，儀器型號(hào)，USA）測(cè)定分析重金屬離子含量。每組采集6個(gè)平行樣本，組織內(nèi)重金屬含量以μg/g干重表示。

1.3 不同賦存形態(tài)砷含量分析

不同形態(tài)砷含量檢測(cè)方法參照Z(yǔ)hang等（2015）。即，稱(chēng)取菲律賓蛤仔凍干組織約0.05 g，加入5 mL 50%甲醇溶液（甲醇∶水=1∶1），組織勻漿機(jī)勻漿15 min后，10 000 rpm離心10 min取上清，重復(fù)以上步驟兩次。提取的上清液50℃加熱濃縮至1 mL后，加超純水稀釋至5 mL，0.45 μm過(guò)濾，使用HPLC-UV-HG-AFS（AF-610D2，Beifenruili Analytical Instument Corp，北京）進(jìn)行砷形態(tài)分析。檢測(cè)條件如下：陰離子交換柱：Hamilton PRP-X100（10 μm，250 mm×4.1 mm）；流動(dòng)相：20 mmol/L NH4HCO3，10 mmol/L KCl，pH 10.3；載流：10%（V/V）HCl；還原劑：2%的KBH4溶于0.2%（w/V）的KOH；氧化劑：2%（m/V）K2S2O8溶于0.5%（w/V）的KOH；屏蔽氣：800 mL/min；載氣：500 mL/min；光電倍增管電壓：325 V；燈電流：100 mA。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因子方差分析（One-way ANOVA）和相關(guān)性分析（Pearson correlation），并采用Orign 8.0作圖。

2 結(jié)果

2.1 組織中無(wú)機(jī)砷的富集

如圖1和圖2所示，在菲律賓蛤仔受無(wú)機(jī)砷暴露后，鰓和肝胰腺中砷的積累隨著暴露濃度的升高均有增加，并且肝胰腺中總砷含量明顯低于鰓組織。對(duì)鰓組織而言，僅100 μg/L As（Ⅲ）暴露組總砷含量與對(duì)照組相比顯著升高（P＜0.05，圖1）。而在肝胰腺中，100 μg/L As（Ⅲ），10 μg/L和100 μg/L As（Ⅴ）暴露組總砷含量與對(duì)照組相比都顯著增加（P＜0.05，圖2），由此可見(jiàn)，與鰓組織相比，砷更易于肝胰腺中累積。

如圖3所示，肝胰腺中總砷含量與暴露濃度之間呈現(xiàn)顯著的線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），總砷含量隨暴露濃度升高逐漸增加。而在鰓組織中，僅As（Ⅲ）暴露組總砷含量與暴露濃度之間呈現(xiàn)顯著的線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系。且隨著暴露濃度升高，As（Ⅴ）暴露組肝胰腺和鰓組織中總砷含量增加趨勢(shì)相對(duì)As（Ⅲ）暴露組更為平緩，表明菲律賓蛤仔對(duì)三價(jià)砷的生物利用度高于五價(jià)砷。

圖1 菲律賓蛤仔暴露14天后鰓組織中總砷含量

圖2 菲律賓蛤仔暴露14天后肝胰腺中總砷含量

2.2 組織中無(wú)機(jī)砷的轉(zhuǎn)化

表1和表2顯示了無(wú)機(jī)砷暴露后菲律賓蛤仔組織中5種不同賦存形態(tài)砷含量。受無(wú)機(jī)砷暴露14天后，與對(duì)照組相比，100 μg/L As（Ⅴ）暴露組肝胰腺中As（Ⅴ）的含量顯著升高（P＜0.05），表明As（Ⅴ）進(jìn)入組織后，尚未轉(zhuǎn)化為有機(jī)砷的部分主要以As（Ⅴ）形式存在，僅有小部分還原成為As（Ⅲ）。100 μg/L As（Ⅴ）暴露組肝胰腺中一甲基胂酸（monomethylarsonic acid，MMA）含量也出現(xiàn)顯著下降，表明MMA快速地代謝或轉(zhuǎn)化為其他賦存形態(tài)。100 μg/L As（Ⅲ）和As（Ⅴ）暴露組鰓組織中二甲基胂酸（dimethylarsinic acid，DMA）和AsB含量顯著增加（P＜0.05），表明菲律賓蛤仔鰓組織可將無(wú)機(jī)砷經(jīng)過(guò)一系列還原甲基化過(guò)程轉(zhuǎn)化為毒性較小的DMA和AsB。

