久效磷農藥對斑馬魚性別分化的影響及機制研究.pdf

1、久效磷農藥是一種高效廣譜的有機磷殺蟲劑,能夠誘導雄性金魚卵黃原蛋白基因的表達以及蛋白的合成與分泌,是一種潛在的環(huán)境雌激素。久效磷農藥被證實能夠引發(fā)魚類體內17β-雌二醇(E2)水平顯著上升,睪酮(T)水平顯著下降,導致雌雄激素水平失衡。由于魚類的性別分化受性類固醇激素的調節(jié),因此久效磷農藥可能會對魚類的性別分化造成威脅。為了確定久效磷農藥對魚類性別分化的影響及作用機制,本文選用斑馬魚作為實驗動物,采用0.001、0.010和0.100m

2、g／L久效磷農藥從斑馬魚受精卵時期暴露至其性別分化結束(0～40dpH),從性別比例和性腺分化情況兩個方面研究了久效磷農藥對斑馬魚性別分化的干擾作用,并檢測了久效磷農藥對斑馬魚性別分化時期(23～40dph)芳香化酶基因(Cyp19ala和Cyp19alb)以及轉錄因子基因(Foxl2和Dmrtl)表達的影響,從性別分化相關基因表達的角度初步分析了久效磷農藥干擾斑馬魚性別分化的作用機制,為今后深入開展環(huán)境內分泌干擾物對魚類性別分化影響的

3、研究工作提供基礎資料和科學依據。
　　 本文研究結果表明:
　　 (1)0.001、0.010和0.100mg／L久效磷農藥暴露斑馬魚幼魚至40dph,主要通過雌激素效應干擾其性別分化過程,導致斑馬魚雌性比例隨暴露濃度的增大逐漸上升,其中0.100mg／L暴露組雌性比例達到71％,與對照組有顯著差異；0.001和0.100mg／L久效磷農藥暴露導致斑馬魚出現異常的間性性腺——卵精巢。久效磷農藥能夠致使幼魚的性腺結構損傷,

4、具體表現為卵巢中卵母細胞發(fā)生變形,卵巢和精巢內部非細胞區(qū)比例增大甚至出現空腔結構等。
　　 (2)0.001、0.010和0.100 mg／L久效磷農藥暴露斑馬魚幼魚至23dph、30dph和40dph,采用實時定量PCR方法檢測了性腺芳香化酶基因Cyp19ala和腦芳香化酶基因Cyp19alb mRNA表達水平。結果表明:0.010和0.100mg／L久效磷農藥對斑馬魚Cyp19ala和Cyp19alb mRNA的表達有明顯的

5、促進作用,其中0.100mg／L久效磷農藥能夠在斑馬魚性別分化整個時期顯著促進Cyp19ala和Cyp19alb mRNA的表達。本文推測久效磷農藥通過上調性腺芳香化酶基因的表達水平,能夠直接促進血漿T向E2的轉化,導致E2水平上升,T水平下降；同時久效磷農藥在上調腦芳香化酶基因的表達后,能夠間接通過下丘腦-垂體-性腺軸進一步導致血漿雌雄激素比例失衡,從而引發(fā)雌性化效應,干擾斑馬魚的性別分化。
　　 (3)0.001、0.010

6、和0.100 mg／L久效磷農藥暴露斑馬魚幼魚至23dph、30dph和40dph,采用實時定量PCR方法檢測了卵巢分化相關轉錄因子基因Foxl2和精巢分化相關轉錄因子基因Dmrtl mRNA表達水平。結果表明:久效磷農藥能夠促進斑馬魚性別分化時期Foxl2 mRNA的表達,并隨暴露時間的增長其促進作用逐漸顯著；同時久效磷農藥能夠抑制Dmrtl mRNA的表達,并且在暴露至性別分化開始時(23dph)的抑制作用最為明顯。本文認為久效磷農

7、藥能夠通過促進卵巢分化相關轉錄因子如Foxl2并抑制精巢分化相關轉錄因子如Dmrtl基因的表達引發(fā)雌性化效應,從而干擾斑馬魚的性別分化過程,但其中具體的作用途徑尚需進一步研究。
　　 綜上所述,本文首先通過觀察久效磷農藥暴露后斑馬魚的性別比例和性腺分化的情況,證實久效磷農藥主要通過雌激素效應干擾斑馬魚的性別分化。其次通過對性別分化相關基因表達水平進行檢測,本文提出久效磷農藥影響斑馬魚性別分化的作用機制可能包括:(1)通過促進芳香