李曉東,袁思亮,李俊,劉春生
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,武漢 430070
環(huán)境中的多種化合物具有內(nèi)分泌干擾效應(yīng),能夠干擾生物體正常的內(nèi)分泌功能,對個體及其子代產(chǎn)生不良影響,而類雌激素效應(yīng)物質(zhì)是環(huán)境中最主要的內(nèi)分泌干擾物。長期以來,由于環(huán)境雌激素濃度低、急性毒性小等特點,長期以來不為人們所重視[1]。近些年來,由于環(huán)境介質(zhì)中雌激素物質(zhì)濃度的逐步升高,釋放到環(huán)境中的雌激素效應(yīng)物質(zhì)可能會干擾生物體的內(nèi)分泌系統(tǒng)[2]。畜禽養(yǎng)殖是產(chǎn)生雌激素的重要來源,更值得引起注意的是,由于活禽養(yǎng)殖的糞便被用作土壤肥料,因此造成環(huán)境雌激素的廣泛分布,且在眾多環(huán)境雌激素中,17β-雌二醇(17β-estradiol, E2)具有較高的生物活性[3]。E2作為最典型的雌激素效應(yīng)物質(zhì),大量應(yīng)用在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,并在環(huán)境中被頻繁地檢測到且具有較高的環(huán)境濃度。與其他污染物類似,E2首先在污水廠進出水口中被檢測到。在德國污水處理廠中,檢測到E2的最高濃度為19 ng·L-1[4],巴西、意大利和以色列污水處理廠中檢測到的E2濃度分別為21、16.1和141.9 ng·L-1[5-6]。在中國沿海地區(qū),檢測3家污水處理廠進出水口的E2濃度,范圍分別為39.6~90.1 ng·L-1和2.2~54.6 ng·L-1[7-8]。在對地表徑流的檢測中,E2在日本和美國河流中的濃度為1.8~2.1 ng·L-1[9]和9 ng·L-1[10]。在中國天津地區(qū)的3條河流以及珠江檢測到E2最高濃度分別為32.4 ng·L-1[11]和7.5 ng·L-1[12]。
大量的毒理學(xué)研究證明,水環(huán)境中的雌激素物質(zhì)對魚類[13]和兩棲類[14]等水生脊椎動物有發(fā)育毒性、生殖毒性和內(nèi)分泌干擾效應(yīng)等多種毒性效應(yīng)。李國超等[15]報道E2暴露能夠引起斑馬魚中雌性比例上升,并上調(diào)部分雌性相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄,下調(diào)部分雄性相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。侯彥峰等[16]報道0.1 ng·L-1E2暴露導(dǎo)致日本青鳉肝臟內(nèi)卵黃蛋白原基因轉(zhuǎn)錄顯著上調(diào)。樹蛙暴露于E2導(dǎo)致間性個體的出現(xiàn)并干擾肝臟中相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[17]。徐偉等[18]報道6月齡非洲爪蛙暴露于2.72 μg·L-1E2中6 d,可導(dǎo)致雌性個體輸卵管發(fā)生形態(tài)改變。目前,有關(guān)水體雌激素風(fēng)險或危害評價研究大多集中在高營養(yǎng)級的水生脊椎動物中[19],而其對低營養(yǎng)級水生無脊椎動物的毒性效應(yīng)缺乏系統(tǒng)性的研究和分子機制上的探究。
大型溞(Daphniamagna)是一類小型的枝角類浮游甲殼動物,廣泛分布于亞洲、歐洲、北美洲以及非洲[20-21],其生命周期和繁殖周期短,繁殖量大,在環(huán)境條件良好的狀況下進行孤雌生殖,是一種模式毒理學(xué)生物[22]。大型溞作為低等的水生生物,處在水環(huán)境食物鏈的中間位置,占據(jù)重要生態(tài)位。因此,有關(guān)大型溞毒性效應(yīng)的研究對整個水生環(huán)境食物鏈具有一定的參考作用[23]。Brennan等[24]報道了E2對大型溞的48 h半致死濃度(48 h-LC50)為2.87 mg·L-1,且1.0 mg·L-1E2暴露21 d顯著降低大型溞存活率至60%,同時E2暴露對大型溞的累積蛻皮個數(shù)與累積產(chǎn)卵個數(shù)沒有顯著性影響。李根[25]報道了1.28 mg·L-1E2急性暴露抑制了大型溞抗氧化酶的活性,但是21 d慢性暴露對其平均繁殖次數(shù)和產(chǎn)溞數(shù)沒有顯著性影響。Torres等[26]報道了在巴西Piracicaba河流中E2的濃度為137 ng·L-1,進一步揭示河水中的E2對大型溞有較低的急性毒性風(fēng)險并強調(diào)開展慢性E2暴露的環(huán)境風(fēng)險評估的必要性。