三丁基锡对黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）的致死效应与生殖阻碍

王云，许善超，赵正平，童贯和，王顺昌

（淮南师范学院 生命科学系，安徽 淮南 232001）

三丁基锡对黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）的致死效应与生殖阻碍

王云，许善超，赵正平，童贯和，王顺昌

（淮南师范学院 生命科学系，安徽 淮南 232001）

[目的]研究三丁基锡（Tributyltin，TBT）化合物对黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）的致死效应和生殖阻碍作用。[方法]先进行TBT对黑腹果蝇的半致死剂量测定，再利用初次产卵时间、产卵数量和孵化率指标衡量TBT的生殖阻碍作用。[结果]TBT对野生型黑腹果蝇的24h、48h、72h和96h LC50分别是441μM、270μM、220μM和191μM。随着TBT浓度的升高，野生型、残翅型和白眼型果蝇的初次产卵时间均呈现推延现象，并且产卵数量和孵化率也呈现递减趋势。[结论]黑腹果蝇对TBT具有高耐受力。TBT具有显著的生殖阻碍作用，必须禁止TBT的使用以降低生态危害。

三丁基锡；黑腹果蝇；半致死剂量；生殖阻碍

有机锡化合物，尤其是三丁基锡（Tributyltin，TBT），被广泛应用于船舶防污剂、PVC稳定剂和农药等。TBT可在水生生物体内富集，或通过水体进入底泥而保持数年难以降解。尽管各国已开始控制TBT的使用，但是在天然水体和水生生物体内仍有高浓度的TBT存在。我国沿海水体中TBT的浓度为低于 0.5ng/L至几百 ng/L （按含 Sn量计）[1]。Harino et al.报道了日本大阪湾和淀川11中鱼类肌肉组织中的TBT浓度为11-182μg/kg（湿重）[2]，在泰晤士河口鳗鱼（Anguilla anguilla）肝脏中TBT的浓度达到 0.066-0.347μg/g（干重）[3]。 TBT 可从涂料释放到水中造成污染，不仅会毒害水生生物而破坏生态环境，而且能在食用水生生物机体内富集，被人食用从而造成对人体的潜在危害[4]，TBT的环境健康危害及其生物评价体系研究研究已经成为环境毒理学的热点问题之一。

关于TBT的生殖毒性研究常采用水生生物作为研究材料，而对于陆生生物活体的毒性效应与致毒机理研究鲜有报道。鉴于TBT分布的广泛性和对整个生态系统的潜在危害，作者采用模式动物黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）作为实验材料，探讨了TBT对野生型黑腹果蝇的致死效应以及对不同品系果蝇产卵时间、产卵数量和孵化率的影响，为进一步研究TBT致毒机理，探索敏感的TBT毒性评价体系，建立多样化的生态预警防护体系提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 实验动物与试剂

黑腹果蝇野生型（红眼，X+X+和X+Y）、残翅型（vg/vg）和白眼型（XwY和XwXw）由本实验室人工恒温恒湿培养箱内长期饲养，温度25℃，相对湿度60%，喂以玉米粉培养基[5]。

TBT是Sigma-Aldrich公司产品，纯度大于97%；二甲基亚砜（dimethyl sulfoxide，DMSO）及其他所用化学试剂均为化学纯，国药集团产品。

1.2 半致死剂量测定

野生型幼蝇在正常培养基中羽化8h±1h后接种在不同浓度的TBT培养基中并设DMSO溶剂对照组，每组果蝇包括25雄25雌，分别在3支平行试管中培养。在暴露24h、48h、72h和96h后统计果蝇存活率，半致死剂量（LC50）通过SPSS11.0软件进行Probits分析得出。

1.3 初次产卵时间、产卵数及孵化率测定

野生型、残翅型和白眼型果蝇在正常培养基中羽化8h±1h后接种在含有TBT的培养基中进行培养，TBT 浓度分别是 0.01μM、0.1μM 和 1μM，设DMSO溶剂对照组，每个实验组包括5支平行试管，每支试管中接种果蝇4雄4雌，接种7d后去除亲本。初次产卵时间为接种后初次发现培养基表面有F1卵的时间点。产卵数为每对（1雌1雄）果蝇产卵平均数。孵化率=三龄幼虫数/产卵数×100%

1.4 数据分析

所有实验数据使用SPSS11.0软件进行统计分析，实验结果用x¯±SE表示，组间多重数据比较采用One-Way ANOVA Duncan’s法，以a=0.05为检验显著性水平，图1和图2中用不同字母表示数据的分组情况。

2 结果与分析

2.1 TBT对野生型果蝇的致死效应

在TBT暴露24h、48h、72h和96h后统计野生型果蝇存活率，结果表明在各时间点雌雄果蝇间LC50不存在显著差异 （p＞0.05）。如表1所示，在TBT暴露 24h、48h、72h和 96h后野生型果蝇的LC50分别是 441μM、270μM、220μM 和 191μM。一般认为安全浓度 SC=96h LC50×0.01，所以，1.91μM TBT为研究果蝇各生物学终点的最高暴露浓度，也是作者研究TBT对果蝇的生殖阻碍时设定最高暴露浓度的主要依据。

表1 24-96h TBT暴露下对野生型黑腹果蝇的LC50估算Table 1 Estimation of 24h to 96h LC50 for exposure to TBT in the wild type of Drosophila melanogaster

