郝明嬌 王靜慧 王 豐 董 武 段莉梅*
(1.內蒙古民族大學化學化工學院,內蒙古 通遼 028000;2.內蒙古民族大學動物技術學院,內蒙古 通遼 028000)
阿特拉津作為除草劑在農業(yè)中廣泛使用,是一種三嗪類除草劑[1]。由于其廣泛的應用,導致了巨大的生態(tài)和人類健康問題[2]。阿特拉津有內分泌干擾毒性,一些研究表明阿特拉津被認為是一種潛在的致癌物質[3]。近年來,阿特拉津因使用量大、殘留期長、環(huán)境水體中檢出率高和具有內分泌干擾作用等而受到廣泛關注[4]。
經調查,我國河流,土壤中都發(fā)現(xiàn)了有阿特拉津的殘留。陶俊[5]等人在低濃度暴露下,阿特拉津對鯽魚基因組DNA的損傷無明顯的劑量-效應關系,阿特拉津毒性在0.375mg·L-1時突然增強,但這一趨勢并未向更高濃度組延續(xù) (1.5mg·L-1組表現(xiàn)出的毒性弱于 0.375mg·L-1組和3mg·L-1組 )。
斑馬魚是一種小型的熱帶淡水魚,因其產卵量多、早期胚胎發(fā)育透明且易于觀察、對化學物質有著很強的敏感度,已逐漸成為最有價值實驗動物模型。本實驗使用斑馬魚作為模型,探討了除草劑阿特拉津對斑馬魚的毒性,特別是有關形態(tài)學以及相關基因的影響。
儀器:電子分析天平(BS2245北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司);5415R型臺式離心機(Eppendorf公司);數(shù)碼照相機 DXM1200;倒置顯微鏡 E600,Eclipse Net圖像分析軟件(Nikon公司)。
藥物:阿特拉津為97%原藥 (濟南科賽基農化工有限公司);二甲基亞砜溶液等其他藥物均來源于美國Sigma公司。
斑馬魚(Danio rerio,AB 系),飼養(yǎng)于玻璃容器中,水溫 28.5℃,光照周期為 14h·d-1。實驗前一天晚上,分別取4條雌魚和8條雄魚混養(yǎng)。第二天自然交配后,挑出發(fā)育正常的受精卵,受精后4h(4 hour post fertilization,4 hpf)進行暴露實驗。實驗于直徑為 3cm 的六孔板中進行。暴露濃度中均含有20粒胚胎,每組進行3次平行實驗。暴露濃度分別為:DMSO(0.1%)對照組,10,20,30,50mg/L的阿特拉津。染毒暴露開始后,將斑馬魚胚胎移入28.5℃孵化箱進行培養(yǎng)。
斑馬魚胚胎在 4hpf開始染毒,分別在 24,48,72hpf觀察和記錄死亡率,孵化率和畸形率。
取72hpf斑馬魚幼魚,用10%甲醛固定,4℃過夜;Alcian blue 8GR染色,室溫過夜;使用95%、90%、80%、70%、50%酒精及蒸餾水各洗30min;用蛋白酶消化 30-60min,0.5%KOH和 H2O2脫色 1h,觀察是否已經透明;水洗,70%甘油永久保存。
采用SPSS19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析及LC50的計算。
圖(a)為阿特拉津對斑馬魚死亡率的影響。對照組,10,20,30,50mg/L阿特拉津的死亡率分別為 0%,0%,13.33%,56.67%,100%。 其中 20,30,50mg/L阿特拉津染毒組死亡率與對照組有顯著性差異。LC50=28.46mg/L。結果表明,斑馬魚死亡率與阿特拉津染毒濃度呈正相關。
圖(b)為阿特拉津對斑馬魚孵化率的影響。對照組,10,20,30,50 mg/L阿特拉津的孵化率分別為 100%,83.3%,73.3%,33.33%,0%。 其中 10,20,30,50mg/L 阿特拉津染毒組,孵化率率與對照組有顯著性差異。
圖(c)為阿特拉津對斑馬魚脊索彎曲率的影響。對照組,10,20,30,50mg/L 阿特拉津的孵化率分別為0%,0%,20%,66.67%,100%。 其中 20,30,50mg/L阿特拉津染毒組脊索彎曲率與對照組有顯著性差異。
通過對除草劑阿特拉津給斑馬魚胚胎染毒,發(fā)現(xiàn)了阿特拉津不僅有毒性,可以使斑馬魚脊索彎曲,而且隨著濃度的增加可以使斑馬魚致死。使用低濃度的阿特拉津顯著抑制了斑馬魚的孵化,這種抑制具有一定的濃度依存性。當阿特拉津的濃度不斷增加時,畸形率和死亡率也逐級增加。
本試驗說明阿特拉津的致毒致畸性非常嚴重,作為一種廣泛使用的除草劑,我國應該給予足夠的重視,同時也說明了斑馬魚作為農藥對早期胚胎影響的預警有重要的意義。
(1)阿特拉津對斑馬魚的 LC50=28.46mg/L,斑馬魚死亡率與濃度呈正相關。
(2)阿特拉津會降低斑馬魚得孵化率,并與濃度呈正相關。
(3)阿特拉津會引起斑馬魚特異性脊索彎曲。