已有的有關(guān)E2對大型溞毒性效應(yīng)和環(huán)境風(fēng)險評估的研究僅僅統(tǒng)計了部分表觀指標的改變,而未涉及分子機制上的探究。基于此,本研究在總結(jié)已有文獻結(jié)果的基礎(chǔ)上,為了進一步探究E2對大型溞的發(fā)育和生殖等的毒性效應(yīng)以及相應(yīng)的分子機制,選擇0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1為E2的暴露濃度,開展了為期21 d的慢性暴露實驗。實驗期間,統(tǒng)計并分析了大型溞存活率、累積產(chǎn)溞量、累積蛻皮個數(shù)、母代與子代體長、母代與子代游泳速度等終點指標,并利用熒光定量PCR技術(shù)(qRT-PCR)評估了大型溞發(fā)育和生殖相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平,在分子機制上探討了E2對大型溞毒性效應(yīng)的機理。
E2購自日本東京化成工業(yè)株式會社,CAS號為50-28-2,純度>97%。有機助溶劑二甲基亞砜(DMSO)購自美國Sigma公司,CAS號為67-68-5,純度>99%。實驗前,取不同量的E2溶解于DMSO中,制備成相應(yīng)濃度的貯備液,存放于4 ℃。RNA提取所需的RNAiso Plus試劑、反轉(zhuǎn)錄試劑PrimeScriptTMRT reagent kit及熒光定量試劑SYBR?Primex Ex TaqTMⅡ購自中國TaKaRa公司。此外,RNA提取所用氯仿(CAS號67-66-3)、異丙醇(CAS號67-63-0)和無水乙醇(CAS號64-17-5)均購自中國國藥集團化學(xué)試劑有限公司,為國產(chǎn)分析純級。
本研究所用大型溞已在本實驗室中連續(xù)培養(yǎng)多代,日常持續(xù)培養(yǎng)在光照培養(yǎng)箱中,并設(shè)置培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度為(22±1)℃,光照/黑暗時長比為16 h/8 h。大型溞培養(yǎng)所用水體為連續(xù)曝氣48 h的過濾自來水。以小球藻(Chlorellapyrenoidosa)和斜生柵藻(Scenedesmusobliquus)的混合液喂食大型溞,喂養(yǎng)密度為4.5×104cells·mL-1,待到大型溞開始產(chǎn)卵后喂食9.0×104cells·mL-1的小球藻和斜生柵藻的混合液,每天上午喂食一次,每次投喂2 mL。
慢性暴露實驗在1 L的玻璃燒杯中進行,按照OECD Test Guideline 211[27]相關(guān)指導(dǎo)方案。因為Brennan等[24]報道了E2對大型溞48 h-LC50為2.87 mg·L-1,并且1.0 mg·L-1E2對大型溞21 d慢性暴露沒有引起顯著性效應(yīng)。因此,為了探究不同濃度范圍的E2暴露對大型溞的影響,本實驗設(shè)置了5個濃度梯度,分別為0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1,每個濃度梯度設(shè)置3個平行。采用OECD Test Guideline 211[27]指導(dǎo)方案中的半靜態(tài)暴露方法,暴露液每2 d更換一次,每個平行燒杯中含有900 mL暴露液和30只幼溞(<24 h),對照組和處理組中DMSO濃度均為0.1‰,暴露時間為21 d。暴露期間每天統(tǒng)計大型溞的死亡個數(shù)、產(chǎn)溞數(shù)以及蛻皮個數(shù),并繪制累積蛻皮曲線和累積產(chǎn)卵曲線。
在暴露的第7、14和21天每個暴露缸取10只溞用于體長的測定,在第21天取10只(<24 h)子一代小溞,用于體長的測定,使用軟件Image Pro Plus和LEICA DFC450C(德國)測量體長,用動物行為儀DanioVision(荷蘭Noldus公司)檢測F0、F1代游泳速度。檢測用24孔板,每個暴露缸取4只溞,每個孔板中放置1只溞,每個濃度組共12個平行。檢測程序設(shè)置為25 min,包括5 min黑暗適應(yīng)時間和2個10 min的光暗循環(huán),每個光暗循環(huán)包括5 min光照時間和5 min黑暗時間,在每個5 min光照或黑暗時長中間給予一個輕拍刺激。