圖3 菲律賓蛤仔暴露14天后組織中總砷含量（/μg·g-1，干重）與暴露濃度相關(guān)性分析

表1 無(wú)機(jī)砷暴露14天后菲律賓蛤仔鰓組織不同形態(tài)砷含量（/μg·g-1，干重）

表2 無(wú)機(jī)砷暴露14天后菲律賓蛤仔肝胰腺不同形態(tài)砷含量（/μg·g-1，干重）

圖4顯示了菲律賓蛤仔組織中五種砷形態(tài)占總砷百分比，其中AsB是最主要的賦存形態(tài)，其次為DMA。無(wú)機(jī)砷形態(tài)As（Ⅲ）和As（Ⅴ）占總砷比例均比較小，其中As（Ⅲ）占總砷百分比不超過(guò)2.02%，As（Ⅴ）占總砷百分比不超過(guò)5.70%。而且與對(duì)照組相比，各暴露組As（Ⅲ）和As（Ⅴ）占總砷比例沒(méi)有顯著變化，表明菲律賓蛤仔可以有效地將無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化為有機(jī)砷。MMA占總砷比例不超過(guò)6%，與對(duì)照組相比，100 μg/L As（Ⅴ）暴露組鰓組織以及100 μg/L As（Ⅲ）和As（Ⅴ）暴露組肝胰腺中MMA所占比例均出現(xiàn)顯著下降（P＜0.05），再次表明菲律賓蛤仔對(duì)無(wú)機(jī)砷進(jìn)行甲基轉(zhuǎn)化，MMA可以快速地代謝或轉(zhuǎn)化為其他賦存形態(tài)。

在對(duì)照組和各處理組鰓組織中AsB占總砷比例為50.42%～58.09%，DMA為33.05%～41.81%。100 μg/L As（Ⅴ）暴露組鰓組織中MMA顯著下降（P＜0.05），DMA含量上升，AsB含量也表現(xiàn)出一定的下降趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，在菲律賓蛤仔鰓組織中，無(wú)機(jī)砷主要轉(zhuǎn)化為DMA。而在肝胰腺中，AsB占總砷百分比可達(dá)73.96%～79.52%，DMA僅為9.75%～15.23%。100 μg/L As（Ⅴ）處理組MMA含量顯著下降，DMA也呈下降趨勢(shì)，AsB含量顯著增加（P＜0.05），表明在肝胰腺中無(wú)機(jī)砷主要轉(zhuǎn)化為AsB。以上結(jié)果表明，菲律賓蛤仔不同組織對(duì)無(wú)機(jī)砷的轉(zhuǎn)化效率或策略不同。

圖4 無(wú)機(jī)砷暴露14天后菲律賓蛤仔鰓和肝胰腺組織中不同形態(tài)砷含量變化（%）

3 討論

以浮游植物和大型藻類(lèi)為食的海洋動(dòng)物（比如軟體動(dòng)物，甲殼類(lèi)，食草腹足類(lèi)等）組織中通常都含有高濃度的砷（Neff，1997），例如，珠母貝Pinctada fucata（Katano et al，2003），螃蟹（Ruttens et al，2012），卡帕克斯馬貽貝Modiolus capax（Gutiérrez-Galindo et al，1994）和美洲牡蠣Crassostrea virginica（Wilson et al，1992）。本研究也發(fā)現(xiàn)未經(jīng)暴露菲律賓蛤仔組織中也含有高濃度的砷，鰓組織總砷達(dá)到30.01 μg/g（干重），肝組織總砷達(dá)到17.16 μg/g（干重）。但多數(shù)海洋動(dòng)物對(duì)海水中無(wú)機(jī)砷生物利用度較低。Gailer等（1995）研究報(bào)道，與對(duì)照組貽貝Mytilus edulis組織中總砷含量（4.2～5.1 mg/kg（濕重））相比，在100 μg/L As（Ⅲ）和As（Ⅴ）暴露10天后貽貝組織中總砷含量分別為5.8和3.9 mg/kg（濕重），沒(méi)有顯著變化。Hunter等（1998）研究發(fā)現(xiàn)蝦Crangon crangon在100 μg/L As（Ⅴ）暴露24天后組織中總砷含量與對(duì)照組相比沒(méi)有變化。Zhang等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，花身鯻Terapon jarbua幼魚(yú)在100 μg/L As（Ⅲ）和As（Ⅴ）暴露10天后體內(nèi)積累的亦較少。同樣，本研究也發(fā)現(xiàn)菲律賓蛤仔鰓組織在100 μg/L As（Ⅴ）暴露14天后總砷積累與對(duì)照組相比沒(méi)有顯著差異（圖1），且肝胰腺和鰓組織中總砷含量增加趨勢(shì)緩慢（圖3）。以上研究表明無(wú)機(jī)砷的低生物利用度。此外，本研究發(fā)現(xiàn)菲律賓蛤仔對(duì)三價(jià)砷的生物利用度高于五價(jià)砷，這與Zhang等（2015）在僧帽牡蠣Saccostrea cucullata中的研究結(jié)果類(lèi)似，表明三價(jià)砷可能比五價(jià)砷更易于代謝轉(zhuǎn)化。

