论文部分内容阅读
邻苯二甲酸丁苄酯（Butyl benzyl phthalate,BBP）和三氯生（Triclosan,TCS）是人们生活用品中经常用到的两种添加剂,在水体和土壤等环境中均能检测到BBP和TCS的赋存。环境中各类化学污染物的存在会对生物的生存繁殖和生长发育、生态系统的平衡等造成危害。研究表明,BBP和TCS具有相似的毒理效应,例如BBP和TCS可作为内分泌干扰物,扰乱生物体的稳态,进一步对机体产生生殖发育毒性、胚胎毒性,另外有研究表明,BBP和TCS具有类雌激素效应,但研究主要集中于水生经济物种和哺乳动物,相反,有很少的研究关注陆生野生昆虫。动物体的肠道除作为消化器官外,还参与内分泌和代谢等多种活动。微生物以群落的形式大量存在于动物和人的肠道,以直接或间接的方式参与宿主的整个生命过程。然而,肠道微生物的组成具有多样性,容易受到环境、饮食等因素的影响,导致肠道菌群多样性改变,从而危害宿主的健康。昆虫是陆地上最大的动物类群,研究BBP和TCS对于昆虫生长发育以及肠道菌群结构与丰度的影响,对于探讨外源化合物干扰生物机体生长发育的机制非常重要。实验选取拟黑多刺蚁（Polyrhachis vicina Roger）成虫为研究对象,通过形态学观察、石蜡切片技术、H＆E染色技术、qRT-PCR技术和16S rRNA高通量测序技术研究BBP和TCS暴露对拟黑多刺蚁成虫生长发育的影响,及TCS暴露对工蚁肠道菌群结构与丰度的影响,进一步探讨了 BBP和TCS这两种环境内分泌干扰物对于社会性昆虫生长发育的影响。研究结果如下:1.拟黑多刺蚁工蚁暴露于 0.2 mg/l、2 mg/l、20 mg/l、200mg/l 和 2g/l BBP、雌蚁和雄蚁暴露于0.2 mg/l、2 mg/l和20mg/l BBP,经腹部给药处理15天,与对照组相比,BBP处理后工蚁存活率降低,雄蚁存活率也降低且具有浓度的依赖性,而雌蚁存活率无影响;BBP处理后,工蚁、雄蚁体重增加,雌蚁体重呈降低趋势。2.与对照组相比,外形观察发现BBP处理不同品级拟黑多刺蚁后,腹部均出现不同程度畸形。由此表明BBP对拟黑多刺蚁的正常生长发育有直接影响。3.以工蚁为研究对象,采取石蜡切片和苏木精-伊红染色的技术检测经BBP处理后,工蚁肠道组织的变化。结果表明,与对照组相比,BBP处理后主要影响了工蚁的中肠。BBP处理组的中肠细胞边界不清楚,柱状细胞退化,细胞质受损,围食膜消失。由此推测BBP很可能被蚂蚁表皮吸收,进入体内,引起蚂蚁中毒,进而导致其肠道形态结构遭到破坏。4.采用qRT-PCR技术从分子水平上检测BBP对不同品级拟黑多刺蚁与生长发育相关基因mRNA表达水平的变化。结果显示,与对照组相比,BBP处理组中不同品级拟黑多刺蚁的PvTH、PvERR、PvEcR、PvUSP、PvFoxO、PvTOR mRNA 的表达水平均有上调和下调的波动变化,但无明显的时间依赖和浓度依赖变化,BBP暴露后,PvUSP和PvEcR mRNA在各品级成虫中表达趋势相似。5.拟黑多刺蚁工蚁暴露于 0.02 mg/l、0.2 mg/l、2 mg/l、20 mg/l 和 200mg/l TCS、雌蚁和雄蚁暴露于0.02 mg/l、0.2 mg/l和2mg/l TCS,经腹部给药处理15天后,与对照组相比,工蚁存活率降低,雌蚁、雄蚁存活率呈浓度依赖性降低;TCS暴露后,工蚁体重增加,雌蚁体重降低,而雄蚁体重未受影响。6.与对照组相比,外形观察发现TCS处理不同品级拟黑多刺蚁后,各品级成虫腹部均出现不同程度的畸形。由此表明TCS对拟黑多刺蚁的正常生长发育有直接影响。7.采用石蜡切片和苏木精-伊红染色的技术观察经TCS处理后,工蚁肠道组织的变化。结果表明,与对照组相比,TCS处理后主要影响了工蚁的中肠。TCS处理组中肠肌肉层不完整,细胞边界不清楚,上皮细胞退化,出现了细胞质损伤等病理学改变。由此推测TCS很可能被蚂蚁表皮吸收,进入体内,引起蚂蚁中毒,进而导致肠道形态结构受到破坏。8.采用qRT-PCR技术从分子水平上检测TCS对不同品级拟黑多刺蚁与生长发育相关基因mRNA表达水平的变化。结果显示,与对照组相比,TCS处理组中不同品级拟黑多刺蚁的 PvTH、PvERR、PvEcR、PvUSP、PvFoxO、PvTOR mRNA 的表达水平均有上调和下调的波动变化,但无明显的时间依赖和浓度依赖变化。TCS暴露后,PvUSP和PvEcR mRNA在各品级成虫中表达趋势相似。9.采用16S高通量测序技术分析了 TCS对工蚁肠道微生物的影响。结果显示,TCS会改变工蚁肠道微生物群落的丰富度和组成,影响工蚁的体内代谢,从而对其健康产生不利影响。综上所述,BBP和TCS可引起拟黑多刺蚁的死亡、体重改变、外形出现畸形、肠道组织结构发生改变及与生长发育密切相关的基因表达发生改变;另外TCS暴露可改变工蚁肠道微生物多样性、结构和组成,影响其代谢水平,进而增加患病风险。这些发现可能为评估昆虫对BBP和TCS、甚至对环境内分泌干扰物污染的反应提供一个新的思路与实验材料。