苯系物对腹足纲动物铜锈环棱螺的毒害效应机制研究

As far as we know, the model testing organisms are primarily confined to fish in vertebrates and arthropods in invertebrates. Molluscs also are of great importance in the kingdom of invertebrates, whereas they are absent in the model testing organisms, especially gastropods. So, they are seldom considered in the protect policy of water standard and criteria. Nowadays, China is embarking on the development of its own national water quality system fitting for Chinese aquatic ecosystem, and one of the biggest difficulties is short of the local model testing organisms. Therefore, developing our country own gastropod testing organisms will provide technical support to establish Water Quality Criteria for our country and will also avoid the neglected problem of gastropod in establishing the Water Quality Criteria in the other countries. A local gastropod, Bellamya aeruginosa, was selected as the test organism in the present toxicity study of toluene, ethylbenzene, and xylene, including joint toxicity, the target organ of accumulation, and the toxicity to the neonates. In this study it is expected to explore the toxicity mechanism of toluene, ethylbenzene, and xylene on Bellamya aeruginosa and the different sensitivity between adult snails and neonates. It is provided the scientific basis and theoretical guidance for clearly evaluating the toxicity of toluene, ethylbenzene, and xylene and effectively developing Bellamya aeruginosa as a model test organism.

目前，脊椎动物中的鱼类和无脊椎动物中的节肢动物是国内外发展的主要实验生物，但是却缺少了无脊椎动物很重要的一部分——软体动物，特别是其中的腹足纲动物，因此其也极少被应用于水质管理质量基准等保护政策的制定中。我国正在发展适合我国生态系统的水质基准，而面临的最大困难之一是缺少本土的模式受试物种，因此，开发我国本土的腹足纲测试物种将能为我国水质基准的制定提供技术的支持，同时也避免了其他国家在制定水质基准时对软体动物不重视的问题。本研究选取了我国本土腹足纲动物——铜锈环棱螺为受试生物，探讨甲苯、乙苯和二甲苯对其的毒害效应，包括联合毒性、苯系物的富集目标器官以及其对新生螺的毒性。本研究期望明确水环境中苯系物污染对铜锈环棱螺毒性的影响机制，探讨成年螺和新生螺的敏感性差异，为准确评价苯系物对其的毒性以及合理有效的发展铜锈环棱螺为模式实验动物提供科学依据和理论指导。

水质基准是制定水质标准的基础，而我国只有水质标准，没有水质基准。发展我国水质基准的最大困难之一是缺少代表我国水生态系统的模式物种。铜锈环棱螺是为发展我国模式实验动物而被提议的我国本土物种。苯系物对铜锈环棱螺的毒性未有深入研究，本课题研究了苯系物对铜锈环棱螺不同组织器官的毒性效应。研究发现，苯系物的急性和慢性毒性均引起了螺的中毒表现——不良反应，在低处理浓度部分螺表现出不良反应，另外一部分螺表现正常，在高处理浓度螺均表现出了不良反应。这两种不同反应螺的生化标志物的响应不同。不良反应螺的乙酰胆碱酯酶（AChE）活性受抑制的程度（超过45 %）要大于正常反应螺的（20%到30%）。螺的肝胰脏和肾脏中的谷胱甘肽硫转移酶（GST）同工酶表现存在差异。正常反应螺肝胰脏和肾脏的GSTCDNB和GSTEA均能对氧化胁迫产生响应，不良反应螺的肝胰脏中的GSTEA对苯系物胁迫的响应要比GSTCDNB迅速，肾脏中的GSTEA对苯系物的敏感度要比GSTCDNB高，说明在对抗氧化胁迫保护细胞方面，不良反应螺中的肝胰脏和肾脏GSTEA发挥的作用强于GSTCDNB。而其他肝胰脏中的生化指标超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、还原型谷胱甘肽(GSH)和脂质过氧化(丙二醛，MDA)与螺的反应未呈现出明显的关联性。正常反应螺对苯系物的富集能力要大于收缩反应螺的，两种不同反应螺对苯系物的净化能力未呈现出明显的差异性。本研究表明，苯系物引起螺产生了中毒反应——不良反应，并对螺产生了神经毒性作用，而且对不良反应螺显示出更大的神经毒性作用，同时在螺的肝胰脏和肾脏中均产生了氧化胁迫，但是各种生化指标在两种不同反应螺肝胰脏和肾脏中的表现存在差异。通过本研究，能够为评价苯系物对铜锈环棱螺的毒性以及合理有效的发展铜锈环棱螺为模式实验动物提供基础的科学依据和参考。