2 .2 TBT对不同品系果蝇初次产卵时间的影响

通过TBT对不同品系黑腹果蝇的暴露研究，可以得出随着TBT浓度的升高，各品系果蝇的初次产卵时间均呈现推延现象。如图1所示，在初次产卵时间上，各品系果蝇对照组之间无显著差异（p＞0.05）。残翅型对TBT的反应比野生型和白眼型果蝇要敏感，因为残翅型在0.01μM TBT时就表现出与对照组的显著差异（p＜0.05）。野生型果蝇表现出比残翅型和白眼型更高的耐受性，因为在0.1μM TBT时野生型果蝇初次产卵时间显著低于残翅型和白眼型（p＜0.05），并且在 1μM TBT 时也体现了这样的趋势。

2.3 TBT对不同品系果蝇产卵数量的影响

如图2所示，在果蝇的产卵数量上，野生型对照组显著高于白眼型对照组（p＜0.05），残翅型介于两者之间。随着TBT浓度的升高，各品系果蝇的产卵数量均呈现下降趋势。当TBT浓度达到1μM时，各品系果蝇的产卵数量显著低于相应对照组（p＜0.05）。

图2 TBT对不同品系黑腹果蝇产卵数量的影响Fig.2 Effects of TBT to ovipostion quantities in different types of Drosophila melanogaster.

2.4 TBT对不同品系果蝇孵化率的影响

TBT对黑腹果蝇的孵化率也表现出抑制作用。如图3所示，野生型对照组孵化率达到100%，当TBT浓度达到0.1μM时，白眼型孵化率被显著抑制（p＜0.05），当 TBT 浓度达到 1μM 时，野生型和白眼型孵化率均被显著抑制（p＜0.05），分别降至85%和80%。

图3 TBT对不同品系黑腹果蝇孵化率的影响Fig.3 Effects of TBT to hatchability rates in different types of Drosophila melanogaster.

3 结论与讨论

人类会因为饮用水受工业污染或者PVC水管渗出物污染而暴露于TBT环境[6]，Whalen et al.[7]报道了人类血液中丁基锡化合物（包括TBT）的浓度达50-400 nM。TBT对各种动物均表现出很强的毒性。TBT对环节动物华美盘管虫 （Hydroides elegans）成虫的 48h LC50 为 4.36(4.04-4.71)μg/L[8]，TBT对牡蛎(Crassostrea gigas)的 48h LC50为44.6 μg/L[9]，TBT 对朝鲜马耳他钩虾(Melita koreana)的10 d LC50 为 2.31 μg/L[10]，TBT 对海洋鱼类金头鲷（Sparus aurata）胚胎早期的24h LC50为 28.3-38.6 μg/L[11]。相比较而言，黑腹果蝇对TBT的耐受能力远远大于上述动物。这表明作为杀虫剂的TBT对蝇类难有很好的驱杀效果。果蝇对TBT的高耐受能力究竟是何机理值得深入研究。另外50-400 nM TBT对果蝇的产卵时间具有明显的推延作用，实验浓度与环境中TBT实际浓度范围一致，这暗示人类血液中的高剂量TBT将会对生殖产生潜在危害，TBT的禁止使用必要而迫切。

许多研究表明TBT对水生动物具有内分泌干扰作用，可使软体动物[12]、鱼类[13，14]产生性逆转（即雌性个体雄性化），严重影响个体的发育和生殖，产生严重的生态危害。从初次产卵时间、产卵数量和孵化率上看，TBT可能干扰了雌性果蝇的内分泌系统，阻止了雌雄果蝇的交配行为、胚胎发育、产卵行为和孵化。

野生型果蝇表现出了比残翅型和白眼型对TBT更强的耐受性，这表明不管是2号常染色体的残翅基因（vg）突变还是X染色体的白眼基因（Xw）突变，都可能会对TBT暴露过度响应而对个体的生活力与生殖力造成了负面影响。

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Lethal effects and reproduction inhibition of Tributyltin in Drosophila melanogaster

WANG Yun，XU Shan-chao，ZHAO Zheng-ping，TONG Guan-he，WANG Shun-chang

[Objective]This research aimed to investigate lethal effects and reproduction inhibition of tributyltin (TBT)compounds inDrosophila melanogaster. [Method]The LC50s for exposure to TBT inDrosophila melanogasterwere determined.Reproduction inhibition was assessed by determination of maiden oviposting time,ovipostion quantities and hatchability rates in different types ofDrosophila melanogaster.[Result]The 24h,48h,72h and 96h LC50s for exposure to TBT in wild type ofDrosophila melanogasterwere 441μM,270μM,220μM and 191μM,respectively.The maiden oviposting time was delayed in wild type,vestigial wing type and white eyes type ofDrosophila melanogasterin response to higher TBT concentrations.Meanwhile ovipostion quantities and hatchability rates were reduced.[Conclusion]Drosophila melanogasterexhibited high endurance to TBT.Reproduction was significantly inhibited by TBT and it must be banned for use to reduce ecological hazard.

Tributyltin；Drosophila melanogaster；LC50；reproduction inhibition

S181

A

1009-9530（2010）04-0143-03

2010-02-24

国家自然科学基金青年项目（20907016）；安徽省高校省级自然科学研究项目（KJ2008B200）

王云(1977－)，男，安徽蚌埠人，淮南师范学院生命科学系讲师，博士，研究方向：环境毒理学。