苯磺隆對(duì)斑馬魚胚胎孵化的影響

李爭(zhēng)龍

(渭南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,陜西渭南 714099)

【蓓蕾園地】

苯磺隆對(duì)斑馬魚胚胎孵化的影響

李爭(zhēng)龍

(渭南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,陜西渭南 714099)

實(shí)驗(yàn)以三組不同濃度(80 mg/L、120 mg/L和160 mg/L)的苯磺隆溶液處理斑馬魚胚胎,研究苯磺隆對(duì)斑馬魚胚胎孵化情況的影響.研究發(fā)現(xiàn),隨著苯磺隆溶液濃度升高,斑馬魚胚胎的孵化率逐漸降低,而且胚胎發(fā)育過程隨之變緩.

苯磺隆;斑馬魚胚胎;孵化率;孵化進(jìn)程

苯磺隆是由美國(guó)杜邦公司研究開發(fā)的內(nèi)吸傳導(dǎo)型磺酰脲類除草劑,在國(guó)內(nèi)外廣泛使用.其分子式為C15H17N5O6S,分子量為385.39,化學(xué)名為2-[N-(4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基)-N-甲基氨基甲酰胺基磺?；鵠苯甲酸甲酯.目前,苯磺隆是我國(guó)使用最廣泛的磺酰脲類除草劑品種之一,主要用于麥田中防止闊葉雜草的生長(zhǎng)[1],其效果良好,用量低.但苯磺隆的降解速度較為緩慢,隨著苯磺隆的廣泛使用,勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定污染,危害生物健康.

斑馬魚原產(chǎn)于印度,是一種淡水觀賞魚,屬鯉科.由于斑馬魚的基因與人類基因有87%的相似,且成本低,易獲取,孵出3個(gè)月后便可達(dá)到性成熟,其產(chǎn)卵并不局限于某個(gè)特定的時(shí)期,對(duì)水質(zhì)要求不高,因此被廣泛應(yīng)用于環(huán)境毒理學(xué)研究[2-4].另外,性成熟的斑馬魚成魚每隔幾天便可產(chǎn)卵一次,其產(chǎn)出的胚胎容易收集,發(fā)育迅速,對(duì)實(shí)驗(yàn)的敏感度高于成魚,而且胚胎胎體透明便于觀察[5],因此斑馬魚胚胎毒性實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為傳統(tǒng)成魚急性毒性試驗(yàn)的替代手段,是生態(tài)毒理學(xué)研究的一種重要的方法[6].

本實(shí)驗(yàn)以斑馬魚胚胎為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,研究苯磺隆對(duì)斑馬魚胚胎孵化情況的影響,進(jìn)而探討苯磺隆的生物學(xué)毒性.

1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1 試劑

苯磺隆,購(gòu)自淄博新農(nóng)基農(nóng)藥化工有限公司.

1.2 斑馬魚飼養(yǎng)及胚胎收集

成年斑馬魚購(gòu)自渭南市蟲魚市場(chǎng),運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后,將斑馬魚飼養(yǎng)于大玻璃箱內(nèi),雌雄魚分開飼養(yǎng).在實(shí)驗(yàn)室玻璃缸內(nèi),連續(xù)充氣,光周期為自然光周期,利用恒溫棒保持缸內(nèi)水溫在26℃左右,每日喂食2次,上午9:00和下午5:00分別喂適量線蟲.每天第一次喂食后約1 h換水1/3,每周清洗一次魚缸.由于斑馬魚凌晨產(chǎn)卵,在實(shí)驗(yàn)前一天晚上按照2∶1的比例將雌雄魚放入同一玻璃缸內(nèi),在缸底放一層紗布,以防成魚吃掉魚卵.用多層黑色塑料袋將魚缸套住,避免光線照射.第二天早上取下黑色塑料袋,等0.5～1 h,雌雄魚交配完成后,將紗布取出,用吸管收集受精卵,并用蒸餾水快速并小心清洗胚胎,去除胚胎上的異物以及死卵,洗凈的魚卵用于本次暴露試驗(yàn)[7].

1.3 溶液配制

稱取1 g苯磺隆,放入1 L蒸餾水中,充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?配制成濃度為1 g/L的苯磺隆儲(chǔ)存液.

實(shí)驗(yàn)前用蒸餾水稀釋至80 mg/L、120 mg/L、160 mg/L的使用液.

1.4 毒性試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)前取80 mL三種濃度的苯磺隆溶液分別放入200 mL燒杯中,并置于26℃水浴中,保持溶液溫度恒定.對(duì)照組以等體積蒸餾水代替苯磺隆溶液.每組設(shè)兩個(gè)平行.

將洗凈的胚胎隨機(jī)分組,每組50顆.胚胎產(chǎn)出2.5～3 h后為囊胚期初期,將這些胚胎按組隨機(jī)放入不同濃度的溶液中.每隔24 h更換一次溶液,以保持溶液濃度不變,每次更換溶液之前,記錄胚胎孵化出魚苗的個(gè)數(shù),連續(xù)觀察6 d.在暴露實(shí)驗(yàn)過程中,及時(shí)去除死卵,以防止影響周圍的其他胚胎.

1.5 數(shù)據(jù)分析

結(jié)果取兩組平行實(shí)驗(yàn)的平均值.胚胎孵化率計(jì)算公式如下:

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 斑馬魚胚胎在苯磺隆溶液中的孵化情況

以不同濃度苯磺隆溶液處理斑馬魚胚胎后,其孵化情況見表1所示.