本研究表明，對(duì)照組和暴露組鰓組織中總砷含量皆高于肝胰腺，但總砷在肝胰腺中的積累比鰓組織更顯著。其他研究人員也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的研究結(jié)果，Andersen等（1994）研究報(bào)道，As污染嚴(yán)重地區(qū)的青蟹Carcinus maenas鰓和外骨骼中總砷含量更高，蝸牛Hemifusus ternatanus（Neff，1997）鰓組織總砷含量亦高于其他組織。鰓組織直接與海水中As接觸，可能主要以吸附而不是吸收的方式積累高濃度的砷，且易于排出或轉(zhuǎn)運(yùn)至其他組織。Langston（1984）發(fā)現(xiàn)將雙殼貝類(lèi)Serobicularia plana從As污染較重的地區(qū)轉(zhuǎn)移至低污染區(qū)域，鰓組織中總砷濃度迅速下降，鰓組織中總砷的濃度會(huì)隨周?chē)h(huán)境砷濃度的變化而改變，而肝胰腺中總砷的濃度仍保持相對(duì)較高的水平，表明As與肝組織結(jié)合緊密，不易移除，能夠在肝組織中不斷積累。因此，與鰓組織相比，總砷更容易在菲律賓蛤仔肝胰腺中積累和富集。

已有研究表明，僧帽牡蠣（Zhangetal，2015）、日本青鳉Oryzias latips（Ohki et al，2002）和羅非魚(yú)Tilapia mossambica（Ohki et al，2002）組織中總砷的積累隨水體中砷暴露濃度的升高成比例增加。本研究發(fā)現(xiàn)，除As（Ⅴ）暴露組鰓組織中總砷的積累與水體中砷暴露濃度不成比例外，菲律賓蛤仔組織中總砷的積累與水體中砷暴露濃度呈現(xiàn)顯著的線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系。但也有研究報(bào)道沙蠶Arenicola marina（Geiszinger et al，2002）組織中總砷積累與海水中砷暴露濃度存在劑量效應(yīng)，但不是以線(xiàn)性的方式增加。紫貽貝Mytilus galloprovincialis（ünlü et al，1979）組織中總砷的積累與海水中砷濃度亦不成比例，在高濃度暴露時(shí)受到部分抑制。

在一些水生生物體內(nèi)，無(wú)機(jī)砷的甲基化過(guò)程主要包括砷酸鹽的還原和亞砷酸的甲基化兩個(gè)階段（Vahter，2002）。本研究發(fā)現(xiàn)，在菲律賓蛤仔體內(nèi)不僅存在無(wú)機(jī)砷的還原甲基化過(guò)程，而且還存在As（Ⅲ）氧化為As（Ⅴ）的情況。在100 μg/L As（Ⅲ）暴露處理14天后，鰓組織中As（Ⅴ）含量與對(duì)照組相比增加了2倍（表1）。Zhang等發(fā)現(xiàn)僧帽牡蠣在1 mg/L As（Ⅲ）暴露30天后，組織中As（Ⅴ）含量增加20倍（Zhangetal，2015）。As（Ⅲ）氧化為As（Ⅴ）的情況在真核藻類(lèi)Cyanidioschyzon sp.（Qin et al，2009）和淡水綠藻Chlamydomonas reinhardtii（Wang et al，2013）也有報(bào)道。而在As（Ⅴ）暴露處理后，鰓和肝胰腺組織中無(wú)機(jī)砷主要以As（Ⅴ）形式存在（表1，表2），僅有小部分以As（Ⅲ）形式存在。上述現(xiàn)象可能是菲律賓蛤仔的一種解毒方式，由于進(jìn)入組織的無(wú)機(jī)砷超過(guò)了轉(zhuǎn)化與排出的速率，而且As（Ⅲ）毒性高于As（Ⅴ）。因此，過(guò)多的無(wú)機(jī)砷以毒性較低的As（Ⅴ）貯存或隔離，再進(jìn)行后續(xù)的還原甲基轉(zhuǎn)化。

