不同适应温度对镉暴露中大型溞生理和亚细胞水平的作用

李爽, 盛连喜, 姜海波. 不同适应温度对镉暴露中大型溞生理和亚细胞水平的作用[J]. 生态毒理学报, 2017, 12(5): 278-286. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20161009001
引用本文: 李爽, 盛连喜, 姜海波. 不同适应温度对镉暴露中大型溞生理和亚细胞水平的作用[J]. 生态毒理学报, 2017, 12(5): 278-286. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20161009001
Li Shuang, Sheng Lianxi, Jiang Haibo. Physiological and Sub-cellular Effects of Different Acclimation Temperature during Cadmium Exposure in Daphnia magna[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(5): 278-286. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20161009001
Citation: Li Shuang, Sheng Lianxi, Jiang Haibo. Physiological and Sub-cellular Effects of Different Acclimation Temperature during Cadmium Exposure in Daphnia magna[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2017, 12(5): 278-286. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20161009001

不同适应温度对镉暴露中大型溞生理和亚细胞水平的作用

    作者简介: 李爽(1982-),女,讲师,博士,E-mail:lis270@126.com
  • 基金项目:

    北华大学博士科研基金;吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20170039KJ)

  • 中图分类号: X171.5

Physiological and Sub-cellular Effects of Different Acclimation Temperature during Cadmium Exposure in Daphnia magna

  • Fund Project:
  • 摘要: 虽然水生生物大多是变温动物并且温度对化合物的毒性有非常重要的作用,但生态毒理学实验一般在实验室标准温度(20 ℃)或者生物最适温度下进行。我们调查了适应温度(20 ℃、24 ℃和28 ℃)对镉暴露(0,20和40 μg·L-1)中大型溞生理和亚细胞水平的作用,实验终点包括镉的急性毒性(48 h-EC50)、大型溞的21 d存活率、21 d累积繁殖数(21-d CR)、第一次生育时间(time to first brood, TFB)、能量储存、电子转移活性(electron transport system activity, ETS)、热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)。结果显示:适应温度升高时大型溞的镉耐性降低,20 ℃、24 ℃和28 ℃下的48 h-EC50分别为(40.2±9.9) μg·L-1、(15.6±2.7) μg·L-1和(10.7±1.9) μg·L-1;28 ℃下,大型溞21 d存活率分别比对照(20 ℃,0 μg·L-1镉暴露)降低23%(20 μg·L-1镉暴露)和87%(40 μg·L-1镉暴露)并且大型溞的21 d累积繁殖数(21-d CR)显著降低。大型溞的能量储存随适应温度的升高而降低,24 ℃和28 ℃时分别降低了46%和62%(0 μg·L-1镉暴露),48%和60%(20 μg·L-1镉暴露)、80%和91%(40 μg·L-1镉暴露)。而镉浓度只有达到40 μg·L-1时,对大型溞的能量储存有明显影响。适应温度和镉暴露对电子转移系统活性(ETS)没有显著影响。28 ℃的适应温度和40 μg·L-1的镉暴露都能诱导大型溞热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)显著上升,但适应温度(20 ℃~28 ℃)和镉暴露(0~40 μg·L-1)的结合对hsp70先诱导后抑制, MT则一直被诱导上升。总之,生物在不同温度下对毒物的反应存在差异,将不同适应温度下的毒性数据整合到生态危险性评价能够保证生物获得更充分的保护;此外,hsp70和MT的变化是环境压力的综合反应,作为某种污染物的生物标志物时需要综合考虑环境因素。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-09

不同适应温度对镉暴露中大型溞生理和亚细胞水平的作用

    作者简介: 李爽(1982-),女,讲师,博士,E-mail:lis270@126.com
  • 1. 北华大学林学院环境科学系, 吉林 132013;
  • 2. 东北师范大学环境科学系, 长春 130024
基金项目:

北华大学博士科研基金;吉林省教育厅“十三五”科学技术项目(JJKH20170039KJ)

摘要: 虽然水生生物大多是变温动物并且温度对化合物的毒性有非常重要的作用,但生态毒理学实验一般在实验室标准温度(20 ℃)或者生物最适温度下进行。我们调查了适应温度(20 ℃、24 ℃和28 ℃)对镉暴露(0,20和40 μg·L-1)中大型溞生理和亚细胞水平的作用,实验终点包括镉的急性毒性(48 h-EC50)、大型溞的21 d存活率、21 d累积繁殖数(21-d CR)、第一次生育时间(time to first brood, TFB)、能量储存、电子转移活性(electron transport system activity, ETS)、热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)。结果显示:适应温度升高时大型溞的镉耐性降低,20 ℃、24 ℃和28 ℃下的48 h-EC50分别为(40.2±9.9) μg·L-1、(15.6±2.7) μg·L-1和(10.7±1.9) μg·L-1;28 ℃下,大型溞21 d存活率分别比对照(20 ℃,0 μg·L-1镉暴露)降低23%(20 μg·L-1镉暴露)和87%(40 μg·L-1镉暴露)并且大型溞的21 d累积繁殖数(21-d CR)显著降低。大型溞的能量储存随适应温度的升高而降低,24 ℃和28 ℃时分别降低了46%和62%(0 μg·L-1镉暴露),48%和60%(20 μg·L-1镉暴露)、80%和91%(40 μg·L-1镉暴露)。而镉浓度只有达到40 μg·L-1时,对大型溞的能量储存有明显影响。适应温度和镉暴露对电子转移系统活性(ETS)没有显著影响。28 ℃的适应温度和40 μg·L-1的镉暴露都能诱导大型溞热应激蛋白hsp70和金属硫蛋白(MT)显著上升,但适应温度(20 ℃~28 ℃)和镉暴露(0~40 μg·L-1)的结合对hsp70先诱导后抑制, MT则一直被诱导上升。总之,生物在不同温度下对毒物的反应存在差异,将不同适应温度下的毒性数据整合到生态危险性评价能够保证生物获得更充分的保护;此外,hsp70和MT的变化是环境压力的综合反应,作为某种污染物的生物标志物时需要综合考虑环境因素。

English Abstract

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