多溴联苯醚(PBDEs)对海洋桡足类生物的毒性效应及作用机制研究

电子垃圾(eWaste)是新型持久性有机污染物-多溴联苯醚(PBDEs)的主要污染来源，而海洋浮游动物很可能是海洋中PBDEs生物富集和传递的起点，研究PBDEs对海洋浮游动物的毒性效应对海洋生态系统的平衡和稳定具有重要意义。本项目拟以PBDDEs为胁迫因子，以海洋植食性浮游动物-桡足类生物为研究目标，以生殖和发育研究为切入点，系统分析PBDEs对目标生物生殖、生长、发育的毒性效应以及对种群增长和种群结构的动态变化的影响；研究生殖细胞中Ca2+浓度和分布的动态平衡变化及其对污染胁迫的响应，以及由此所触发的抗氧化系统活性变化；在此基础上综合分析Ca2+介导的毒性效应影响途径和作用机制。本研究首次从宏观与微观相结合的研究角度出发，探讨PBDEs对海洋桡足类生物毒性效应的影响途径和作用机制，研究结果将为进一步阐明PBDEs污染对海洋生态系统的影响提供基础的理论依据。

多溴联苯醚（PBDEs）是一种新型持久性有机污染物，对海洋生态系统的潜在危害性极大。本项目首次在实验生态条件下系统研究了不同溴代的PBDEs对海洋浮游动物的毒性效应，从个体、组织、细胞、分子等不同生物层次上系统的比较研究了四溴联苯醚BDE-47和十溴联苯醚BDE-209的急性与慢性胁迫对褶皱臂尾轮虫种群增长、摄食行为、生长与发育过程的影响，探讨了可能的作用途径和机理。.(1)建立了基于气相色谱-质谱联用法（GC-MS）的PBDEs在水体及生物体中的检测方法，初步检测了PBDEs在水体-小球藻-褶皱臂尾轮虫之间的富集传递作用。.(2)在个体水平上， BDE-47和BDE-209的急性毒性胁迫不会对褶皱臂尾轮虫产生急性致死效应，但表现出显著的急性毒性运动抑制效应， BDE-47的毒性大于BDE-209。PBDEs胁迫能显著影响目标生物的摄食行为，其摄食率、滤水率以及对混合饵料的选择性摄食等均随胁迫因子和胁迫浓度的变化而变化。三种消化酶：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶的活性受影响程度较大，其中对淀粉酶的活性抑制作用最明显，可作为指示PBDEs胁迫有效的生物标志物。BDE-209胁迫可对中华哲水蚤造成一定程度的氧化胁迫，导致目标生物体内抗氧化系统中与有机污染物代谢相关的三种抗氧化酶活性均产生明显的应激响应作用。.(3)在组织、生理生化及分子水平的检测结果表明，卵巢组织是作用的靶器官。BDE-47 和 BDE-209能显著抑制生殖与发育过程，改变目标生物的产幼时间和生殖周期。BDE-47胁迫可抑制与生殖发育相关的两种基因vasa和nanos的表达，而BDE-209则会促进其表达，说明BDE-47 较BDE-209 具有更强的生殖发育毒性，低浓度BDE-209具有潜在的外源性雌激素的作用。.(4)BDE-47 和 BDE-209引起褶皱臂尾轮虫卵巢组织细胞内 ROS 水平及胞内钙离子浓度的升高。ROS 升高产生氧化胁迫，激活抗氧化系统中抗氧化酶 sod 和 cat 的表达、影响 Ca2+ 平衡和 cam 的表达水平。褶皱臂尾轮虫可能通过激活Ca2+ 信号通路的作用引起氧化应激响应作用，从而消除或减弱 BDE-47 和 BDE-209 对褶皱臂尾轮虫造成的氧化胁迫。.基于上述研究，共发表学术论文8篇，其中SCI/EI收录4篇。培养博、硕士研究生4人，6人次参加国际学术交流。