21 d暴露結(jié)束后,每個暴露缸取10只溞,用TRIzol法提取總RNA,所提取的RNA用Epoch Microplate分光光度計(美國BioTek Instruments, Inc.公司)進行純度檢驗。檢驗方法根據(jù)RNA樣品在260 nm/280 nm波長下的比值,若比值在1.90~2.10之間,則確定所得RNA的純度較高,可以用于反轉(zhuǎn)錄。RNA的濃度則根據(jù)260 nm波長下的吸光度數(shù)值確定,將所提取的RNA在200 μL EP管中稀釋至100 ng·L-1。反轉(zhuǎn)錄使用Prime Script RT reagent kits (中國Takara公司)試劑,所需RNA的量為500 ng。將反轉(zhuǎn)錄所需所有試劑配制為10 μL體系,具體試劑用量如下:5× Prime Script Buffer (for real time) 2 μL、Prime Script RT Enzyme Mix 0.5 μL、Oligo dT Primer (50 μmol·L-1) 0.5 μL、Random 6 mers (100 μmol·L-1) 0.5 μL、RNase Free dH2O 1.5 μL和Total RNA 5 μL。反轉(zhuǎn)錄體系加樣完成后,經(jīng)離心后放置在PCR儀中進行反轉(zhuǎn)錄。PCR儀反應(yīng)條件設(shè)置如下:37 ℃,15 min;85 ℃,5 s。反應(yīng)完成后得到cDNA,在200 μL EP管中加入RNase Free dH2O 90 μL,cDNA被稀釋10倍,均勻混合后置于-20 ℃中保存?zhèn)溆?。qRT-PCR使用SYBR Green Primex Ex TaqⅡ kits(中國Takara公司)試劑。根據(jù)SYBR Green Primex Ex TaqⅡ kits試劑盒說明,配制20 μL反應(yīng)體系:SYBR Green Mix試劑10 μL、DEPC水6 μL、ROX Reference Dye試劑0.4 μL、Primer F 0.8 μL、Primer R 0.8 μL和cDNA 2 μL。將此20 μL體系置于qRT-PCR專用96孔板中,每個濃度組設(shè)置3個平行,每個暴露缸中的10只溞混樣為一個平行。qRT-PCR擴增條件設(shè)置為:95 ℃,2 min;95 ℃,15 s;60 ℃,1 min;共計40個循環(huán)。數(shù)據(jù)采用CT值計算,采用2-△△CT法分析。實驗所選取的與蛻皮和生殖有關(guān)基因選自相關(guān)文獻的報道[28-33],如表1所示。根據(jù)相關(guān)文獻的研究,在雌激素物質(zhì)暴露中,ubc的轉(zhuǎn)錄水平更為穩(wěn)定[28],因此本實驗選定ubc為內(nèi)參基因。
表1 大型溞生殖和發(fā)育有關(guān)基因引物序列Table 1 The primer sequences of the genes related to the reproduction and development of Daphnia magna
所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 20.0(SPSS, 芝加哥)軟件進行分析。所有數(shù)據(jù)均采用單因素方差分析(one-way analysis of variance, ANOVA)方法中的Tukey’s多量程檢驗來確認對照組與暴露組之間的顯著差異,P<0.05定義具有顯著性差異。所有的數(shù)據(jù)結(jié)果均表示為平均值±標準差(mean±SD)。實驗結(jié)果中所有圖片均用軟件Prism Graphpad6繪制。
如圖1所示,21 d暴露實驗結(jié)束,0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1暴露組大型溞存活率分別為97.78%±1.92%、97.78%±1.92%、98.89%±1.92%、93.33%±6.67%和71.11%±17.10%。與對照組相比,1 360 μg·L-1暴露組大型溞的存活率顯著降低,對大型溞的致死效應(yīng)顯著。
圖1 17β-雌二醇(E2) 21 d暴露對大型溞的致死效應(yīng)注:E2濃度為0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1;數(shù)據(jù)表達為平均值±標準差;*代表P<0.05,與對照組相比有顯著性差異。Fig. 1 The lethal effect of 17β-estradiol (E2) exposure on Daphnia magna after exposure for 21 dNote: The concentrations of E2 are 0, 1.36, 13.6, 136, 1 360 μg·L-1; data was represented by mean±standard deviation; *represented that the exposure group had significant difference at P<0.05 level when compared with control.
