利用桡足类世代培养体系研究POPs污染对近海生态系统的影响

持久性有机污染物(POPs)残留时间长，具有生物蓄积性和高毒性，严重危害生态环境和海洋水产品安全。我国沿海POPs污染严重，目前研究工作多集中于POPs的组成和含量测定，但其在水体中浓度低、检测困难，且化学检测难以全面反映出POPs的生态效应，因而迫切需要筛选对近海环境变化敏感的指示生物。桡足类是海洋物质循环和能量流动的重要中间环节，而且个体小、生活周期短、繁殖速度快，对海洋污染高度敏感，是研究POPs对海洋动物毒性效应的理想模式生物。本课题拟以火腿许水蚤等近岸浮游桡足类优势种为对象，建立应用于POPs生态效应研究的多世代培养体系及标准化的生物实验方法，从能量代谢、发育、生殖、组织细胞、种群动态等多个层次研究典型POPs的毒性效应及作用机理，探索建立以桡足类为模式生物的近海POPs污染生态效应评价技术。研究将为近岸生态系统的平衡、海洋生物资源的可持续利用及水产业的健康发展提供科学依据。

由于具有长期残留性、生物蓄积性和高毒性等特点，持久性有机污染物（POPs）能够在各种环境介质中累积并进行长距离迁移，继而对人类健康和生态系统产生威胁。目前针对POPs对近海生态系统的污染及危害开展的相关研究多借助化学手段对水体或海洋生物中POPs的组成和含量进行测定，不能全面客观反映POPs对海洋生态系统的危害。因此，筛选合适的模式生物，研究POPs对生物体整个生活史过程和种群动态的影响，对于了解POPs的生态毒理学效应以及污染物的监测和预防就显得尤为重要。桡足类甲壳动物作为海洋浮游动物中的优势类群，其自身具备个体小、生活周期短、繁殖速度快、对环境变化敏感等优势，符合模式生物的筛选条件。本研究旨在通过筛选合适的桡足类物种进行实验室传代培养，建立常见桡足类的经济高效的培养体系。在此基础上，测定分析几种典型POPs对目标桡足类在能量收支、DNA损伤、抗氧化酶系统、组织与细胞结构、个体发育和繁殖以及种群动态等多个层次和角度的毒性效应，并揭示POPs影响桡足类种群动态的作用机制。研究结果显示，桡足类对不同POPs的毒性敏感性不同，同一种POPs对桡足类的毒性影响随环境因子的变化存在显著差异；亚致死浓度暴露环境中POPs能够不同程度地影响桡足类呼吸代谢和摄食能力，并引起氧化应激反应，其抗氧化防御系统酶系受到调节；持续一到两个世代的慢性毒性暴露实验中，低浓度POPs暴露能够诱导桡足类产生“毒物兴奋效应”，而高浓度POPs则会抑制桡足类繁殖发育过程。桡足类在应对POPs胁迫时各项生理指标表现出显著的差异变化，表明桡足类能够作为评估POPs在自然环境中生态风险的理想模式生物。同时，研究利用桡足类各项指标变化可全面客观地评估近海POPs污染的生态风险，为保护近海生态系统的安全和近岸海洋水产养殖业的可持续发展提供新的思路和有效的方法。