表1 不同濃度苯磺隆溶液中斑馬魚胚胎的孵化情況

2.2 苯磺隆對(duì)斑馬魚胚胎孵化率的影響

從圖1可以看出,苯磺隆處理可以顯著降低斑馬魚胚胎的孵化率,而且隨著濃度升高,胚胎孵化率逐步降低.對(duì)照組、80 mg/L、120 mg/L和160 mg/L處理組的胚胎孵化率分別為45%、25%、22%和14%.

圖1 苯磺隆處理對(duì)斑馬魚胚胎孵化率的影響

圖2 苯磺隆處理對(duì)斑馬魚胚胎孵化進(jìn)程的影響

2.3 苯磺隆對(duì)斑馬魚胚胎孵化進(jìn)程的影響

本實(shí)驗(yàn)用三個(gè)指標(biāo)來分析斑馬魚胚胎孵化進(jìn)程,即胚胎開始孵化時(shí)間、集中孵化時(shí)間和孵化完畢時(shí)間,其中胚胎開始孵化時(shí)間指最早觀察到胚胎孵化的時(shí)間,集中孵化時(shí)間指孵化魚苗數(shù)最多的時(shí)間,孵化完畢時(shí)間指最后觀察到胚胎孵化的時(shí)間.

從圖2可以看出,對(duì)照組和處理組的胚胎都從第3 d開始孵化,而且全部在6 d內(nèi)孵化完畢.但是,不同處理組的集中孵化時(shí)間有所不同,對(duì)照組和80 mg/L、120mg/L處理組胚胎的集中孵化時(shí)間為第3 d,而160 mg/L苯磺隆處理組的集中孵化時(shí)間為第4 d,表明高濃度苯磺隆可以延緩斑馬魚胚胎的發(fā)育進(jìn)程.

3 結(jié)語(yǔ)

苯磺隆對(duì)麥田闊葉雜草的生長(zhǎng)抑制效果十分良好,且用量低,對(duì)生物的毒性作用較低,因而近年來被國(guó)內(nèi)外廣泛使用.由于苯磺隆的降解速度較為緩慢,降解半衰期1～2個(gè)月,殘留較高,隨著雨水澆淋、土壤的滲透作用,勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,通過食物鏈危害生物的健康.然而,苯磺隆作為新型的高效除草劑,其毒理學(xué)研究還十分有限.

本實(shí)驗(yàn)利用斑馬魚胚胎對(duì)苯磺隆毒理學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了初步研究.結(jié)果表明,不同濃度的苯磺隆溶液均可降低斑馬魚胚胎孵化率,而且其影響表現(xiàn)出明顯的劑量依賴效應(yīng),即苯磺隆濃度越高,斑馬魚胚胎孵化率越低.實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),三種處理組中胚胎開始孵化時(shí)間和孵化完畢時(shí)間均相同,而且低濃度苯磺隆對(duì)斑馬魚胚胎集中孵化時(shí)間也沒有影響,這些結(jié)果再次證明了苯磺隆的毒性作用較低[2-4].然而,隨著濃度升高,胚胎集中孵化時(shí)間會(huì)推遲,表明高濃度苯磺隆可延緩斑馬魚胚胎發(fā)育進(jìn)程,但關(guān)于其對(duì)胚胎發(fā)育過程中的組織損傷、畸形等還需要進(jìn)一步研究,以深入認(rèn)識(shí)苯磺隆的毒理學(xué)效應(yīng).

(指導(dǎo)教師 王志平)

[1]韓新才,李晶.麥田高效除草劑苯磺隆使用技術(shù)[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理,2005,26(4):22-24.

[2]徐立利,徐永學(xué),閆艷春.斑馬魚及其胚胎在毒理學(xué)研究中的應(yīng)用[J].生物技術(shù)通報(bào),2010,(11):35-39.

[3]耽波,曹頂臣,孫效文,等.斑馬魚—新型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[J].水產(chǎn)學(xué)雜志,2006,19(2):105-108.

[4]全珊珊,吳新榮.斑馬魚,人類疾病研究的理想模式動(dòng)物[J].生命的化學(xué),2008,28(3):260-263.

[5]王佳佳,徐超,屠云杰,等.斑馬魚及其胚胎在毒理學(xué)中的實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào),2007,2(2):123-135.

[6]Zhu L,Shi S.Utilization of embryo development technique of Brachydanio rerio to evaluating toxicity on various chemical[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2002,13(2):252-254.

[7]陳中智,朱琳,姚琨,等.Ca2+與Pb2+相互作用對(duì)斑馬魚胚胎毒性效應(yīng)的影響[J].環(huán)境科學(xué),2009,30(4):1205-1209.

[8]周炳,趙美蓉,黃海鳳.4種農(nóng)藥對(duì)斑馬魚胚胎的毒理研究[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,36(2):136-140.

【責(zé)任編輯 曹 靜】

Influence of Tribenuron-methyl on the Hatching of Zebrafish Embryos

LIZheng-long
(School of Chemistry and Life science,Weinan Normal University,Weinan 714099,China)

In this experiment,zebrafish embryos were treated with different concentration of tribenuron-methyl solution (80 mg/L,120 mg/L and 160 mg/L),and the influence of tribenuron-methyl on the hatching of zebrafish embryoswas studied.It was shown that tribenuron-methyl challenge reduced the hatching rate of zebrafish embryos and delayed the development process of zebrafish embryos.

tribenuron-methyl;zebrafish embryos;hatching rate;hatching process

S859.83

A

1009-5128(2014)03-0089-03

2013-09-16

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目:斑馬魚母體免疫對(duì)子代抗感染力的影響(201210723004);渭南師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目:斑馬魚母體免疫對(duì)母源性溶菌酶?jìng)鬟f和功能的影響(12XK065)

李爭(zhēng)龍(1989—),男,陜西商洛人,渭南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院2010級(jí)生物科學(xué)專業(yè)本科生.