2.2.1 E2暴露對累積蛻皮個數(shù)的影響
如圖2(a)所示,E2暴露21 d后,0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1暴露組中,平均每只溞的累積蛻皮個數(shù)分別為(9.16±0.05)、(8.89±0.05)、(9.00±0.10)、(8.91±0.13)和(8.37±0.28)個。與對照組相比,1 360 μg·L-1暴露組平均累積蛻皮個數(shù)降低了8.62%,表明E2暴露能夠顯著地抑制大型溞的蛻皮,減緩其發(fā)育過程。
2.2.2 E2暴露對大型溞F0代體長及游泳速度的影響
如圖2(b)所示,0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1這5個暴露組在第7天時體長分別為(2.41±0.13)、(2.38±0.15)、(2.36±0.13)、(2.33±0.20)和(2.12±0.28) mm。E2暴露對大型溞體長呈現(xiàn)劑量依賴性抑制效應(yīng),并且1 360 μg·L-1暴露組中大型溞F0代體長受到顯著抑制。但是在第14天和第21天時暴露組與對照組相比體長均沒有受到顯著性抑制效應(yīng),說明E2對大型溞生長發(fā)育早期有明顯抑制效應(yīng)。隨著暴露時間的延長,暴露組與對照組之間的差異逐漸減小。1 360 μg·L-1暴露組與對照組相比,體長雖有所減少,但已經(jīng)沒有顯著性差異。
如圖2(c)所示,0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1這5個暴露組中,F(xiàn)0代游泳速度分別為(0.52±0.04)、(0.46±0.10)、(0.53±0.06)、(0.55±0.07)和(0.47±0.03) cm·s-1。所有暴露組與對照組相比,速度均無顯著性差異。
圖2 E2的21 d暴露對大型溞發(fā)育的影響注:E2濃度為0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1;數(shù)據(jù)表達為平均值±標準差;**代表P<0.01,與對照組相比有顯著性差異。Fig. 2 The effect of E2 exposure on the development of Daphnia magnaNote: The concentrations of E2 are 0, 1.36, 13.6, 136, 1 360 μg·L-1; data was represented by mean±standard deviation; ** represented that the exposure group had significant difference at P<0.01 level when compared with control.
2.3.1 E2暴露對大型溞幼溞產(chǎn)量的影響
如圖3(a)所示,暴露21 d后,0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1這5個暴露組中,平均每只母溞的累積產(chǎn)溞量分別為(13.50±0.68)、(12.96±0.91)、(11.41±0.37)、(13.16±1.38)和(18.28±1.39)個。與對照組相比,1 360 μg·L-1暴露組大型溞平均累積產(chǎn)溞量顯著提高35.40%,表明E2暴露能夠顯著增加大型溞產(chǎn)溞量,干擾大型溞的生殖。
2.3.2 E2暴露對大型溞F1代體長和游泳速度的影響
如圖3(b)所示,0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1這5個暴露組中,F(xiàn)1代體長分別為(0.84±0.05)、(0.87±0.04)、(0.87±0.05)、(0.85±0.04)和(0.82±0.03) mm。與對照組相比,暴露組F1代體長并無顯著性差異。
如圖3(c)所示,0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1這5個暴露組中,F(xiàn)1代游泳速度分別為(0.52±0.04)、(0.46±0.10)、(0.53±0.06)、(0.55±0.07)和(0.47±0.03) cm·s-1。與對照組相比,暴露組F1代游泳速度無顯著性差異。
圖3 E2的21 d暴露對大型溞生殖的影響注:E2濃度為0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1;數(shù)據(jù)表達為平均值±標準差;*代表P<0.05,與對照組相比有顯著性差異。Fig. 3 The effect of E2 exposure on the reproduction of Daphnia magnaNote: The concentrations of E2 are 0, 1.36, 13.6, 136, 1 360 μg·L-1; data was represented by mean±standard deviation; *represented that the exposure group had significant difference at P<0.05 level when compared with control.
