苯磺隆對斑馬魚胚胎孵化的影響

李爭龍

(渭南師范學院化學與生命科學學院,陜西渭南 714099)

【蓓蕾園地】

苯磺隆對斑馬魚胚胎孵化的影響

李爭龍

(渭南師范學院化學與生命科學學院,陜西渭南 714099)

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

苯磺隆;斑馬魚胚胎;孵化率;孵化進程

苯磺隆是由美國杜邦公司研究開發的內吸傳導型磺酰脲類除草劑,在國內外廣泛使用.其分子式為C15H17N5O6S,分子量為385.39,化學名為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酰基]苯甲酸甲酯.目前,苯磺隆是我國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[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,勢必會對環境造成一定污染,危害生物健康.

斑馬魚原產于印度,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個月后便可達到性成熟,其產卵并不局限于某個特定的時期,對水質要求不高,因此被廣泛應用于環境毒理學研究[2-4].另外,性成熟的斑馬魚成魚每隔幾天便可產卵一次,其產出的胚胎容易收集,發育迅速,對實驗的敏感度高于成魚,而且胚胎胎體透明便于觀察[5],因此斑馬魚胚胎毒性實驗已經成為傳統成魚急性毒性試驗的替代手段,是生態毒理學研究的一種重要的方法[6].

本實驗以斑馬魚胚胎為實驗對象,研究苯磺隆對斑馬魚胚胎孵化情況的影響,進而探討苯磺隆的生物學毒性.

1 實驗材料和方法

1.1 試劑

苯磺隆,購自淄博新農基農藥化工有限公司.

1.2 斑馬魚飼養及胚胎收集

成年斑馬魚購自渭南市蟲魚市場,運回實驗室后,將斑馬魚飼養于大玻璃箱內,雌雄魚分開飼養.在實驗室玻璃缸內,連續充氣,光周期為自然光周期,利用恒溫棒保持缸內水溫在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.由于斑馬魚凌晨產卵,在實驗前一天晚上按照2∶1的比例將雌雄魚放入同一玻璃缸內,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[7].

1.3 溶液配制

稱取1 g苯磺隆,放入1 L蒸餾水中,充分攪拌至完全溶解,配制成濃度為1 g/L的苯磺隆儲存液.

實驗前用蒸餾水稀釋至80 mg/L、120 mg/L、160 mg/L的使用液.

1.4 毒性試驗

實驗前取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.對照組以等體積蒸餾水代替苯磺隆溶液.每組設兩個平行.

將洗凈的胚胎隨機分組,每組50顆.胚胎產出2.5～3 h后為囊胚期初期,將這些胚胎按組隨機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數,連續觀察6 d.在暴露實驗過程中,及時去除死卵,以防止影響周圍的其他胚胎.

1.5 數據分析

結果取兩組平行實驗的平均值.胚胎孵化率計算公式如下:

2 實驗結果

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 苯磺隆處理對斑馬魚胚胎孵化率的影響

圖2 苯磺隆處理對斑馬魚胚胎孵化進程的影響

2.3 苯磺隆對斑馬魚胚胎孵化進程的影響

本實驗用三個指標來分析斑馬魚胚胎孵化進程,即胚胎開始孵化時間、集中孵化時間和孵化完畢時間,其中胚胎開始孵化時間指最早觀察到胚胎孵化的時間,集中孵化時間指孵化魚苗數最多的時間,孵化完畢時間指最后觀察到胚胎孵化的時間.

從圖2可以看出,對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內孵化完畢.但是,不同處理組的集中孵化時間有所不同,對照組和80 mg/L、120mg/L處理組胚胎的集中孵化時間為第3 d,而160 mg/L苯磺隆處理組的集中孵化時間為第4 d,表明高濃度苯磺隆可以延緩斑馬魚胚胎的發育進程.

3 結語

苯磺隆對麥田闊葉雜草的生長抑制效果十分良好,且用量低,對生物的毒性作用較低,因而近年來被國內外廣泛使用.由于苯磺隆的降解速度較為緩慢,降解半衰期1～2個月,殘留較高,隨著雨水澆淋、土壤的滲透作用,勢必會對環境造成污染,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,其毒理學研究還十分有限.

本實驗利用斑馬魚胚胎對苯磺隆毒理學效應進行了初步研究.結果表明,不同濃度的苯磺隆溶液均可降低斑馬魚胚胎孵化率,而且其影響表現出明顯的劑量依賴效應,即苯磺隆濃度越高,斑馬魚胚胎孵化率越低.實驗還發現,三種處理組中胚胎開始孵化時間和孵化完畢時間均相同,而且低濃度苯磺隆對斑馬魚胚胎集中孵化時間也沒有影響,這些結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,胚胎集中孵化時間會推遲,表明高濃度苯磺隆可延緩斑馬魚胚胎發育進程,但關于其對胚胎發育過程中的組織損傷、畸形等還需要進一步研究,以深入認識苯磺隆的毒理學效應.

(指導教師 王志平)

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

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

[3]耽波,曹頂臣,孫效文,等.斑馬魚—新型的實驗動物[J].水產學雜志,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物[J].生命的化學,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中的實驗研究與應用進展[J].生態毒理學報,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+相互作用對斑馬魚胚胎毒性效應的影響[J].環境科學,2009,30(4):1205-1209.

[8]周炳,趙美蓉,黃海鳳.4種農藥對斑馬魚胚胎的毒理研究[J].浙江工業大學學報,2008,36(2):136-140.

【責任編輯 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

國家級大學生創新創業計劃項目:斑馬魚母體免疫對子代抗感染力的影響(201210723004);渭南師范學院大學生創新創業計劃項目:斑馬魚母體免疫對母源性溶菌酶傳遞和功能的影響(12XK065)

李爭龍(1989—),男,陜西商洛人,渭南師范學院化學與生命科學學院2010級生物科學專業本科生.