MMA是無(wú)機(jī)砷甲基轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物，在菲律賓蛤仔肝胰腺和鰓組織中所占比例低于6%。受砷暴露處理后，組織中MMA含量顯著下降，表明在砷的限速轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，MMA可以較快的轉(zhuǎn)化為其他賦存形態(tài)。已有研究表明，僧帽牡蠣（Zhang et al，2015）、沙蠶Arenicola marina（Geiszinger et al，2002）、兩種微生物Apiotrichum humicola和Scopulariopsis brevicaulis（Cullen et al，1994）中MMA代謝快于其他砷轉(zhuǎn)化形態(tài)。AsB是大多數(shù)海洋動(dòng)物組織中主要的賦存形態(tài)（Hanaoka et al，1988；Zhang et al，2013），也是無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化代謝的主要終產(chǎn)物（Francesconi et al，1987；Francesconi et al，1994）。菲律賓蛤仔鰓和肝胰腺組織轉(zhuǎn)化無(wú)機(jī)砷的效率存在差異，在鰓組織中無(wú)機(jī)砷主要轉(zhuǎn)化為DMA，而在肝胰腺中主要轉(zhuǎn)化為AsB，可見(jiàn)肝胰腺是砷甲基轉(zhuǎn)化的重要場(chǎng)所（Vahter，2002）。這可能與參與無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化相關(guān)的蛋白在肝組織中表達(dá)量更高有關(guān)，目前關(guān)于不同組織無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化效率方面的研究報(bào)道尚少，需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4 結(jié)論

菲律賓蛤仔受到高濃度無(wú)機(jī)砷暴露后，肝胰腺中砷含量顯著增加，隨暴露濃度成比例增加，且菲律賓蛤仔組織對(duì)As（Ⅲ）的生物利用率高于As（Ⅴ）。菲律賓蛤仔組織內(nèi)無(wú)機(jī)砷轉(zhuǎn)化主要包括As（Ⅲ）氧化，As（Ⅴ）還原和甲基轉(zhuǎn)化。有機(jī)砷是菲律賓蛤仔組織中主要的賦存形態(tài)，MMA在暴露處理后含量顯著下降，表明在無(wú)機(jī)砷的限速轉(zhuǎn)化反應(yīng)中MMA可以較快地代謝或轉(zhuǎn)化為其他賦存形態(tài)。菲律賓蛤仔鰓和肝胰腺轉(zhuǎn)化無(wú)機(jī)砷的效率存在差異，仍需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

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（本文編輯：袁澤軼）

Bioaccumulation and biotransformation of inorganic arsenic in Ruditapes philippinarum

CHEN Li-zhu1,2,WANG Dan3,CAO Rui-wen1,2,WANG Qing1,ZHAO Jian-min1, ZHU Yan-xia3,WU Hui-feng1
(1.Key Laboratory of Coastal Zone Environmental Processes and Ecological Remediation,Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences,Yantai 264003,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China; 3.Ningbo University,Ningbo315211,China)

Arsenic(As)is a ubiquitous toxic metalloid,and its toxicity depends greatly on its chemical speciation.Marine mollusks are apt to bioaccumulation of high arsenic contents because of their living habits.In this study,the bioaccumulation and biotransformation of the clam Ruditapes philippinarum were investigated after waterborne exposure to arsenite(As (Ⅲ))or arsenate(As(Ⅴ))for 14 days.The results showed that arsenic uptake increased with increasing arsenic concentration in the seawater,while gills of R.philippinarum showed the limited ability to bioaccumulate inorganic arsenic from seawater,with no significant difference compared with control group following waterbone 10μg/L As(Ⅲ)and As (Ⅴ)exposure for 14 days.The bioavailability of As(Ⅲ)was slightly higher than that of As(Ⅴ)to R.philippinarum，andarsenic was easier to be accumulated in digestive glands.The results demonstrated the As biotransformation in the clams included As（Ⅴ）reduction，As（Ⅲ）oxidation，and methylation.Arsenobetaine(AsB)and dimethylarsinic acid (DMA)was the major arsenic speciation in all treatments,while monomethylarsonic acid(MMA)contents decreased significantly after exposure,indicating that MMA can be quickly metabolized or converted into other arsenic speciation in the rate-limiting conversion reaction of inorganic arsenic.Inorganic arsenic in gills was mainly converted to DMA,but AsB in digestive glands,indicating the different transformation efficiency in different tissues.In summary,the results provided an important basis for elucidating the arsenic bioaccumulation and biotransformation mechanism in R.philippinarum and provided theoretical basis for shellfish breeding and food safety.

Ruditapes philippinarum;arsenic;bioaccumulation;biotransformation

Q179

A

1001－6932（2017）03－0326－08

10.11840/j.issn.1001-6392.2017.03.011

2016-03-15；

2016-04-07

國(guó)家自然科學(xué)基金（41206105）；山東省自然科學(xué)杰出青年基金（JQ201310）；中國(guó)科學(xué)院海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（KLMEES201301）。

陳麗竹（1990-），碩士研究生，主要從事海洋生態(tài)毒理學(xué)研究。電子郵箱：lzchen@yic.ac.cn。

王清，副研究員。電子郵箱：qingwang@yic.ac.cn；吳惠豐，研究員。電子郵箱：hfwu@yic.ac.cn。