如圖4(a)所示,在與大型溞發(fā)育有關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄中,1 360 μg·L-1E2暴露顯著性地降低了大型溞蛻皮激素代謝相關(guān)基因cyp18a1(0.42±0.04)和蛻皮激素受體基因hr3(0.52±0.16)的轉(zhuǎn)錄,同時也降低了大型溞表皮蛋白合成基因cut(0.70±0.66),并促進了表皮蛋白代謝基因cht(2.05±1.11)和cht3(1.60±0.74)的轉(zhuǎn)錄,但是與對照組相比沒有統(tǒng)計學(xué)上的顯著性差異。在與大型溞生殖有關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄中,如圖4(b)所示,所有暴露組中生殖相關(guān)基因vtg1、vtg2和vmo1的轉(zhuǎn)錄均與對照組無顯著性差異。
圖4 E2的21 d暴露對大型溞發(fā)育(a)和生殖(b)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄的影響注:E2濃度為0、1.36、13.6、136和1 360 μg·L-1;數(shù)據(jù)表達為平均值±標準差;*代表P<0.05,與對照組相比有顯著性差異。Fig. 4 The effect of E2 exposure on the transcriptions of genes relevant to development (a) and reproduction (b) of Daphnia magnaNote: The concentrations of E2 are 0, 1.36, 13.6, 136, 1 360 μg·L-1; data was represented by mean±standard deviation; *represented that the exposure group had significant difference at P<0.05 level when compared with control.
本研究依據(jù)OECD Test Guideline 211[27]測試方法,評價了E2對大型溞存活、發(fā)育和生殖的影響。結(jié)果表明,只有最高濃度組(1 360 μg·L-1E2)中,暴露21 d后大型溞會有顯著死亡,其死亡率約為30%,說明高濃度E2對大型溞有顯著致死效應(yīng)。Brennan等[24]曾報道1.0 mg·L-1E2暴露21 d可對大型溞產(chǎn)生40%的致死率,與本研究結(jié)果基本一致。李根[25]探究了E2急性暴露對大型溞抗氧化酶系統(tǒng)的影響,發(fā)現(xiàn)0.64 mg·L-1E2暴露48 h會抑制大型溞幼溞過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)等抗氧化酶的活性,這說明E2暴露可能會通過影響大型溞氧化應(yīng)激水平,降低大型溞的存活率。
蛻皮是大型溞生殖和發(fā)育所必需的重要生理過程,蛻皮后大型溞體長增加,卵囊空間增大,有利于其生長和產(chǎn)卵[34]。本研究結(jié)果表明,E2顯著地抑制
了大型溞的平均累積蛻皮個數(shù),此外,E2暴露7 d顯著抑制了F0代大型溞的個體生長,但是隨著暴露時間延長,處理組和對照組體長之間的差異逐漸縮小,這說明E2可能對大型溞早期發(fā)育抑制效應(yīng)更為顯著,從而導(dǎo)致其發(fā)育減緩。對于E2的生殖毒性,本研究表明,E2暴露會導(dǎo)致大型溞21 d累積產(chǎn)溞數(shù)顯著升高,但對F1子代的個體生長和運動行為沒有影響。這說明,E2能干擾F0代大型溞的生殖能力,但E2的母代暴露不會影響子代的發(fā)育。相關(guān)研究用1 mg·L-1E2連續(xù)染毒兩代大型溞,發(fā)現(xiàn)F0代產(chǎn)溞量沒有顯著變化,但是暴露至F1代時,其產(chǎn)溞量與F0代相比,顯著性降低[30]。本研究與此研究結(jié)果的差異可能是由暴露方式和濃度不同導(dǎo)致的,但兩者均說明E2暴露會對大型溞產(chǎn)生生殖毒性。
為進一步探究E2對大型溞毒性效應(yīng)的分子機制,本研究利用qRT-PCR技術(shù)對大型溞蛻皮和生殖相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄進行了評價。大型溞蛻皮主要受20-羥基蛻皮激素(20-HE)的直接控制[35],并且蛻皮激素在蛻皮過程中的代謝對大型溞的蛻皮至關(guān)重要[36]。在大型溞中,cyp18a1負責(zé)編碼將蛻皮激素20-HE催化成26-羧基酸的酶[36],因此,cyp18a1轉(zhuǎn)錄結(jié)果的降低會干擾大型溞蛻皮激素20-HE的正常代謝。蛻皮激素20-HE與蛻皮激素受體(EcR)和超氣門蛋白(USP)共聚物結(jié)合后引發(fā)蛻皮激素受體基因hr3的轉(zhuǎn)錄[37]。蛻皮激素受體基因hr3是引發(fā)蛻皮激素下游信號通路的非常關(guān)鍵的基因,當沉默hr3基因時,可以導(dǎo)致蛻皮的延遲和失敗[38-39]。在本研究中,E2暴露顯著地降低了cyp18a1及hr3這2個基因的轉(zhuǎn)錄,這與1 360 μg·L-1E2處理組中累積蛻皮個數(shù)減少的結(jié)果一致。在大型溞中,一個完整的蛻皮過程包括舊有的表皮水解、角質(zhì)蛋白分泌、舊蛋白水解與重吸收、舊表皮脫落以及新的表皮形成等過程[39]。其中,cut基因負責(zé)角質(zhì)蛋白的生成[37],cht和cht3基因負責(zé)水解角質(zhì)蛋白[31]。本研究中,E2暴露導(dǎo)致cut轉(zhuǎn)錄的下調(diào)和cht轉(zhuǎn)錄的上調(diào),繼而可能導(dǎo)致了大型溞舊表皮水解和新角質(zhì)蛋白分泌過程被干擾,最終減少了大型溞蛻皮個數(shù),抑制了大型溞的蛻皮。Zou和Fingerman[40]曾指出,在大型溞中,具有多個苯環(huán)的外源性化學(xué)物質(zhì)可以與蛻皮激素受體結(jié)合,對內(nèi)源性蛻皮激素產(chǎn)生拮抗作用,干擾正常的蛻皮過程[40]。Mu和Leblanc[41]總結(jié)了他們之前的研究,認為能夠表現(xiàn)出干擾蛻皮激素代謝或者與蛻皮激素產(chǎn)生拮抗效應(yīng)的外源性化學(xué)物質(zhì)對大型溞可以表現(xiàn)出蛻皮抑制和生殖干擾作用[41-44]。然而,qRT-PCR結(jié)果顯示,E2暴露并未對大型溞生殖相關(guān)基因vtg1、vtg2和vmo1基因的轉(zhuǎn)錄有顯著性影響。這表明,E2主要是通過干擾大型溞蛻皮激素的代謝,從而影響了大型溞的蛻皮和生殖周期,并干擾了大型溞的生殖能力。
綜上所述,1 360 μg·L-1E2暴露對大型溞產(chǎn)生了明顯的致死效應(yīng),以及較高的生殖毒性效應(yīng)和較低的發(fā)育毒性效應(yīng)。此外,1 360 μg·L-1暴露抑制了大型溞蛻皮激素代謝關(guān)鍵基因cyp18a1和蛻皮激素受體基因hr3的轉(zhuǎn)錄,干擾了蛻皮激素代謝,并且抑制了大型溞表皮蛋白合成基因cut的轉(zhuǎn)錄,同時促進了大型溞表皮蛋白分解基因cht、cht3的轉(zhuǎn)錄,從而干擾了大型溞蛻皮和生殖。同時,E2暴露顯著地促進大型溞產(chǎn)卵量,干擾了大型溞正常的生殖過程。以上結(jié)果表明,E2暴露對大型溞產(chǎn)生較低的環(huán)境風(fēng)險。
本研究揭示了E2對大型溞生殖、發(fā)育及相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄的影響,為環(huán)境中E2的風(fēng)險評估提供了相關(guān)的理論依據(jù)。有關(guān)E2暴露對大型溞生殖發(fā)育影響的具體分子機制需要進一步的研究。同時,由于自然界中化學(xué)物質(zhì)的多樣性和持續(xù)存在性,聯(lián)合暴露和多代暴露在進一步的研究中也具有重要意義。